DE102022125226B3 - Set, elektromechanisches Antriebssystem, Elektrofahrzeug, stationäres elektrisches Sportgerät, Verwendung eines Sets sowie elektronische Service-Intervall-Anzeigevorrichtung - Google Patents

Set, elektromechanisches Antriebssystem, Elektrofahrzeug, stationäres elektrisches Sportgerät, Verwendung eines Sets sowie elektronische Service-Intervall-Anzeigevorrichtung Download PDF

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Abstract

Es wird ein Set (1) vorgeschlagen, das an einem Elektrofahrrad (26) initial installiert oder nachgerüstet werden kann oder welches zum Umbau eines rein mechanischen Antriebssystems in ein muskelkraftbetreibbares elektromechanisches Antriebssystem (20) genutzt werden kann. Dieses Set (1) umfasst einen mechanischen Adapter (2), der dazu vorgesehen ist, das Set (1) an einer Tragkonstruktion (8) wie beispielsweise einem Fahrradrahmen (24) zu befestigen, und einen elektromechanischen Generator (3). Ferner weist das Set (1) mindestens ein Dämpfungselement (4) auf, welches mechanische Vibrationen dämpfen kann, die beim Betrieb des Generators (3) von dem Generator (3) ausgehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Set zum Nachrüsten oder zum initialen Installieren an einem über Muskelkraft antreibbaren Elektrofahrzeug. Das Set kann aber auch zum Umbau eines rein mechanischen Antriebssystems in ein muskelkraftbetreibbares elektromechanisches Antriebssystem eingesetzt werden. Ein derartiges Set kann also insbesondere verwendet werden, um einen rein elektrischen Antriebsstrang an einem Elektrofahrzeug initial zu installieren oder nachzurüsten.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein elektromechanisches Antriebssystem, welches über Muskelkraft, insbesondere mittels eines Hand- oder Fußpedals welches an einer Antriebskurbel des Antriebssystems montiert ist, antreibbar ist.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Elektrofahrzeug. Dieses kann zum Beispiel als ein Elektrofahrrad, als ein elektrisches Lastenrad oder als ein Tretboot ausgestaltet sein.
  • Die Erfindung betrifft auch ein stationäres elektrisches Sportgerät, zum Beispiel ausgestaltet als ein Home-Trainer, als ein Spinning-Bike oder als ein Ergometer.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine spezifische Verwendung eines wie eingangs erläuterten Sets zum Nachrüsten eines elektromechanischen Antriebs an einem bestehenden Fahrradrahmen, der eigentlich/ursprünglich zum Aufbau eines Elektrofahrrads, insbesondere eines Pedelecs oder eines S-Pedelecs, vorgesehen war oder ausgestaltet ist. Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung eines wie eingangs eingeführten Sets zum Ersetzen eines Mittelmotors eines vorhandenen Elektrofahrrads, insbesondere eines Pedelecs.
  • Schließlich betrifft die Erfindung eine elektronische ServiceIntervall-Anzeigevorrichtung. Diese Anzeigevorrichtung bietet Informationen in Bezug auf die Benutzungsdauer und/oder - intensität eines elektrischen Antriebsstrangs.
  • Unter Pedelec kann hier ein „pedal electric bicycle“ verstanden werden, wobei dies ein Fahrrad mit elektrischer Unterstützung ist: Der Elektromotor unterstützt hierbei den Fahrer, kommt aber nur zum Einsatz, wenn der Fahrer in die Pedale tritt. Ein Pedelec hat oftmals eine Trittunterstützung bis 25 km/h. Unter dem Begriff S-Pedelec, werden dabei Pedelecs subsummiert, die eine Trittunterstützung bis zu 45 km/h bieten und daher nur mit Kennzeichen gefahren werden dürfen. Der Begriff Pedelec wird oft synonym zu E-Bike verwendet. Als Mittelmotor wird eine Anordnung in Fahrzeugen bezeichnet, bei der der Motor zwischen den Achsen angeordnet ist. Bei Fahrrädern mit Elektroantrieb ist ein Mittelmotor typischerweise am Tretlager angeordnet.
  • Im Stand der Technik sind auch sogenannte „Serial hybrid“-Antriebssysteme bekannt, die es ermöglichen, ein Elektrofahrzeug, beispielsweise ein Elektrofahrrad, kettenlos und nur durch einen elektrischen Antriebsstrang aber dennoch mittels Muskelkraft zu betreiben. „Serial hybrid“-Systeme werden auch „Chainless“-Systeme oder „Pedal-by-Wire“-Systeme genannt.
  • „Serial hybrid“-Systeme umfassen typischerweise einen elektromechanischen Generator (oftmals auch als Lichtmaschine in Anlehnung an klassische KFZ-Technik bezeichnet, engl. alternator), welcher über eine Tretkurbel mit daran angebrachten Fußpedalen von einem Benutzer mit seiner Muskelkraft antreibbar ist; eine Batterie beziehungsweise einen elektrischen Akkumulator; einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben wenigstens eines der Räder; und eine Antriebsregelung. Der elektrische Antriebsmotor kann beispielsweise als ein Nabenmotor ausgestaltet sein.
  • Ein „Serial hybrid“-System erfordert somit weder eine Kette, wie bei klassischen Fahrrädern, noch einen Antriebsriemen, um eine vom Benutzer gelieferte Antriebskraft / ein vom Benutzer geliefertes Antriebsmoment auf das angetriebene Rad zu übertragen, da die Übertragung rein elektrisch ausgestaltet ist (elektrischer Antriebsstrang). Der Benutzer betreibt somit während der Fahrt durch Treten der Kurbeln den elektromechanischen Generator und erzeugt so einen elektrischen Generatorstromfluss. Dieser Stromfluss wird, gegebenenfalls ergänzt durch einen weiteren Stromfluss aus dem Akkumulator oder der Batterie, als elektrischer Antriebsstrom rein elektrisch an den Antriebsmotor übertragen. Der Antriebsmotor erzeugt aus dem Stromfluss dann ein mechanisches Antriebsmoment zum Antreiben des angetriebenen Rads.
  • Ein Vorteil der „Serial hybrid“-Systeme ist die erhöhte Zuverlässigkeit der Komponenten gegenüber einem traditionellen mechanischen Antriebsstrang, da Wartungen oder Reparaturen für Ketten und Antriebsriemen entfallen. Trotz dieser technischen Vorteile dominieren auf dem Markt derzeit noch Pedelecs, also Elektrofahrräder, typischerweise mit elektrischem Mittelmotor, die einen klassischen mechanischen Antriebsstrang auf Basis einer Kette oder eines Antriebsriemens nutzen.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten von „Pedal-by-Wire“-Antrieben zu vergrößern und die Bedieneigenschaften eines über Muskelkraft antreibbaren „Pedal-by-Wire“-Elektrofahrzeugs zu verbessern. Insbesondere soll die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort erhöht werden. Eine weitere Aufgabenstellung der Erfindung besteht darin, einen möglichst einfachen Umbau eines rein mechanischen Antriebssystems in ein muskelkraftbetreibbares elektromechanisches Antriebssystem zu ermöglichen. Ferner soll eine einfache Umrüstung bei Elektrofahrzeugen, insbesondere Elektrofahrrädern, in ein „Pedal-by-Wire“-Fahrzeug ermöglicht werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die in den abhängigen Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden und so weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden, die nicht allesamt in den Ansprüchen abgebildet sind.
  • Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung somit die Merkmale von Anspruch 1 vor. Insbesondere wird erfindungsgemäß bei einem Set der eingangs beschriebenen Art zur Lösung der genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass das Set Folgendes umfasst: einen mechanischen Adapter, welcher ausgestaltet ist zur Befestigung des Sets an einer Tragkonstruktion wie beispielsweise einem Fahrradrahmen; und einen elektromechanischen Generator. Ferner ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass das Set zusätzlich mindestens ein Dämpfungselement umfasst. Das mindestens eine Dämpfungselement kann mechanische Vibrationen dämpfen, die beim Betrieb des Generators von dem Generator ausgehen. In der Einbausituation kann dabei der Generator von dem Adapter in Position gehalten sein.
  • Die Erfindung hat somit erkannt, dass viele „Pedal-by-Wire“-Systeme (insbesondere dann, wenn der erwähnte Generator ein internes Getriebe, beispielsweise ein mehrstufiges Planetengetriebe, aufweist) dazu neigen, im Betrieb mechanische Vibrationen und in der Folge störende akustische Schwingungen, insbesondere in Form von Klopfgeräuschen, hervorzurufen. Ursächlich scheint hierfür, dass vom Generator selbst, sobald dieser mit Muskelkraft betrieben wird, in bestimmten Betriebszuständen Vibrationen ausgehen. Diese Vibrationen können dann zum Beispiel an eine Tragkonstruktion, insbesondere einen Rahmen des „Pedal-by-Wire“-Elektrofahrzeugs, weitergeleitet werden, wo eine akustische Verstärkung auftreten kann. Die Vibrationen übertragen sich aber auch auf die Antriebskurbel, mit der der Generator betrieben wird, und können so den Fahrkomfort und die Sicherheit eines Benutzers des Elektrofahrzeugs negativ beeinflussen. Durch den Einsatz eines speziellen Dämpfungselements kann die Weiterleitung oder Ausbreitung und resonante Verstärkung der besagten Vibrationen wirksam verhindert oder zumindest stark verringert werden. Damit erhöht die Erfindung den Fahrkomfort und die Sicherheit. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Schwingungsübertragung vom Generator auf die Tagkonstruktion wirksam reduziert.
  • Der Generator des Sets, oft als Lichtmaschine bezeichnet, ist über Muskelkraft antreibbar (vorzugsweise mittels zweier Tretkurbeln, die rechts und links mit dem Generator montiert sind) und kann im Betrieb einen elektrischen Generatorstrom bereitstellen. Der Generator kann über ein eigenes Gehäuse verfügen.
  • Der Adapter ist bevorzugt so ausgestaltet, dass der Generator, insbesondere nach einem Verbinden mit dem Adapter, unter Verwendung des mindestens einen Dämpfungselements, mittels des Adapters drehfest an der Tragkonstruktion gehalten oder montiert werden kann. In der Einbausituation trägt der Adapter somit den Generator und befestigt diesen drehfest und schwingungsgedämpft an der Tragkonstruktion. Dadurch wird ermöglicht, dass ein über Muskelkraft bereit gestelltes mechanisches Antriebsmoment, welches auf den Generator einwirkt, effizient vom Generator in einen elektrischen Generatorstrom umgewandelt werden kann.
  • Soll das Set initial mit der Tragkonstruktion eines Elektrofahrzeugs oder eines stationären Sportgeräts wie etwa einem Spinning-Bike verbunden werden, so kann der Adapter sogar als integraler Bestandteil der Tragkonstruktion ausgestaltet sein und somit beispielsweise einen Abschnitt eines Rahmens des Elektrofahrzeugs/Sportgeräts (mit) ausbilden.
  • Gemäß einer möglichen Ausgestaltung kann der Adapter auch das Gehäuse des Generators selbst (zumindest mit) ausbilden. Bevorzugt sind jedoch Ausgestaltungen, bei denen der Generator mit separatem Gehäuse ausgestaltet ist, da dann ein separates inneres Dämpfungselement zwischen Adapter und Generatorgehäuse besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann, wie noch genauer erläutert wird; zudem kann in diesem Fall auch ein handelsüblicher Generator verwendet werden.
  • Der Generator ist somit dazu eingerichtet, eine vom Benutzer gelieferte mechanische Antriebsleistung in eine elektrische Antriebsleistung umzuwandeln. Die Idee ist hierbei, dass das vom Benutzer bereitgestellte Antriebsmoment nicht mehr klassisch mechanisch an einen Antrieb übertragen werden soll, sondern rein elektrisch, nämlich nach Umwandlung in den Generatorstrom mit Hilfe des Generators.
  • Zudem kann der Generator über eine zugehörige elektronische Regelung (insbesondere ausgestaltet als eine Antriebsregelung) verfügen, die es ermöglicht, dem Benutzer des Generators ein realistisches Pedalgefühl, also einen gewissen Kurbelbeziehungsweise Tretwiderstand beim Betreiben des Generators mittels einer Antriebskurbel, zu vermitteln. Dies kann so ausgestaltet werden, dass der Benutzer beim Bewegen des Hand- oder Fußpedals der Antriebskurbel das Gefühl hat, er würde einen gewöhnlichen mechanischen Antriebsstrang betätigen. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die elektronische Regelung ein einstellbares elektromechanisches Rückmeldedrehmoment erzeugen kann, wie noch genauer erläutert wird, um so unterschiedliche Belastungssituationen simulieren zu können.
  • Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, die allein oder in Kombination mit den Merkmalen anderer Ausgestaltungen mit den Merkmalen nach Anspruch 1 kombiniert werden können:
    • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Generator mittels des mindestens einen Dämpfungselements schwingungsgedämpft mit dem Adapter mechanisch verbunden ist. Eine Verbindung zwischen dem mindestens einen Dämpfungselement und dem Adapter kann hierbei formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Gleiches gilt auch für eine Verbindung zwischen dem Dämpfungselement und dem Generator. Durch eine solche Anordnung des Dämpfungselements zwischen Adapter und Generator wird erreicht, das vom Generator ausgehende Schwingungen und Vibrationen nur gedämpft auf den Adapter übertragen werden.
  • Das wenigstens eine Dämpfungselement kann somit Reibungen, die zwischen den mechanischen Teilen des Sets entstehen und/oder Geräusche und Vibrationen, die beim Betreiben des Generators, insbesondere in einem elektronisch geregelten Betrieb, entstehen, drastisch dämpfen und so die Benutzungseigenschaften des Sets in der Einbausituation wesentlich verbessern.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Dämpfungselement ein inneres Dämpfungselement umfasst, welches zwischen dem Generator und dem Adapter angeordnet ist. Der Generator kann dabei drehfest in dem inneren Dämpfungselement einsetzbar oder befestigbar sein.
  • Bevorzugt umgreift das innere Dämpfungselement den Generator entlang seines Umfangs zumindest teilweise. Ferner kann das innere Dämpfungselement in Richtung einer Drehachse des Generators über den Generator hervorstehen. Denn so können Vibrationen aber auch Schallwellen effizient abgefangen werden.
  • Die Erfindung hat auch erkannt, dass im Generator in bestimmten Betriebszuständen eine nachteilige Wärme- oder Hitzeentwicklung entstehen kann. Um einen ausfallsicheren Betrieb des Pedal-by-wire-Antriebssystems zu gewährleisten, kann daher das innere Dämpfungselement wenigstens eine Belüftungsöffnung aufweisen, durch die hindurch der Generator mit einem kühlenden Luftstrom beaufschlagt werden kann. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht hierzu vor, dass das innere Dämpfungselement als Rippenkäfig mit Rippen ausgestaltet ist. Zwischen den Rippen entstehen so Belüftungsöffnungen, d.h. die besagten Rippen können die Belüftungsöffnungen begrenzen.
  • Das innere Dämpfungselement kann dabei die technische Funktion übernehmen, mechanische Schwingungen und Vibrationen, die vom Generator ausgehen, beispielsweise wenn der Generator in einem Betrieb in Resonanz gerät, zu dämpfen, bevor diese zum Adapter gelangen.
  • Das mindestens eine Dämpfungselement kann auch ein äußeres Dämpfungselement umfassen, welches außen an dem Adapter angebracht ist. Bevorzugt ist dieses äußere Dämpfungselement in einer Einbausituation zwischen dem Adapter und der Tragkonstruktion angeordnet. Das äußere Dämpfungselement kann dabei den Adapter zumindest teilweise umgreifen.
  • Insbesondere kann das äußere Dämpfungselement den Adapter an einer Verbindungsstelle so umfassen, dass der Adapter schwingungsgedämpft in einem Bereich der Verbindungsstelle an einer, beispielsweise der bereits erwähnten, Tragkonstruktion (beispielsweise eines über Muskelkraft antreibbaren Elektrofahrzeugs) montiert werden kann. Somit kann das äußere Dämpfungselement Schwingungen des Adapters dämpfen und somit das Fahrgefühl für den Benutzer verbessern, weil diese Schwingungen nur noch gedämpft auf die Tragkonstruktion / den Rahmen und von dort auch auf den Lenker übertragen werden. Das äußere Dämpfungselement kann insbesondere mechanische Schwingungen, die vom Generator ausgehen und bis zum Adapter gelangen, dämpfen, noch bevor diese vom Adapter auf die Tragkonstruktion übergehen.
  • Das mindestens eine Dämpfungselement kann somit ein inneres Dämpfungselement und/oder ein äußeres Dämpfungselement umfassen. Bevorzugt kann eine Kombination aus dem inneren Dämpfungselement und dem äußeren Dämpfungselement vorteilhaft sein, um die vom Generator ausgehenden Schwingungen effizient, nämlich durch eine zweistufige Dämpfung, von der Tragkonstruktion fernzuhalten. Dadurch kann insbesondere eine störende Geräuschentwicklung, beispielsweise ein Klappern oder Klopfen, das durch die Übertragung der Schwingungen auf die Tragkonstruktion ohne Verwendung von Dämpfungselementen entstehen würde, unterbunden oder zumindest stark reduziert werden.
  • Das innere Dämpfungselement und das äußere Dämpfungselement können bevorzugt jeweils einteilig ausgebildet sein. Alternativ können sie aber auch jeweils mehrteilig ausgebildet sein, beispielsweise um eine Montage zu vereinfachen.
  • Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem mindestens einen Dämpfungselement und dem Adapter ist, dass das mindestens eine Dämpfungselement vorzugsweise elastisch und reversibel deformierbar ist. Der Adapter ist hingegen eine im Vergleich zum Dämpfungselement starre oder steife Komponente. Der Adapter kann auch über eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das mindestens eine Dämpfungselement verfügen. Der Adapter und das mindestens eine Dämpfungselement erfüllen im Set somit unterschiedliche Funktionen: Während eine Hauptfunktion des Adapters die Bereitstellung mechanischer Stabilität und die Kühlung und Ableitung von Wärme ist, die durch den Generator erzeugt wird, ist die Hauptfunktion des mindestens einen Dämpfungselements die Dämpfung von Vibrationen.
  • Der Generator kann wenigstens eine Kopplungsstelle zur Montage einer Antriebskurbel aufweisen, zum Beispiel in Form eines Achsstummels, auf dem die Antriebskurbel drehfest montiert werden kann. Bevorzugt umfasst dabei die Antriebskurbel mindestens ein angebrachtes Pedal. Der Generator kann so mittels der Antriebskurbel, vorzugsweise vermittelt über ein Getriebe, mit Muskelkraft angetrieben werden, um einen, beispielsweise den bereits erwähnten, Generatorstrom zu erzeugen. Das heißt der Generator kann ein integriertes Getriebe umfassen, beispielsweise ein Planetengetriebe. Dadurch sind höhere Umdrehungszahlen des Generators im Fahrbetrieb möglich. Der Generator kann also durch eine externe Krafteinwirkung / ein extern aufgebrachtes Drehmoment durch den Benutzer betrieben werden, um den Generatorstrom zu generieren.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das innere Dämpfungselement innenseitig über ein Relief verfügt, in welchem der Generator drehfest anbringbar ist. Das Relief weist hierzu vorzugsweise Einkerbungen und Vorsprünge auf. Daher kann der Generator insbesondere formschlüssig und zusätzlich oder alternativ stoffschlüssig in dem inneren Dämpfungselement angebracht sein. Der Formschluss kann beispielsweise über Nut-Feder-Verbindungen oder Schwalbenschwanzverbindungen erreicht sein. Der Stoffschluss kann beispielsweise mithilfe eines Klebestoffs erreicht sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung zwischen dem inneren Dämpfungselement und dem Generator kraftschlüssig sein, beispielsweise durch ein passgenaues Verklemmen der Komponenten. Hierzu kann der Generator beispielsweise konisch ausgebildet sein. Der Generator kann so in eine gegenkonische Fläche auf einer Innenseite des inneren Dämpfungselements verklemmt werden.
  • Das innere Dämpfungselement kann ferner über mindestens eine Durchgangsöffnung verfügen, welche eine Innenseite und eine Außenseite des inneren Dämpfungselements verbinden.
  • Das äußere Dämpfungselement kann über mindestens eine Durchführöffnung verfügen; diese kann vorzugsweise zu der Durchgangsöffnung des inneren Dämpfungselements zumindest teilweise deckungsgleich angeordnet sein.
  • Der Adapter kann auch über eine Durchführöffnung verfügen; auch diese kann bevorzugt zumindest teilweise deckungsgleich zu der Durchgangsöffnung des inneren Dämpfungselements angeordnet sein.
  • Mittels der Durchführ- bzw. Durchgangsöffnungen können Kanäle bereitgestellt werden, welche einerseits einen Heißluftaustausch und eine Kühlung der Generatoroberfläche ermöglichen und andererseits eine Kabelführung vom Generator zur Tragkonstruktion.
  • Um einen ausfallsicheren Betrieb des Pedal-by-wire-Antriebssystems zu gewährleisten, kann auch vorgesehen sein, dass der Adapter über Belüftungsschlitze verfügt, die einen Luftstrom auf den Generator und zusätzlich oder alternativ auf das innere Dämpfungselement führen können. Bevorzugt ist dabei das innere Dämpfungselement über Kontaktflächen thermisch mit dem Generator gekoppelt. Dadurch kann vom Generator erzeugte Abwärme mittels Wärmeleitung auf das innere Dämpfungselement übertragen werden. In diesem Fall kann es ausreichend sein, nur das Dämpfungselement mit dem Luftstrom direkt zu kühlen.
  • Der Adapter kann insbesondere über Kühlrippen verfügen, die die Belüftungsschlitze ausbilden. Diese Kühlrippen können aus einem Material gefertigt sein, dass bis wenigstens 150°C temperaturstabil ist. Bevorzugt ist das innere Dämpfungselement aus einem Material, welches stabile strukturelle Eigenschaften bis 200°C, bevorzugt bis 250°C aufweist.
  • Bevorzugt stehen die Kühlrippen des Adapters in der Einbausituation aus der Tragkonstruktion, also insbesondere einem Fahrradrahmen, hervor. Dies hat den Vorteil, dass die Kühlrippen im Fahrtwind gekühlt werden können. Zudem kann so der Luftstrom von den Kühlrippen in ein Inneres des Adapters geleitet werden. Mit diesem Luftstrom (der beim Fahren entsteht) können der Generator und/oder das innere Dämpfungselement effizient durch Umgebungsluft beziehungsweise Fahrtwind gekühlt werden.
  • Durch das Vorsehen von Kühlrippen am Adapter kann Wärme, die über Wärmekonvektion oder Wärmestrahlung oder Wärmekonduktion vom Generator auf den Adapter überführt wird, effizient abgeleitet werden. Dadurch kann der Generator indirekt gekühlt werden, weil stets ein kühler Adapter zur Verfügung steht, der die vom Generator erzeugte Wärme aufnehmen und an die Umgebung abführen kann. Der Luftstrom der durch die Belüftungsschlitze auf den Generator geleitet wird, kann hingegen ausgenutzt werden, um den Generator direkt zu kühlen, beispielsweise in einem Fahrtwind.
  • Bevorzugt ist eine Länge der Belüftungsschlitze mindestens drei Mal so groß wie eine Breite der Belüftungsschlitze. Dadurch wird eine effiziente Luftleitung ermöglicht.
  • Der Adapter bildet typischerweise eine Aufnahme aus, in welche das innere Dämpfungselement einsetzbar ist. Bevorzugt ist diese Aufnahme in Form eines Hohlraums ausgebildet. Ferner ist es bevorzugt, wenn das innere Dämpfungselement in der Aufnahme drehfest angeordnet ist.
  • Der Adapter kann insbesondere ausschließlich über das innere Dämpfungselement thermisch und mechanisch mit dem Generator gekoppelt sein. Ferner kann der Adapter durch das äußere Dämpfungselement thermisch mit der Tragkonstruktion gekoppelt sein. Dadurch ist erreichbar, dass trotz Dämpfung auch ein Wärmetransport vom Generator zum Adapter und von dort zur Tragkonstruktion über Wärmeleitung möglich ist. Hierzu können die Dämpfungselemente auch Wärmeleitelemente aufweisen, etwa eingearbeitete Metalldrähte.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Adapter und/oder das äußere Dämpfungselement über mechanische Ankopplungsstellen verfügt, über welche das Set mit der Tragkonstruktion drehfest verbindbar ist. Bevorzugt sind die mechanischen Ankopplungsstellen in Form von Schraublöchern ausgebildet. So kann das äußere Dämpfungselement zum Beispiel innenseitig über Ausnehmungen verfügen, in welche die Ankopplungsstellen des Adapters eingeführt sind. Somit kann eine drehfeste Verbindung des Sets mit der Tragkonstruktion erreicht werden.
  • Bevorzugt ist der Adapter aus einem Metall gefertigt, insbesondere aus Aluminium.
  • Der Adapter kann somit eine höhere Steifigkeit aufweisen als das mindestens eine Dämpfungselement, insbesondere als das innere Dämpfungselement und/oder das äußere Dämpfungselement.
  • Das innere Dämpfungselement kann wiederum eine höhere mechanische Steifigkeit aufweisen als das äußere Dämpfungselement.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann somit vorgesehen sein, dass das innere Dämpfungselement und das äußere Dämpfungselement aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind. Bevorzugt sind die Materialien mit unterschiedlichem Frequenzverhalten in Bezug auf eine mechanische oder akustische Dämpfung ausgebildet.
  • Ferner kann das innere Dämpfungselement ein geringeres viskoses Dämpfungsverhältnis ξ aufweisen als das äußere Dämpfungselement. Das viskose Dämpfungsverhältnis ξ ist ein dimensionsloses Maß, das beschreibt, wie Schwingungen in einem Material nach einer Störung abfallen. Je höher das Dämpfungsverhältnis ξ umso effizienter werden Schwingungen gedämpft.
  • Bevorzugt besteht das äußere Dämpfungselement aus einem Synthesekautschuk, beispielsweise aus einem hydrierten Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR, engl. hydrogenated nitrile-butadiene rubber).
  • Das äußere Dämpfungselement kann bevorzugt eine Temperaturstabilität von mindestens 150°C aufweisen. Ferner kann das äußere Dämpfungselement ein viskoses Dämpfungsverhältnis ξ von mindestens 0,03, besonders bevorzugt von mindestens 0,05, aufweisen.
  • Durch solche Merkmale können vorteilhafte mechanische und schwingungsdämpfende Eigenschaften realisiert werden beziehungsweise eine vorteilhafte Wärmeableitung erreicht werden.
  • Das innere Dämpfungselement besteht bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK), oder einem Polyimide-basierten Kunststoff, insbesondere Vespel@ von DuPont Incorporated. Bevorzugt hat das innere Dämpfungselement eine Temperaturstabilität von mindestens 200°C, bevorzugt von mindestens 250°C. Das innere Dämpfungselement kann dabei für eine geeignete Dämpfung ein viskoses Dämpfungsverhältnis ξ von mindestens 0,005 und höchstens 0,02 aufweisen (0,005 ≤ ξ ≤ 0,02).
  • Das viskose Dämpfungsverhältnis E, des äußeren Dämpfungselements ist bevorzugt mindestens zwei Mal so groß wie das Dämpfungsverhältnis ξ des inneren Dämpfungselements.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Dämpfungselement, insbesondere das innere Dämpfungselement und/oder das äußere Dämpfungselement, ein viskoses Dämpfungsverhältnis ξ von mindestens 0,005 aufweist/aufweisen. Dadurch kann in vielen Fällen bereits eine ausreichende Dämpfung bereitgestellt werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass das äußere Dämpfungselement ein höheres viskoses Dämpfungsverhältnis ξ aufweist als das innere Dämpfungselement. Somit kann eine Schwingung des Sets gegenüber der Tragkonstruktion schneller abgedämpft werden als eine Schwingung des inneren Dämpfungselements, welche insbesondere durch den Generator bewirkt wird. Diese Ausbildung kann den Fahrkomfort und die Bedieneigenschaften des Sets verbessern, weil so der Generator vergleichsweise fest in Position gehalten werden kann.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Adapter eine höhere Wärmeleitfähigkeit λ aufweist als das mindestens eine Dämpfungselement. Bevorzugt ist die Wärmeleitfähigkeit λ des Adapters größer als die Wärmeleitfähigkeit λ des inneren Dämpfungselements und/oder des äußeren Dämpfungselements. Die Wärmeleitfähigkeit X, auch Wärmeleitzahl oder Wärmeleitkoeffizient genannt, ist eine Stoffeigenschaft, die den Wärmestrom durch ein Material auf Grund der Wärmeleitung bestimmt. Je höher der Wert der Wärmeleitfähigkeit ist, desto besser wird Wärme abgeleitet. Die SI-Einheit für die Wärmeleitfähigkeit ist W·m-1·K-1.
  • Von Vorteil ist ferner, wenn eine Wärmeleitfähigkeit X des inneren Dämpfungselements größer ist (vorzugsweise 20x oder sogar 50x größer) als eine Wärmeleitfähigkeit λ des äußeren Dämpfungselements. Dies schränkt zwar die Materialwahl und die mögliche Dämpfung ein, die mit dem inneren Dämpfungselement erzielbar ist, ermöglicht aber eine effiziente Wärmeabfuhr vom Generator sowie einen sicheren Betrieb des Sets.
  • Das innere Dämpfungselement kann formschlüssig mit dem Adapter drehfest verbunden sein. Bevorzugt wird der Formschluss durch eine oder mehrere Nut-Feder-Anordnungen bereitgestellt. Somit kann eine drehfeste Anordnung bereitgestellt werden, wobei ein Betätigen eines Pedals und einer Drehkurbel durch einen Benutzer nicht zu einem Durchrutschen oder einer relativen Bewegung des inneren Dämpfungselements gegenüber dem Adapter führt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das innere Dämpfungselement innenseitig an einzelnen Stellen von dem Generator beabstandet ist, sodass ein Luftkanal zwischen Generator und innerem Dämpfungselement ausgebildet ist. Durch den Luftkanal kann Fahrtwind hindurch und um den Generator herum strömen. Dadurch kann eine effiziente Luftkühlung des Generators erzielt werden. Bevorzugt ist das innere Dämpfungselement im Bereich der zuvor beschriebenen Rippen von dem Generator beabstandet und bildet dort den Luftkanal aus.
  • Das äußere Dämpfungselement kann über Einschnitte verfügen, sodass Positionen von Seitenflächen des äußeren Dämpfungselements flexibel anpassbar sind. Insbesondere können so die Seitenflächen des äußeren Dämpfungselements reversibel gebogen werden und passgenau an eine Außenfläche des Adapters angelegt werden. Dies verbessert die Montagehandhabung und die Gebrauchseigenschaften des Sets.
  • Das äußere Dämpfungselement kann ferner über Innenflächen verfügen, an denen ein Kreissektor tangential angelegt werden kann, wobei ein Mittelpunktswinkel des Kreissektors größer als 90° ist. Bevorzugt verfügt das äußere Dämpfungselement über mindestens zwei Paare solcher Innenflächen. Somit kann eine Anordnung bereitgestellt werden, bei welcher das äußere Dämpfungselement den Adapter zuverlässig und effizient (teilweise) umgreifen kann.
  • Das erfindungsgemäße Set kann mindestens in drei verschiedenen Konfigurationen ausgestaltet sein, wobei die jeweilige Konfiguration von den Lastverhältnissen, dem Untergrund, dem Fahrkomfort und dem speziellen Anwendungsgebiet abhängt:
    • (1) ein Set umfassend ein äußeres Dämpfungselement, einen Adapter und einen Generator;
    • (2) ein Set umfassend einen Adapter, ein inneres Dämpfungselement und einen Generator;
    • (3) ein Set umfassend ein äußeres Dämpfungselement, einen Adapter, ein inneres Dämpfungselement und einen Generator.
  • Neben dem Einbau in Fahrradrahmen, die eigentlich für die Verwendung mit einem elektrischen Mittelmotor (und damit als Pedelec oder S-Pedelec) vorgesehen sind, kann das erfindungsgemäße Set auch für weitere Anwendungen wie Tretboote, Home-Trainer, Reha-Fahrzeuge und weitere elektromechanische Antriebs-Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine mechanische Kraftübertragung mittels Kette oder Riemen durch eine rein elektrische Kraft- bzw. Antriebsübertragung ersetzt werden soll. Im Falle einer Verwendung des Sets in einem Home-Trainer, kann der Home-Trainer beispielsweise als ein Elektrofahrrad ausgestaltet sein, das grundsätzlich fahrbar wäre, aber auf einer klassischen Laufrolle mit Bremsmechanismus montiert ist, sodass das angetriebene Laufrad des Elektrofahrrads, welches dann als stationäres indoor-Trainingsgerät verwendet wird, die Laufrolle antreibt.
  • Die Erfindung bietet somit eine Lösung für einen rein elektrischen Antriebsstrang, der an eine Vielzahl von bereits auf dem Markt befindlichen Fahrzeugrahmen nachgerüstet oder initial eingebaut werden kann. Hierbei kann zum Beispiel ein bislang mittels einer Kette oder Riemens und einem elektrischen Mittelmotor angetriebenes Hinterrad durch ein Hinterrad mit elektrischem Nabenmotor ersetzt und somit das vordere Kettenblatt und die Kette eingespart werden. Um das Antriebssystem zu vervollständigen, muss nach dem Einbau des erfindungsgemäßen Sets lediglich eine elektrische Stromleitung zur Übertragung des Antriebsstroms vom Set, insbesondere dem Generator, zum elektrischen Antriebsmotor, beispielsweise ausgebildet als ein Nabenmotor, im Elektrofahrzeug/ Elektrofahrrad implementiert werden. Dies kann durch Verlegen einer entsprechenden Leitung am oder im Rahmen erfolgen.
  • Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß auch die Merkmale des Anspruchs vorgesehen, der auf ein Antriebssystem gerichtet ist. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß bei einem Antriebssystem der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass das Antriebssystem einen elektrischen Antriebsmotor und ein erfindungsgemäßes Set umfasst. Das Set kann dabei wie zuvor beschrieben oder nach einem der auf ein Set gerichteten Ansprüche ausgestaltet sein. In diesem Antriebssystems bilden der Antriebsmotor und der Generator des Sets gemeinsam einen (rein) elektrischen Antriebsstrang aus.
  • Das Antriebssystem kann (muss aber nicht zwingend) auch einen elektrischen Akkumulator umfassen. Dieser Akkumulator kann in den Antriebsstrang integriert sein und somit einen Teil desselben ausbilden.
  • Es versteht sich, dass zur Implementierung des Antriebsstrangs eine elektrische Anbindung zwischen Generator und dem Akkumulator, sowie zwischen Generator und Akkumulator jeweils mit dem Antriebsmotor implementiert sein kann. Der Generator kann so einen Ladestrom zum Aufladen des Akkumulators bereitstellen und/oder einen Antriebsstrom zum Betreiben des Antriebsmotors.
  • Wie bereits erläutert, kann auch aus dem Akkumulator, sofern ein solcher eingesetzt wird, ein weiterer Antriebsstrom bezogen werden, um den Antriebsmotor zu betreiben. Damit kann der Benutzer, der mit seiner Muskelkraft den Generator betreibt und über den elektrischen Antriebsstrang somit auch den Antriebsmotor, mittels eines Stromfluss aus dem Akkumulator unterstützt werden. Eine solche Unterstützung ist aber nicht zwingend erforderlich, etwa dann, wenn das Antriebssystem in einem stationären Sportgerät eingesetzt wird. Je nach Fahrbetrieb, etwa auf einer Abfahrt, kann der vom Benutzer erzeugte Generatorstrom, etwa bei Einsatz des Antriebssystems in einem Elektrofahrrad, zumindest zeitweise, ausschließlich oder zumindest teilweise zum Laden des Akkumulators eingesetzt werden.
  • Das erfindungsgemäße Antriebssystem kann beispielsweise als Teil eines Elektrofahrzeugs oder eines stationären Sportgeräts oder als Teil einer Seilwinde oder eines Home-Trainers ausgestaltet sein. Somit kann jeweils ein rein mechanisches Antriebssystem in das elektromechanische Antriebssystem umgewandelt werden oder ein rein elektrischer Antriebsstrang erstmalig mit dem Antriebssystem realisiert werden. Hierbei zeichnet sich das elektromechanische Antriebssystem mit einem geringeren Verschleiß und geringeren Reparaturkosten gegenüber einem rein mechanischen Antriebssystem aus. Zudem bietet das erfindungsgemäße Antriebssystem aufgrund des verwendeten Dämpfungselements einen geräuscharmen Betriebsmodus. Das erfindungsgemäße Antriebssystem ist somit in zahlreichen Gebieten und Anwendungen einsetzbar: beispielsweise bei Elektrofahrzeugen, bei Seilwinden, bei Lastenfahrrädern, Rikschas, Fahrrädern, Home-Trainern, Spinning-Fahrrädern oder sonstigen stationären Sportgeräten, bei Riemenscheiben und Kränen, bei Aufzügen, bei Wasser- oder Getreidemühlen, oder bei Tretbooten, um nur einige zu nennen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Antriebssystem auch eine, vorzugsweise elektronische, Antriebsregelung. Eine solche Antriebsregelung kann beispielsweise mittels einer Steuereinheit (engl.: control unit), insbesondere mittels eines Mikrocontrollers, implementiert sein. Mit der Antriebsregelung kann der vom Generator erzeugte Generatorstrom je nach Bedarf als Ladestrom zum Laden des Akkumulators und/oder als Antriebstrom zum Betreiben des Antriebsmotors eingesetzt werden, wobei auch der vom Akkumulator an den Antriebsmotor gelieferte Antriebsstrom von der Antriebsregelung eingestellt werden kann, in Abhängigkeit des gelieferten Generatorstroms. Somit kann eine stufenlose, insbesondere kontinuierliche, Regelung bereitgestellt werden, die je nach Betriebszustand den Generatorstrom optimal einsetzt.
  • Die Antriebsregelung kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass Sie von außen, beispielsweise mittels einer drahtlosen Schnittstelle, einstellbar ist. Dadurch kann die Antriebsregelung vom Benutzer nach seinen Wünschen angepasst werden, beispielsweise kann so der Grad der Unterstützung einstellbar sein.
  • Die Antriebsregelung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, einen vom Akkumulator gelieferten Antriebsstrom in Abhängigkeit eines momentanen vom Benutzer eingebrachten mechanischen Antriebsmoments, insbesondere in Abhängigkeit eines mit dem Generator erzeugten Generatorstroms, einzustellen. Hierbei können sowohl der Generatorstrom als auch der zusätzliche unterstützende Antriebsstrom dem elektrischen Antriebsmotor zugeführt werden, um ein elektromechanisches Antriebsmoment zu erzeugen. Somit kann die Antriebsregelung eine vom Antrieb bereitgestellte Antriebsleistung regeln. Zum besseren Verständnis sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass der Benutzer durch Antreiben einer am Generator montierten Antriebskurbel den Generatorstrom und damit die Antriebsleistung des Antriebssystems vorgeben kann. Je schneller der Benutzer die Kurbel bewegt (= mechanical input), umso mehr elektromechanische Antriebsleistung wird dabei vom Antriebssystem bereitgestellt (= electromechanical output).
  • Ferner kann die Antriebsregelung dazu eingerichtet sein, in dem Generator ein einstellbares elektromechanisches Rückmeldedrehmoment zu erzeugen. Diese Rückmeldedrehmoment kann ein Benutzer als Kurbel-/Pedal- beziehungsweise Tretwiderstand wahrnehmen, d.h. der Benutzer erhält so ein haptisches Feedback vom Antriebssystem. Hierzu kann die Antriebsregelung insbesondere die Umdrehungsfrequenz einer am Generator montierten Antriebskurbel messen, was gerade der Trittfrequenz entsprechen kann. Ferner kann die Antriebsregelung dazu eingerichtet sein, zum Einstellen des Rückmeldedrehmoments auch eine Trägheit des Antriebssystems und/oder des Elektrofahrzeugs, in welchem das Antriebssystem verwendet wird, zu modellieren. Durch solche Ansätze kann die Antriebsregelung dazu eingerichtet sein, das Rückmeldedrehmoment situationsbedingt anzupassen. Dadurch kann die Antriebsregelung dem Benutzer ein realistisches Gefühl beim Bewegen der Antriebskurbel vermitteln. Dies kann gerade beim Einsatz in einem Elektrofahrzeug die Sicherheit aber auch die Bedienqualität beim Benutzen des Antriebssystems verbessern, weil der Benutzer so über den mittels der Antriebsregelung erzeugten Kurbelwiderstand die aktuelle Fahrsituation (Beschleunigung, gewählter Gang, etc.) besser einschätzen und damit das Antriebssystem über seine Muskelkraft präziser steuern kann. Die Antriebsregelung kann durch Anpassen des Rückmeldedrehmoments auch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse für den Benutzer simulieren. All dies kann den Bedienkomfort für einen Benutzer erhöhen.
  • Zur Implementierung einer solchen Antriebsregelung, die ein veränderliches elektromechanisches Rückmeldedrehmoment über den Generator bereitstellt, sind vielfältige Ansätze im Stand der Technik vorbekannt, zum Beispiel aus DE 10 2015 220872 A1 . Beispielsweise kann das einstellbare elektromechanische Rückmeldedrehmoment mittels einer sogenannten Hysteresebremse realisiert werden. Eine solche Hysteresebremse kann zum Beispiel elektrisch steuerbar ausgestaltet sein und einen Kurbelwiderstand beziehungsweise das besagte Rückmeldedrehmoment durch Ummagnetisierung und/oder Bestromen von bestimmten Teilen des Generators erzeugen, was in einem Bremsmoment resultiert, welches der Benutzer überwinden muss. Durch eine solche aktive Regelung lässt sich auch ein unbeabsichtigtes abruptes Ingangsetzen des Antriebs (was zu gefährlichen Fahrsituationen führen könnte) verhindern.
  • Die Übertragung des vom Benutzer bereitgestellten rein mechanischen Antriebsmoments, welches auf den Generator einwirkt, kann im Antriebssystem ausschließlich elektrisch an den Antriebsmotor übertragen werden. Auf einen mechanischen Antriebsstrang kann somit verzichtet werden, vielmehr kann das Antriebssystem somit einen rein elektrischen Antriebsstrang aufweisen. Dies hat zahlreiche Vorteile; so fallen in diesem Fall zahlreiche Antriebskomponenten wie Ritzel oder eine Antriebskette oder Antriebsriemen weg und daher müssen diese Komponenten auch nicht länger gewartet und gepflegt werden. Zwischen Antriebsmotor und angetriebenem Element kann jedoch beispielsweise ein mechanisches Getriebe realisiert sein und/oder ein mechanisches Übertragungselement, wie beispielsweise eine Kette oder ein Antriebsriemen.
  • Der Akkumulator kann dazu eingerichtet sein, einen Antriebsstrom für den Antriebsmotor in Abhängigkeit eines vom Generator gelieferten Generatorstroms bereitzustellen. Bevorzugt ist der Generatorstrom zusammen mit dem Antriebsstrom über einen rein elektrischen Antriebsstrang zuführbar. Beispielsweise kann der Antriebsstrom gemäß einer vorgegebenen oder einstellbaren Funktion in Abhängigkeit vom Generatorstrom eingestellt werden.
  • Der Akkumulator kann wie erwähnt über den Generator aufladbar sein. Bevorzugt ist der Akkumulator also durch ein Betreiben des Generators mit Muskelkraft aufladbar.
  • Der Antriebsmotor kann insbesondere als ein Nabenmotor ausgestaltet sein. Somit kann ein Antriebsstrang bereitgestellt werden, der sich durch einen hohen Wirkungsgrad und eine niedrige Geräuschentwicklung auszeichnet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Nabenmotor als Axialmotor ausgestaltet. Bevorzugt verfügt der Axialmotor dabei über axial ausgerichtete Spulen und radial ausgerichtete Permanentmagnete. Somit kann ein effizienter und sparsamer Motor bereitgestellt werden.
  • Mit der Erfindung lässt sich ein innovatives serielles Hybrid-Antriebssystem realisieren, das als Alternative zum klassischen Mittelmotor eines Elektrofahrrads dienen kann. Das hybride System nutzt die Tretkraft des Fahrers zur Erzeugung elektrischer Energie (im Unterschied zu einem klassischen Pedelec, bei welchem die Muskelkraft des Fahrers wie bei einem klassischen Fahrrad rein mechanisch mittels einer Kette oder eines Antriebsriemens auf das angetriebene Rad übertragen wird). Gleichzeitig unterstützt das Antriebssystem den Fahrer, indem ein zusätzlicher Antriebsstrom aus dem Akkumulator bei Bedarf bereitgestellt wird. Das Ergebnis ist somit ein Pedelec ohne Kette, wobei anstelle eines mechanischen Antriebsstrangs ein rein elektrischer Antriebsstrang verwendet wird (von der Tretkurbel bis zum elektrisch angetriebenen Rad, typischerweise dem Hinterrad).
  • Zusammenfassend erfordert ein solches System weder eine Kette noch einen Antriebsriemen, um die vom Benutzer gelieferte Antriebskraft bzw. Antriebsmoment auf das angetriebene Rad zu übertragen, da die Übertragung rein elektrisch ausgestaltet ist. Mit anderen Worten betreibt der Benutzer somit während der Fahrt durch Treten der Kurbeln den elektromechanischen Generator und erzeugt so einen elektrischen Stromfluss. Dieser Stromfluss wird gegebenenfalls ergänzt durch einen weiteren Stromfluss aus dem Akkumulator, wobei der Stromfluss als elektrischer Antriebsstrom rein elektrisch an den Antriebsmotor übertragen wird. Der Antriebsmotor erzeugt aus dem Stromfluss dann ein mechanisches Antriebsmoment zum Antreiben des angetriebenen Rads.
  • Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des auf ein Elektrofahrzeug gerichteten nebengeordneten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß bei einem Elektrofahrzeug der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass das Elektrofahrzeug umfasst: ein erfindungsgemäßes Antriebssystem, welches wie zuvor beschrieben oder nach einem der auf ein Antriebssystem gerichteten Ansprüche ausgestaltet sein kann; eine Tragkonstruktion wie beispielsweise ein Tragrahmen, insbesondere ein Fahrradrahmen; und wenigstens ein angetriebenes Element, welches mit dem elektrischen Antriebsmotor antreibbar ist. Das Elektrofahrzeug kann zum Beispiel als ein Elektrofahrrad, ein elektrisches Lastenrad oder als ein elektrisches Tretboot ausgestaltet sein. Die Tragkonstruktion kann in Form eines Rahmens, zum Beispiels eines Fahrradrahmens, vorliegen. Das angetriebene Element kann demnach als angetriebenes Laufrad oder zum Beispiels als eine angetriebene Bootsschraube ausgebildet sein. Der elektrische Antriebsmotor kann dabei bevorzugt vermittelt durch ein Getriebe das angetriebene Element antreiben.
  • Mittels der Erfindung können somit insbesondere bereits fertig entwickelte Fahrradrahmen, die eigentlich zum Aufbau eines Pedelec ausgelegt sind, in ein „pedal-by-wire“ Fahrrad umgewandelt werden. So können Hersteller, die Ihre Elektrofahrräder bislang mit Mittelmotoren ausstatten, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Sets Ihren Kunden ein alternatives Antriebssystem anbieten, auf Basis von sonst nahezu identischen Komponenten des Fahrrads (Akku, Laufräder, Anbauteile etc.). Ein erfindungsgemäßes Elektrofahrzeug kann somit sehr einfach aus einem bereits vorhandenen Fahrzeug, zum Beispiel auf Basis eines Fahrradrahmens, der für einen elektrischen Mittelmotor ausgelegt ist, aufgebaut werden. Das erfindungsgemäße Set kann dabei einen eigentlich vorgesehenen Mittelmotor ersetzen, wie noch genauer erläutert werden wird.
  • Für die mechanische Stabilität ist es günstig, wenn der elektrische Antriebsmotor, der Akkumulator und das Set jeweils an der Tragkonstruktion montiert sind. Auch das angetriebene Element, welches mit dem Antriebsmotor angetrieben werden kann, kann direkt an der Tragkonstruktion drehbar gelagert sein.
  • Wird das Elektrofahrzeug als ein Elektrofahrrad ausgestaltet, so kann das Elektrofahrrad über einen, insbesondere den zuvor erläuterten, elektrischen Antriebsstrang verfügen, der ein von einem Nutzer mittels Muskelkraft bereitgestelltes Antriebsmoment elektrisch an den elektrischen Antriebsmotor übertragen kann, um so das wenigstens eine angetriebene Element anzutreiben. Bevorzugt verfügt das Elektrofahrrad ausschließlich über einen elektrischen Antriebsstrang. Somit kann ein effizientes und wartungsarmes Elektrofahrzeug bereitgestellt werden.
  • Die Tragkonstruktion kann wie erwähnt mittels eines Rahmens realisiert sein. Der Rahmen kann eine Aufnahme aufweisen, die eigentlich zum Aufnehmen eines elektrischen Mittelmotors ausgelegt und ausgestaltet ist, und wobei in dem Elektrofahrzeug der Mittelmotor durch ein erfindungsgemäßes Set nach einem der obigen Merkmale ersetzt ist. Dadurch kann also insbesondere ein Umbau eines Elektrofahrrads mit einem Mittelmotor in ein „Pedal-by-Wire“-Fahrrad mit rein elektrischem Antriebsstrang sehr einfach unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Nachrüst-Sets erfolgen. Das „Pedal-by-Wire“-Fahrrad umfasst dann wenigstens das erfindungsgemäße Set und/oder das erläuterte erfindungsgemäße Antriebssystem.
  • Der Adapter des Sets kann somit mechanisch mit der Tragkonstruktion des Elektrofahrzeugs, also insbesondere mit dem besagten Rahmen, verbunden sein. Diese Verbindung kann auch über ein äußeres Dämpfungselement vermittelt sein, wenn ein solches verwendet wird.
  • Das Set kann also, insbesondere alternativ oder ergänzend zu einer direkten mechanischen Verbindung zwischen Adapter und Tragkonstruktion, mittels des wenigstens einen Dämpfungselements an der Tragkonstruktion montiert sein. Bei einer solchen Ausgestaltung kann der Adapter mit dem wenigstens einen Dämpfungselement mechanisch verbunden sein.
  • Das mindestens eine Dämpfungselement, insbesondere das äußere Dämpfungselement, ist bevorzugt zwischen der Tragkonstruktion und dem Adapter angeordnet. Wird jedoch nur ein inneres Dämpfungselement verwendet, so kann dieses zwischen Generator und Adapter angeordnet sein.
  • Es kann eine elektrische Leitung ausgebildet sein, die einen durch Muskelkraft am Generator erzeugten Generatorstrom zum aufladbaren Akkumulator leitet, damit der Akkumulator mit dem Generator aufladbar ist. Ferner kann eine weitere elektrische Leitung ausgebildet sein, die einen vom Akkumulator bereitgestellten Antriebsstrom zum Antriebsmotor leitet. Bevorzugt ist auch eine (insbesondere wie zuvor beschriebene) Antriebsregelung an dem Elektrofahrzeug ausgebildet, welche den vom Akkumulator bereitgestellten Antriebsstrom, vorzugsweise in Abhängigkeit des Generatorstroms, regelt. Hierbei kann der Antriebsstrom den Generatorstrom mit umfassen. Dadurch kann eine effiziente und wartungsarme Energieübertragung gewährleistet werden.
  • Das Elektrofahrzeug kann noch weitere vorteilhafte Merkmale aufweisen: So ist es etwa vorteilhaft, wenn die oben erwähnten Belüftungsschlitze und/oder Kühlrippen des Adapters in einer Einbausituation des Sets in dem Elektrofahrzeug entlang einer Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs angeordnet sind, um einen Fahrtwind dem inneren Dämpfungselement und/oder dem Generator zuzuführen.
  • Eine Einschubachse der bereits erwähnten Aufnahme bzw. des Hohlraums des Adapters, entlang derer der Generator in den Adapter einführbar ist, kann bevorzugt quer, insbesondere orthogonal, zu der Fahrtrichtung des Elektrofahrzeugs angeordnet sein. Dadurch wird der Einbau erleichtert, wenn bereits Räder an dem Elektrofahrzeug montiert sind.
  • Ferner können Achsen der bereits erwähnten Ankopplungsstellen des Sets quer, bevorzugt orthogonal, zu der Fahrtrichtung angeordnet sein, was ebenfalls die Montage erleichtert und eine besonders drehfeste Montage des Sets an der Tragkonstruktion ermöglich. Der Begriff „orthogonal“ kann bedeuten, dass ein Winkel zwischen 85° und 95° ausgeprägt ist.
  • Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das äußere Dämpfungselement zwischen dem Adapter und der Tragkonstruktion des Elektrofahrzeugs angeordnet ist, sodass Vibrationen, die vom Generator ausgehen, von dem Set nur schwingungsgedämpft auf die Tragkonstruktion übertragen werden.
  • Zur Lösung der genannten Aufgabe sind auch die Merkmale des auf ein Sportgerät gerichteten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß bei einem stationären elektrischen Sportgerät der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass das Sportgerät ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Antriebssystem wie zuvor beschrieben oder nach einem der auf ein Antriebssystem gerichteten Ansprüche umfasst. Stationär kann hier so verstanden werden, dass das Sportgerät aufgestellt wird, insbesondere in einem Innenraum, um dort an Ort und Stelle benutzt zu werden (durch Antreiben des Generators mit Muskelkraft zur körperlichen Betätigung, also zum Sport treiben).
  • Auch dieses Sportgerät, welches beispielsweise als ein Home-Trainer (etwa zum Krafttraining), als ein Spinning-Bike (und damit als Ausdauer-Trainingsgerät), oder als ein Ergometer (etwa um ein Belastungs-EKG aufzuzeichnen in einer medizinischen Anwendung) ausgestaltet sein kann, kann eine wie zuvor beschriebene Tragkonstruktion, insbesondere in Form eines Rahmens, aufweisen. Ferner kann dieses Sportgerät wenigstens ein angetriebenes Element umfassen, welches mit dem elektrischen Antriebsmotor des Antriebssystems, insbesondere vermittelt durch ein Getriebe oder beispielsweise auch einen Seilzug oder einen Hebel-Mechanismus, antreibbar ist. Diese angetriebene Element kann zum Beispiel als ein/eine, vorzugsweise drehbar aufgehängte(s) und/oder mechanisch oder elektromagnetisch gebremste(s), Laufrad oder Schwungscheibe ausgestaltet sein. Durch Antreiben des Generators mittels einer Antriebskurbel (zum Beispiel über ein an der Antriebskurbel montiertes Hand- oder Fußpedal) kann bei einem solchen Sportgerät mit dem Generator des Antriebssystems ein Generatorstrom zum Bestromen des Antriebsmotors bereitstellbar sein.
  • Der Benutzer kann das elektromechanische Antriebssystems des stationären Sportgeräts somit mit seiner Muskelkraft betreiben und sich dabei sportlich betätigen. Die beschriebene elektronische Regelung kann dabei unterschiedliche Belastungssituationen simulieren, sodass der Benutzer mehr oder weniger Kraft, je nach eingestellter mechanischer Belastung (also Drehwiderstand) im Generator, aufwänden muss, um den Generator bei einer bestimmten Frequenz zu betreiben. Der große Vorteil gegenüber klassischen, rein mechanischen konstruierten medizinischen Ergometern oder etwa herkömmlichen Spinning-Bikes, wie sie etwa in Fitnessstudios eingesetzt werden, besteht darin, dass die Belastungssituation für den Benutzer nicht mehr mechanisch eingestellt werden muss, sondern mittels der Antriebsregelung elektronisch eingestellt werden kann oder auch elektronisch fortlaufend anpassbar ist. Dadurch können insbesondere komplexe zeitliche Belastungsverläufe elektronisch vorgegeben und somit bei Benutzung des Sportgeräts durchlaufen werden, was sich etwa nutzen lässt, bei einem Belastungs-Test bei dem unterschiedliche Belastungsstufen durchlaufen werden müssen. Auch komplexe „Trainingsfahrten“ auf dem Sportgerät lassen sich so elektronisch vorgeben, mit gewünschtem zeitlichen Belastungsverlauf.
  • Die elektronische Antriebsregelung kann somit steuernd auf den Generator zugreifen, wobei der Generator je nach elektrisch realisiertem Rückmeldedrehmoment ein unterschiedliches Pedalgefühl an den Benutzer zurückgeben kann, also das Pedal mit einer bestimmten elektromagnetischen Kraft festhalten beziehungsweise beaufschlagen kann, gegen die der Benutzer ankämpfen muss. Dies erscheint gerade für Anwendungen wie Ergometer oder aber auch für Spinning-Bikes äußerst interessant. Denn mit diesem Ansatz kann rein elektronisch/elektrisch ein Lastprofil, welches sich über die Zeit ändert, vorgegeben werden, ohne dass der Benutzer eine bestimmte Stellschraube oder auf andere Weise mechanisch einen Widerstand im Antriebsstrang verändern muss, wie dies derzeit etwa bei Spinning-Bikes mit Stellschrauben noch der Fall ist. Mit diesem Ansatz können somit Ergometer aufgebaut werden mit rein elektrischem Antriebsstrang, deren Tretwiderstand elektronisch steuerbar ist, in dem das Rückmeldedrehmoment, welches im Generator elektrisch erzeugt wird, mittels der Antriebsregelung verändert wird.
  • Zur Lösung der genannten Aufgabe sind auch die Merkmale des ersten auf eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Sets gerichteten nebengeordneten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß bei einer Verwendung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass das erfindungsgemäße Set zum Nachrüsten eines elektromechanischen Antriebs an einem Fahrradrahmen verwendet wird, der eigentlich zum Aufbau eines Elektrofahrrads, insbesondere eines Pedelecs, ausgestaltet und vorgesehen ist. Hierzu wird das Set in einem Tretlagerbereich des Rahmens an den Rahmen drehfest befestigt und zwar vorzugsweise unter Verwendung der am Rahmen vorhandenen Befestigungsmittel (etwa Gewindelöcher), die ursprünglich zur Befestigung eines Mittelmotors vorgesehen waren. Somit kann der Rahmen des Elektrofahrrads eine Aufnahme zum Einbau eines elektrischen Mittelmotors bieten, die aber nun gerade verwendet wird, um das erfindungsgemäße Set mit dem Rahmen zu verbinden. Vorteilhaft an diesem Konzept ist, dass der Rahmen nicht angepasst werden muss, aber dennoch verwendet werden kann, um mit Hilfe des erfindungsgemäßen Sets ein „Pedal-by-Wire“-Elektrofahrrad aufzubauen. Derselbe Rahmen kann aber weiterhin nach Einbau eines Mittelmotors auch ein Pedelec realisieren.
  • Zur Lösung der genannten Aufgabe sind auch die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs vorgesehen, der auf eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Sets zum Ersetzen eines vorhandenen Mittelmotors eines Elektrofahrrads gerichtet ist. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß bei einer Verwendung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass ein Mittelmotor, der in einem Tretlagerbereich eines Rahmens eines Elektrofahrrads montiert ist, ausgebaut und an seiner Stelle das erfindungsgemäße Set montiert wird. Auch hier kann das Elektrofahrrad dabei ursprünglich als Pedelec ausgebildet sein. Diese Verwendung ermöglicht also ein Nachrüsten eines „Pedal-by-wire“-Antriebs an einem Pedelec.
  • Nach dem Ersetzen des Mittelmotors kann das Elektrofahrrad somit nur noch über einen elektrischen Antriebsstrang aber keinen mechanischen Antriebsstrang mehr verfügen.
  • Das Set kann dabei unter Verwendung identischer Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, in dem Tretlagerbereich des Rahmens des Elektrofahrrads montiert sein. D.h., diese Befestigungsmittel waren ursprünglich ausgelegt oder verwendet worden, um den zu ersetzenden Mittelmotor mit dem Rahmen mechanisch zu verbinden. Hierbei können sogar die ursprünglichen Befestigungsmittel, mit denen der Mittelmotor am Rahmen montiert war, wieder dazu verwendet werden, das Set mit dem Rahmen zu verbinden.
  • Bevorzugt weist hierzu der Adapter des Sets Aufnahmen für die Befestigungsmittel auf, die korrespondierend zu analogen Aufnahmen des ersetzten Mittelmotors ausgestaltet sind.
  • Zu diesem Zweck ist es ferner vorteilhaft, wenn der Adapter und/oder das äußere Dämpfungselement des Sets konstruktiv auf diejenige Aufnahme ausgelegt ist, die im Rahmen des Elektrofahrrads zum Aufnehmen des ursprünglichen Mittelmotors vorgesehen ist bzw. war. Dadurch kann das Set passgenau in den Rahmen eingebraut werden. So kann dann in der Einbausituation das Dämpfungselement des Sets schwingungsdämpfend zwischen Adapter und Rahmen wirken.
  • Mit anderen Worten, kann also der Adapter Montageflächen aufweisen, die in der Einbausituation um eine Materialstärke eines äußeren Dämpfungselements von der (eigentlich zur Aufnahme eines Mittelmotors vorgesehenen) Aufnahme des Rahmens des Elektrofahrrads zurückversetzt sind. Vergleicht man also Adapter und Mittelmotor, so können sich deren Außenkonturen um die entsprechenden Maße des äußeren Dämpfungselements unterscheiden.
  • Der Adapter und/oder das äußere Dämpfungselement kann/können korrespondierende Befestigungsstellen wie der zu ersetzende Mittelmotor aufweisen, damit dieselben Befestigungsmittel wie etwa Schrauben verwendet werden können und somit keinerlei Anpassung an dem Rahmen erfolgen muss. Beispielsweise kann der Adapter jeweilige Gewinde zum Aufnehmen von Montageschrauben aufweisen. Diese Montageschrauben können durch Montagelöcher im Rahmen des Elektrofahrrads geführt sein, um so eine mechanische Verbindung zwischen Rahmen und Adapter herzustellen.
  • Eine weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung von möglicherweise eigener erfinderischer Qualität betrifft die Implementierung einer elektronischen Service-Intervallanzeige. Zur Erhöhung des Bedienkomforts von Elektrofahrzeugen oder elektrischen Sportgeräten wird somit eine elektronische Service-Intervallanzeigevorrichtung vorgeschlagen. Diese umfasst eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben einer Serviceintervall-Information sowie ein elektromechanisches Antriebssystem, wobei letzteres wie zuvor beschrieben ausgestaltet sein kann. Das Antriebssystem umfasst also einen über Muskelkraft antreibbaren elektrischen Generator (zum Erzeugen eines Generatorstroms) sowie einen elektrischen Antriebsmotor (der mit dem Generatorstrom betreibbar ist). Die Service-Intervallanzeigevorrichtung zeichnet sich nun dadurch aus, dass sie eine Regeleinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine aufgelaufene Gesamtnutzungsdauer des Generators und/oder eine aufgelaufene Gesamtbetriebszeit des Antriebsmotors und/oder eine mit dem Antriebssystem zurückgelegte Gesamtstrecke (bei Einsatz in einem Elektrofahrzeug) fortlaufend zu bestimmen und in Abhängigkeit hiervon, insbesondere bei Überschreiten einer vorgegebenen Höchstnutzungsdauer und/oder Höchstbetriebszeit und/oder Höchstgesamtstrecke, einen Service-Termin mittels der Ausgabeeinheit anzuzeigen. Dieses Anzeigen kann beispielsweise auch durch eine akustische Ausgabe geschehen.
  • Der angezeigte Service-Termin kann dem Benutzer also mitteilen, dass der Generator und/oder der Antriebsmotor einer Pflege/Wartung unterzogen werden sollte, um einen reibungslosen Betrieb des Antriebssystems weiterhin zu gewährleisten. Dies ist gerade bei Verwendung in einem Elektrofahrzeug von Vorteil, weil so Pannen vermieden werden können.
  • Die Ausgabeeinheit kann beispielsweise akustische Ausgaben erzeugen; sie kann aber bevorzugt in Form eines Displays ausgestaltet sein. Insbesondere lässt sich eine solche Service-Intervallanzeigevorrichtung als Teil einer Antriebssteuerung des elektromechanischen Antriebssystems ausgestalten, wobei dann die Regeleinheit von der Antriebssteuerung mit implementiert sein kann.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Erfindungsvarianten und Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele und/oder der zuvor beschriebenen Varianten erfindungsgemäßer Vorrichtungen, insbesondere dem Set, den Antriebssystem und dem Elektrofahrzeug, und der zugehörigen Verwendungen.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
  • Es zeigt:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Set in einer perspektivischen Ansicht,
    • 2 ein weiteres erfindungsgemäßes Set in einer perspektivischen Ansicht,
    • 3 den Adapter aus dem Set der 2 mit aufgesetztem Dämpfungselement in einer perspektivischen Ansicht,
    • 4 den Adapter samt Dämpfungselement aus 3 in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
    • 5 den Adapter aus 4 in einer Schnittdarstellung,
    • 6 ein inneres Dämpfungselement eines erfindungsgemäßen Sets in einer perspektivischen Ansicht,
    • 7 das innere Dämpfungselement aus 6 in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
    • 8 das innere Dämpfungselement aus 6/7 in einer Schnittdarstellung,
    • 9 einen Generator eines erfindungsgemäßen Sets in einer perspektivischen Ansicht,
    • 10 das äußere Dämpfungselement aus dem Set der 2 in einer perspektivischen Ansicht,
    • 11 ein erfindungsgemäßes Set in einer ersten Konfiguration,
    • 12 ein erfindungsgemäßes Set in einer zweiten Konfiguration,
    • 13 ein erfindungsgemäßes Set in einer dritten Konfiguration,
    • 14 eine Tragkonstruktion in Form eines Fahrradrahmens eines Elektrofahrrads nach Ausbaus des Mittelmotors und noch vor dem Einbau eines erfindungsgemäßen Sets,
    • 15 den Fahrradrahmen aus 14, nachdem ein erfindungsgemäßes Set im Tretlagerbereich eingebaut wurde, um so ein „Pedal-by-Wire“-Fahrrad auszubilden,
    • 16 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen Antriebssystems, und
    • 17 eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebsstrangs, der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Sets implementiert wurde.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Set 1 in einer perspektivischen Ansicht. Das Set 1 ist zu einem Nachrüsten oder einem initialen Installieren an einem über Muskelkraft antreibbaren Elektrofahrzeug 9 oder zu einem Umbau eines rein mechanischen Antriebssystems in eine muskelkraftbetreibbares elektromechanisches Antriebssystem 20 geeignet und vorgesehen.
  • Beispielsweise kann mit dem Set 1 der in 14 gezeigte herkömmliche Fahrradrahmen 24, der eigentlich vorgesehen ist, um einen elektrischen Mittelmotor 38 zu tragen, der mittels einer Kette Kraft auf das Hinterrad überträgt, mit einem rein elektrischen Antriebsstrang 27 ausgestattet werden, sodass ein „Pedal-by-wire“-Elektrofahrrad 26 aufgebaut werden kann, wie es in 15 gezeigt ist.
  • Das Set 1 der 1 umfasst hierzu einen mechanischen Adapter 2, einen elektromechanischen Generator 3 und ein Dämpfungselement 4, das mechanische Vibrationen dämpfen kann, die beim Betrieb des Generators 3 von dem Generator 3 ausgehen. Der Adapter 2 dient der Befestigung des gesamten Sets 1 an einer Tragkonstruktion 8 (nicht dargestellt in 1) wie beispielsweise dem Fahrradrahmen 24 der 14.
  • Mittels eines Dämpfungselements 4, welches als ein inneres Dämpfungselement 5 ausgestaltet ist, ist der Generator 3 schwingungsgedämpft mit dem Adapter 2 mechanisch verbunden und in diesem gelagert. Hierzu wird der Generator 3 in 1 zunächst in das innere Dämpfungselement 5 eingeschoben und anschließend zusammen mit dem inneren Dämpfungselement 5 in die als Hohlraum 15 ausgestaltete Aufnahme 30 des Adapters 2 eingeschoben. Das innere Dämpfungselement 5 ist in der Einbausituation somit zwischen dem Generator 3 und dem Adapter 2 angeordnet. Zudem umgreift das innere Dämpfungselement 5 den Generator 3 entlang seines gesamten Umfangs, wodurch insbesondere eine effiziente akustische Dämpfung der Geräusche erzielt wird, die bereits im Generator 3 selbst entstehen.
  • Die zuvor beschriebenen Merkmale gelten auch für das innere Dämpfungselement 5 des Sets gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der 2. Dort steht das Dämpfungselement 5 in Richtung einer Drehachse des Generators 3 an der linken Seite über den Generator 3 hervor. Das dortige innere Dämpfungselement 5 ist als Rippenkäfig ausgestaltet, wobei der Generator 3 entlang seiner Drehachse in den Rippenkäfig eingeschoben wird. Die 6 und 7 zeigen unterschiedlichen Ansichten auf eine mögliche Ausgestaltung des besagten Rippenkäfigs, der als inneres Dämpfungselement 5 dient.
  • Das innere Dämpfungselement 5 aus 1 weist auch eine Durchgangsöffnung 13 auf, durch die hindurch der Generator elektrisch kontaktierbar ist, vorzugsweise mittels eines Anschlusskabels. Auch der Adapter 2 verfügt über eine Durchführöffnung 18 und das äußere Dämpfungselement über eine Durchführöffnung 16, die allesamt deckungsgleich zur Durchgangsöffnung 13 angeordnet sind, sodass das Kabel bis in den Rahmen geführt werden kann.
  • Das innere Dämpfungselement 5 der 1 weist mehrere Gewinde 50 auf, mit Hilfe derer der Generator 3 drehfest an dem Dämpfungselement 5 angeschraubt werden kann (siehe die Schraubverbindungen 46). Hierbei wird ein thermischer und mechanischer Kontakt zwischen Dämpfungselement 5 und Generator 3 über mehrere entlang des Umfangs angeordnete Kontaktflächen 34 hergestellt. Alternativ oder ergänzend hierzu könnte auch ein innenseitiges Relief in dem Dämpfungselement 5 ausgebildet werden, in welchem der Generator 3 durch Formschluss drehfest gehalten werden kann, sobald er in das Relief 12 eingeschoben ist.
  • Durch das Vorsehen des inneren Dämpfungselements 5 kann der Generator 3 vollständig vom Adapter 2 vibrations-entkoppelt werden, da der Generator 3 in das innere Dämpfungselement 5 eingeschraubt wird und dieses wiederum in den Adapter 2 eingeschraubt wird. Eine Nut-Feder-Verbindung zwischen dem innere Dämpfungselement 5 und dem Adapter 2 kann dabei dazu beitragen, mehr strukturelle Festigkeit entlang der gesamten axialen Erstreckung bereitzustellen.
  • Das Set der 1 umfasst auch ein äußeres Dämpfungselement 6, welches außen an dem Adapter 2 angebracht ist. Dieses äußere Dämpfungselement 6 ist in der späteren Einbausituation, vergleiche etwa die 18, zwischen dem Adapter 2 und einer Tragkonstruktion 8 angeordnet, an welcher das Set 1 montiert wird.
  • Das äußere Dämpfungselement 6 umfasst den Adapter 2 an den drei gezeigten Verbindungsstellen 7 (Vgl. 1 und 2) jeweils so, dass der Adapter 2 schwingungsgedämpft in dem jeweiligen Bereich der Verbindungsstelle 7 an dem in 14 gezeigten Fahrradrahmen 24 (=Tragkonstruktion 8) montiert werden kann. So liegt das äußere Dämpfungselement 6 in der Einbausituation jeweils zwischen Aufnahmeflächen 51 des Rahmens 24 im Bereich der in 14 gezeigten Aufnahme 28 (vgl. 14) und entsprechend radial (in Bezug auf die Drehachse des Generators 3) außen liegenden Montageflächen 52 des Adapters 2 (Vgl. etwa 3). Darüber hinaus deckt das das äußere Dämpfungselement 6 der 2 auch noch Seitenflächen 53 des Adapter 2 teilweise ab, die in radialer Richtung orientiert sind (Vgl. 2 und 3), so dass auch dort, in der Einbausituation das Dämpfungselement 6 zwischen Adapter 2 und Rahmen 24 liegt (Vgl. 14). Dies wird durch die in 2 erkennbaren Seitenflächen 45 des Dämpfungselements 6 ermöglicht, die in der Einbausituation über die besagten Montageflächen 52 des Adapters 2 hervorstehen.
  • Der Generator 3 in 2 und 3 weist eine Kopplungsstelle 10 in Form eines Achsstummels auf, der als ein Zahnritzel ausgebildet ist, auf welchem die illustrierte Antriebskurbel 11 samt zugehörigem Pedal 55 drehfest montiert werden kann. Der Generator 3 kann so über die Antriebskurbel 11 mit Muskelkraft angetrieben werden, wodurch ein Generatorstrom erzeugt wird. Das über die Antriebskurbel 11 eingebrachte Drehmoment wird dabei von der Kopplungsstelle 10 ausgehend mittels eines in den Generator integrierten Getriebes (nicht dargestellt) in eine Bewegung des Generators 3 umgesetzt.
  • Wie man in 1 und 2, aber auch in den 3 bis 5 gut erkennt, verfügt der jeweilige Adapter 2 über Belüftungsschlitze 14, die einen Luftstrom auf das innere Dämpfungselement 5 und Im Falle der 2 auch auf direkt auf den Generator 3 führen können, weil dort auch das innere Dämpfungselement 5 mit Belüftungsöffnungen 33 ausgestaltet ist, durch die der Luftstrom bis zum Generator 3 gelangt.
  • Im Beispiel der 1 wird im Betrieb vom Generator 3 erzeugte Abwärme mittels Wärmeleitung über die Kontaktflächen 34 auf das innere Dämpfungselement 5 übertragen, welches durch die Belüftungsschlitze 14 des Adapters 2 hindurch mit Fahrtwind gekühlt werden kann. Der Adapter 2 bildet dabei Kühlrippen 32 aus, die die Belüftungsschlitze 14 definieren. Diese Kühlrippen 32 sind wie der gesamte Adapter 2 aus Aluminium und daher bis mindestens 150°C temperaturstabil. Wie man in 15 erkennt, stehen die Kühlrippen 32 in der Einbausituation aus der Tragkonstruktion 8, insbesondere dem Rahmen 34 hervor, sodass der Fahrtwind als ein Luftstrom in ein Inneres des Adapters 2 leitbar ist.
  • Der jeweilige Adapter 2 der Beispiele der 1 und 2 verfügt auch über Ankopplungsstellen 17 in Form von Schraublöchern mit jeweiligen Innengewinde, welche passgenau in Ausnehmungen 19 des jeweiligen äußeren Dämpfungselements 6 passen. Über die Ankopplungsstellen 17 kann das Set 1 mit dem Rahmen 24 der 14 drehfest mittels Schrauben als Befestigungsmittel 36 verbunden werden. Das äußere Dämpfungselement 6 der 2 weist innenseitig spezielle Ausnehmungen 19 auf, in welche die Ankopplungsstellen 17 des Adapters 2 eingeführt sind.
    Im Beispiel der 2 bis 5 bilden die Kühlrippen 32 des dortigen Adapters 2 innenseitig eine Aufnahme 30 in Form eines zylindrischen Hohlraums 15 aus, in welche das innere Dämpfungselement 5 eingeschoben werden kann. Hierbei kann das Dämpfungselement 5 drehfest in der Aufnahme 30 gehalten werden, weil die Aufnahme 30 innenseitig Nuten 43 aufweist, die passend zu entsprechenden Vorsprüngen 44 am Außenumfang des inneren Dämpfungselements 5 ausgestaltet sind. Eine umgekehrte Ausbildung (Nuten am inneren Dämpfungselement 5, Vorsprünge an der Aufnahme 30) wäre selbstverständlich technisch äquivalent da gleichwirkend. Somit ist also in 2 das innere Dämpfungselement 5 formschlüssig mit dem Adapter 2 drehfest verbunden, wobei die drehfeste Verbindung/der Formschluss über eine Nut-Feder-Anordnung realisiert ist. Dadurch wird verhindert, dass das innere Dämpfungselement 5 gegenüber dem Adapter 2 durchrutscht, wenn ein Antriebsmoment von einem Benutzer auf die Antriebskurbel 11 übertragen wird. Eine Relativbewegung zwischen Generator 3 und innerem Dämpfungselements 5 ist aufgrund der Verschraubung zwischen diesen Komponenten nicht möglich.
  • Bei den Beispielen der 2 und 3 besteht das äußere Dämpfungselement 6 aus einem Synthesekautschuk, nämlich Acrylnitrilbutadien-Kautschuk (HNBR, engl. Hydrogenated nitrile-butadiene rubber), während das innere Dämpfungselement 5 aus einem thermoplastischen Kunststoff, nämlich Polyetheretherketon (PEEK), gefertigt ist und der Adapter 2 aus Aluminium. Daher weist der Adapter 2 eine wesentlich höhere Steifigkeit auf als jedes der beiden Dämpfungselemente 5,6. Zudem weist das innere Dämpfungselement 5 dadurch eine höhere mechanische Steifigkeit auf als das äußere Dämpfungselement 6, was erforderlich ist, um den Generator 3 in Position zu halten, auch wenn große Antriebsmomente auf den Generator 3 einwirken.
  • Das innere Dämpfungselement 5 weist auch ein geringeres viskose Dämpfungsverhältnis ξ auf als das äußere Dämpfungselement 6, wobei beide Dämpfungselement 5 und 6 jeweils ein Dämpfungsverhältnis von mindestens 0,005 aufweisen, wobei das Dämpfungsverhältnis ξ von HNBR oberhalb von 0,03 liegt.
  • Durch die obige Materialwahl weist der Adapter 2 auch eine höhere Wärmeleitfähigkeit λ auf als jedes der beiden Dämpfungselemente 5 und 6. Die Wahl unterschiedlicher Materialien für das innere und äußere Dämpfungselement 5 bzw. 6 ist vorteilhaft, weil so unterschiedliche Temperaturbedingungen berücksichtigt werden können (die Hitze nimmt von radial innen nach außen ab) und zudem unterschiedliche Frequenzen optimal gedämpft werden können.
  • In 2 erkennt man auch gut, dass das dortige äußere Dämpfungselement 6 über drei Innenflächen 40 verfügt, an denen jeweils ein Kreissektor tangential angelegt werden kann mit einem Mittelpunktswinkel der sehr viel größer als 90° ist. Dadurch umgreift das Dämpfungselement 6 den Adapter 2 C-förmig von drei Seiten her, wodurch die Dämpfungsisolation weiter verbessert wird.
  • In den 6 und 7 ist jeweils ein inneres Dämpfungselement 7 eine erfindungsgemäßen Sets 1 gezeigt, das als Rippenkäfig 41 ausgestaltet ist mit Rippen 42, welche jeweilige Belüftungsöffnungen 33 begrenzen, die in radialer Richtung orientiert sind.
  • Im Beispiel der 6 bis 8 ist das innere Dämpfungselement 5 innenseitig im Bereich der Rippen 42 von dem Generator 3 beabstandet. Das heißt in der Einbausituation besteht an diesen Stellen ein Luftspalt zwischen Generator 3 und dem innerem Dämpfungselement 5. Dadurch entsteht ein Luftkanal 49, der von Fahrtwind, der über die Kühlrippen 32 eingeleitet wird, durchströmt werden kann. Hierbei ist der Luftkanal 49 so ausgestaltet, dass der Fahrtwind den Generator 3 entlang seines Umfangs umströmt. Im Falle der 6-8 kann die Luft dabei entlang des gesamten Umfangs um den Generator 3 strömen. Dadurch kann der Generator 3 sehr effizient mit einem permanenten Luftstrom gekühlt werden, der während der Fahrt entsteht und durch den Luftkanal 49 zwischen Dämpfungselement 5 und Generator 3 geführt wird.
  • In 2 und 10 erkennt man auch gut, dass das äußere Dämpfungselement 6 über Einschnitte 39 verfügt. Dadurch können die Seitenflächen 45 des äußeren Dämpfungselements 6 positionsgenau an den Adapter 2 bei der Montage angepasst werden. Das innere Dämpfungselement 5 ist dort nicht nur über die Schraubverbindungen 46 mit dem Generator 3 drehfest verschraubt, sondern auch drehfest über weitere Schraubverbindungen 47 mit dem Adapter 2 verbunden.
  • Wie man in 4 und in 5 erkennt, verfügt der dortige Adapter 2 auch über zu den Kühlrippen 32 quer verlaufende Verstärkungsstrukturen 48, welche die Kühlrippen 32 in Position halten. In diesen Verstärkungsstrukturen 48 sind Gewinde zur Ausbildung der erwähnten Schraubverbindungen 47 ausgestaltet, mit denen das innere Dämpfungselement 5 und der Adapter 2 miteinander verschraubt werden können.
  • Wie die 9 zeigt, ist der im Set 1 verwendete Generator 3 ein handelsüblicher Generator mit eigenem zylindrischen Gehäuse. Diese Gehäuse ist mit einigen der gezeigten Schrauben verschlossen, wobei nur jede zweite Schraube dazu dient, den Generator 3 mit dem inneren Dämpfungselement 5 mechanisch zu verbinden.
  • 11 zeigt ein erfindungsgemäßes Set 1 in einer ersten Konfiguration, die das äußere Dämpfungselement 6, den Adapter 2 und den Generator 3 umfasst. Wird dieses Set 1 mit einer Tragkonstruktion 8 (nicht dargestellt) verbunden, so ist das äußere Dämpfungselement 6 zwischen der Tragkonstruktion 8 und dem Adapter 2 angeordnet.
  • 12 zeigt ein erfindungsgemäßes Set 1 in einer zweiten Konfiguration, die den Adapter 2, den Generator 3 und das innere Dämpfungselement 5 umfasst. Der Adapter 2 kann hier in der Einbausituation direkt mit der Tragkonstruktion 8 (nicht dargestellt) verbunden sein.
  • 13 zeigt ein erfindungsgemäßes Set 1 in einer dritten Konfiguration, welche den Generator 3, den Adapter 2, das innere Dämpfungselement 5 und das äußere Dämpfungselement 6 umfasst. Eine solche Konfiguration aufwändig in der Montage, bietet aber eine bestmögliche Dämpfung von Vibrationen.
  • Die 14 zeigt eine Tragkonstruktion 8 in Form eines Fahrradrahmens 24 eines Elektrofahrrads 26 ohne den eigentlich vorgesehenen Mittelmotor 38 und noch ohne eingebautes Set 1. Es ist gut erkennbar, dass der Rahmen 24 im Tretlagerbereich 31 eine Aufnahme 28 bietet, die für einen bestimmten Mittelmotor 38 ausgelegt ist. Über eine klassische Kette könnte dieser Mittelmotor 38 das Hinterrad des Elektrofahrrads 26 antreiben.
  • Damit das erfindungsgemäße Set 1 an dem in 14 gezeigten Rahmen 24 nachgerüstet werden kann, weist der Adapter 2 Aufnahmen 37 für Befestigungsmittel 36 auf, nämlich passende Gewinde an den besagten Verbindungs- beziehungsweise Ankopplungsstellen 7/17, die korrespondierend zu analogen Aufnahmen des zu ersetzenden Mittelmotors 38 ausgestaltet sind.
  • Die 15 zeigt das in den Rahmen 24 der 14 eingebaute Set 1: Der Generator 3 und der Adapter 2 sind hierbei in der Figur sichtbar, das innere Dämpfungselement 5 und das äußere Dämpfungselement 6 hingegen nicht, da diese jeweils verdeckt sind.
  • Wird nun ein Hinterrad mit Nabenmotor als Antriebsmotor 21 in den Rahmen 24 eingebaut, sowie ein Akkumulator 22 und eine Antriebsregelung 23 ergänzt, so kann ein Elektrofahrrad 26 erhalten werden, dass keine Kette mehr benötigt und einen rein elektrischen Antriebsstrang 27 ausbildet. Ein solches Elektrofahrrad 26 kann als „pedal-by-wire“-Fahrrad bezeichnet werden, weil die Muskelkraft nur noch mit Hilfe des Generators 3 des Sets 1 in eine elektrische Leistung umgesetzt wird, aber keine direkte mechanische Drehmomentübertragung mehr auf das Hinterrad geschieht, wie bei Verwendung des bisherigen Mittelmotors 38 mit Kette. Das gezeigte Elektrofahrzeug 9 verfügt somit über ein über Muskelkraft antreibbares elektromechanisches Antriebssystem 20, welches durch das Zusammenspiel aus Antriebsmotor 21, Akkumulator 22, Antriebsregelung 23 und dem über das Set 1 nachgerüsteten Generator 3 entsteht. Über entsprechende im Rahmen 24 verlegte elektrische Leitungen kann das vom Benutzer mittels Muskelkraft bereitgestellte Antriebsmoment, welches vom Generator 3 in einen Generatorstrom umgewandelt wird, rein elektrisch an den elektrischen Antriebsmotor 21 übertragen werden, um so das Hinterrad als angetriebenes Element 25 schlussendlich anzutreiben.
  • Wie man anhand des Vergleichs der 14 und 15 erkennt, wurde somit im Wesentlichen der Mittelmotor 38 durch das erfindungsgemäße Set 1 ersetzt und zudem noch einen Nabenmotor als Antriebsmotor 21 ergänzt. Der Adapter 2 des Sets 1 ist hierbei mechanisch mit der Tragkonstruktion 8/dem Rahmen 24 verbunden und das äußere Dämpfungselement 6 zwischen dem Rahmen 24 und dem Adapter 2 angeordnet, wodurch Vibrationen abgefangen werden können. Zudem werden die Vibrationen, die im Generator 3 entstehen durch das eingesetzt innere Dämpfungselement 3 gedämpft, welches zwischen Generator 3 und Adapter 2 angeordnet ist.
  • Man kann sich anhand von 15 auch leicht vorstellen, dass der Mittelmotors 38 zunächst ausgebaut und an seiner Stelle, unter Verwendung identischer Befestigungsmittel 36, das Set 1 montiert werden könnte, da der Adapter 2 des Sets 1 die passenden Aufnahmen 37 für die Befestigungsmittel 36 aufweist, die korrespondierend zu analogen Aufnahmen 37 des Mittelmotors 38 ausgestaltet sind.
  • 16 illustriert in allgemeiner Form mögliche Komponenten eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 20, das mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Sets 1 aufgebaut werden kann. Das Antriebssystem 20 kann dabei einen Teil eines Elektrofahrzeugs 9 oder beispielsweise einer Seilwinde bilden; es kann aber auch zum Beispiel als ein Home-Trainer ausgestaltet sein. In allen diesen Fällen ist das Antriebssystem 20 über Muskelkraft antreibbar, wobei dann der Generator 3 einen Generatorstrom liefert, der dem Laden des Akkumulators 22 und/oder dem Betreiben des Antriebsmotors 21 dient.
  • 17 zeigt schematisch eine Beispiel eines rein elektrischen Antriebsstrangs 27, der mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Set 1 realisiert wurde. Der Antriebsstrang 27 umfasst einen Generator 3 als Teil des Sets 1, einen Akkumulator 22, eine Antriebsregelung 23, und einen Antriebsmotor, wobei der Antriebsmotor ein Element 25 über eine mechanische Drehmomentübertragung 35, also zum Beispiel mittels eines Antriebsriemens, antreibt. Die Verbindungen zwischen dem Generator 3 und dem Antriebsmotor 21 sind jedoch rein elektrisch über elektrische Leitungen 29 realisiert. Die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 21 und dem angetriebenen Element 25 ist hingegen notwendigerweise mechanisch realisiert. Ist der Antriebsmotor 21 zum Beispiel als Nabenmotor ausgestaltet, so wird das Drehmoment der angetriebenen Nabe über die Speichen mechanisch auf das die Nabe aufweisende Laufrad übertragen.
  • Zusammenfassend wird ein Set 1 vorgeschlagen, das an einem Elektrofahrrad 26 initial installiert oder nachgerüstet werden kann oder welches zum Umbau eines rein mechanischen Antriebssystems in ein muskelkraftbetreibbares elektromechanisches Antriebssystem 20 genutzt werden kann. Dieses Set 1 umfasst einen mechanischen Adapter 2, der dazu vorgesehen ist, das Set 1 an einer Tragkonstruktion 8 wie beispielsweise einem Fahrradrahmen 24 zu befestigen, und einen elektromechanischen Generator 3. Ferner weist das Set 1 mindestens ein Dämpfungselement 4 auf, welches mechanische Vibrationen dämpfen kann, die beim Betrieb des Generators 3 von dem Generator 3, insbesondere von einem internen Getriebe 56 des Generators 3, ausgehen (vgl. 2).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Set
    2
    Adapter
    3
    Generator
    4
    Dämpfungselement
    5
    inneres Dämpfungselement
    6
    äußeres Dämpfungselement
    7
    Verbindungsstelle
    8
    Tragkonstruktion
    9
    (mobiles) Elektrofahrzeug
    10
    Kopplungsstelle (insbesondere Kopplungsritzel)
    11
    Antriebskurbel
    12
    Relief
    13
    Durchgangsöffnung
    14
    Belüftungsschlitze
    15
    Hohlraum
    16
    Durchführöffnung
    17
    Ankopplungsstelle, Ankopplungsstellen
    18
    Durchführöffnung
    19
    Ausnehmungen
    20
    Antriebssystem
    21
    Antriebsmotor
    22
    Akkumulator
    23
    Antriebsregelung
    24
    Rahmen
    25
    angetriebenes Element
    26
    (mobiles) Elektrofahrrad
    27
    elektrischer Antriebsstrang
    28
    Aufnahme
    29
    elektrische Leitung
    30
    Aufnahme (von 2 für 5)
    31
    Tretlagerbereich (von 24)
    32
    Kühlrippen (bilden 14 aus)
    33
    Belüftungsöffnungen (in 5, zum Durchleiten von Luft zu 3)
    34
    Kontaktflächen (von 5 zu 3)
    35
    mechanische Drehmomentübertragung (kann auch ein Getriebe umfassen)
    36
    Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben (zur Montage von 1 an 8)
    37
    Aufnahmen (in 2, zum Aufnehmen von 36)
    38
    Mittelmotor
    39
    Einschnitte
    40
    Innenflächen
    41
    Rippenkäfig
    42
    Rippen
    43
    Nuten
    44
    Vorsprünge
    45
    Seitenflächen
    46
    Schraubverbindungen
    47
    weitere Schraubverbindungen
    48
    Verstärkungsstrukturen
    49
    Luftkanal
    50
    Gewinde
    51
    Aufnahmefläche
    52
    Montagefläche
    53
    Seitenfläche
    54
    stationäres Sportgerät
    55
    Pedal
    56
    internes Getriebe (von 3)

Claims (21)

  1. Set (1), zum Nachrüsten oder initialen Installieren an einem über Muskelkraft antreibbaren Elektrofahrzeug oder zum Umbau eines rein mechanischen Antriebssystems in ein muskelkraftbetreibbares elektromechanisches Antriebssystem, wobei das Set (1) umfasst: - einen mechanischen Adapter (2) ausgestaltet zur Befestigung des Sets (1) an einer Tragkonstruktion (8) wie beispielsweise einem Fahrradrahmen, - einen elektromechanischen Generator (3), und mindestens ein Dämpfungselement (4), - wobei das Dämpfungselement (4) mechanische Vibrationen dämpft, die beim Betrieb des Generators (3) von dem Generator (3) ausgehen.
  2. Set (1) nach Anspruch 1, wobei der Generator (3) mittels des mindestens einen Dämpfungselements (4) schwingungsgedämpft mit dem Adapter (2) mechanisch verbunden ist.
  3. Set (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das mindestens eine Dämpfungselement (4) ein inneres Dämpfungselement (5) umfasst, welches (5) zwischen dem Generator (3) und dem Adapter (2) angeordnet ist, - vorzugsweise wobei das innere Dämpfungselement (5) den Generator (3) entlang seines Umfangs zumindest teilweise umgreift und/oder in Richtung einer Drehachse des Generators (3) über den Generator (3) hervorsteht.
  4. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das innere Dämpfungselement (5) wenigstens eine Belüftungsöffnung (33) aufweist, durch die (33) hindurch der Generator (3) mit einem kühlenden Luftstrom beaufschlagt werden kann, - insbesondere wobei hierzu das innere Dämpfungselement (5) als Rippenkäfig (41) mit Rippen (42) ausgestaltet ist, wobei die Rippen (42) die Belüftungsöffnungen (33) begrenzen.
  5. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Dämpfungselement (4) ein äußeres Dämpfungselement (6) umfasst, welches (6) außen an dem Adapter (2) angebracht ist, insbesondere um so in einer Einbausituation zwischen dem Adapter (2) und der Tragkonstruktion (8) angeordnet zu sein, - vorzugsweise wobei das äußere Dämpfungselement (6) den Adapter (2) an einer Verbindungsstelle (7) so umfasst, dass der Adapter (2) schwingungsgedämpft in einem Bereich der Verbindungsstelle (7) an einer oder der Tragkonstruktion (8) montiert werden kann.
  6. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Generator (3) drehfest in dem inneren Dämpfungselement (5) einsetzbar oder befestigt, vorzugsweise verschraubt ist, - insbesondere wobei hierzu das innere Dämpfungselement (5) innenseitig über ein, vorzugsweise Einkerbungen und Vorsprünge aufweisendes, Relief (12) verfügt, in welchem (12) der Generator (3) drehfest anbringbar ist.
  7. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Adapter (2) über Belüftungsschlitze (14) verfügt, die (14) einen Luftstrom auf den Generator (3) und/oder das innere Dämpfungselement (5) führen können, - vorzugsweise wobei der Adapter (2) über Kühlrippen (32) verfügt, die die Belüftungsschlitze (14) ausbilden, - insbesondere wobei die Kühlrippen (32) bis wenigstens 150°C temperaturstabil sind, - und/oder wobei in einer Einbausituation des Sets (1) die Kühlrippen (32) aus der Tragkonstruktion (8), insbesondere dem Rahmen (24), hervorstehen, insbesondere sodass der Luftstrom in ein Inneres des Adapters (2) leitbar ist - und/oder wobei das innere Dämpfungselement (5) über Kontaktflächen (34) thermisch mit dem Generator (3) gekoppelt ist, sodass vom Generator (3) erzeugte Abwärme mittels Wärmeleitung auf das innere Dämpfungselement (5) übertragen wird.
  8. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Adapter (2) eine Aufnahme (30), vorzugsweise in Form eines Hohlraums (15), aufweist oder ausbildet, in welche(n) das innere Dämpfungselement (5), vorzugsweise drehfest, einsetzbar ist.
  9. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Adapter (2) und/oder das äußere Dämpfungselement (6) über mechanische Ankopplungsstellen (17), insbesondere in Form vom Schraublöchern, verfügt/verfügen, über welche (17) das Set (1) mit der Tragkonstruktion (8) drehfest verbindbar ist, - vorzugsweise wobei das äußere Dämpfungselement (6) innenseitig über Ausnehmungen (19) verfügt, in welche (19) die Ankopplungsstellen (17) des Adapters (2) eingeführt sind.
  10. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Dämpfungselement (4), insbesondere das innere Dämpfungselement (5) und/oder das äußere Dämpfungselement (6), ein viskoses Dämpfungsverhältnis ξ von mindestens 0,005 aufweist/aufweisen.
  11. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das äußere Dämpfungselement (6) ein höheres viskoses Dämpfungsverhältnis ξ aufweist als das innere Dämpfungselement (5) und/oder - eine Wärmeleitfähigkeit λ des inneren Dämpfungselements (5) größer ist, vorzugsweise 20x größer ist, als eine Wärmeleitfähigkeit λ des äußeren Dämpfungselements (6).
  12. Set (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das innere Dämpfungselement (5) innenseitig an einzelnen Stellen, insbesondere an den Rippen (42), von dem Generator (3) beabstandet ist, sodass ein Luftkanal (49) zwischen dem Generator (3) und dem innerem Dämpfungselement (5) ausgebildet ist, - vorzugsweise und Fahrtwind durch den Luftkanal (49) hindurch und um den Generator (3) herum strömen kann.
  13. Über Muskelkraft antreibbares elektromechanisches Antriebssystem (20), insbesondere als Teil eines Elektrofahrzeugs (9) oder eines stationären Sportgeräts (54) oder beispielsweise als Teil einer Seilwinde, umfassend - einen elektrischen Antriebsmotor (21), und - ein Set (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Antriebsmotor (21) und der Generator (3) des Sets (1) gemeinsam einen elektrischen Antriebsstrang (27) ausbilden.
  14. Antriebssystem (20) nach Anspruch 13, wobei das Antriebssystem (20) einen elektrischen Akkumulator (22) umfasst, der Teil des Antriebsstrang (27) ist, - und/oder wobei der Antriebsmotor (21) als Nabenmotor ausgestaltet ist, insbesondere wobei der Nabenmotor als Axialmotor ausgestaltet ist, bevorzugt wobei der Axialmotor über axial ausgerichtete Spulen und radial ausgerichtete Permanentmagnete verfügt.
  15. Elektrofahrzeug (9), insbesondere ausgestaltet als Elektrofahrrad (26), elektrisches Lastenrad, oder elektrisches Tretboot, - wobei das Elektrofahrzeug (9) umfasst: - ein Antriebssystem (20) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 14, - eine Tragkonstruktion (8), insbesondere ausgestaltet als ein Rahmen (24), und - wenigstens ein angetriebenes Element (25), insbesondere ausgestaltet als ein angetriebenes Laufrad oder eine angetriebene Bootsschraube, welches (25) mit dem elektrischen Antriebsmotor (21), insbesondere vermittelt durch ein Getriebe, antreibbar ist.
  16. Elektrofahrzeug (9) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Elektrofahrzeug (9) als ein Elektrofahrrad (26) ausgestaltet ist, welches, vorzugsweise ausschließlich, über einen elektrischen Antriebsstrang (27) verfügt, - vorzugsweise wobei der Antriebsstrang (27) ein von einem Nutzer mittels Muskelkraft bereitgestelltes Antriebsmoment elektrisch an den elektrischen Antriebsmotor (21) übertragen kann, um so das wenigstens eine angetriebene Element (25) anzutreiben.
  17. Elektrofahrzeug (9) nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Tragkonstruktion (8) mittels eines Rahmens (24) realisiert ist, der eine Aufnahme (28) aufweist, die eigentlich zum Aufnehmen eines elektrischen Mittelmotors (38) ausgelegt und ausgestaltet ist, und wobei in dem Elektrofahrzeug (9) der Mittelmotor (38) durch ein Set (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ersetzt ist.
  18. Stationäres elektrisches Sportgerät (54), insbesondere ausgestaltet als ein Home-Trainer, als ein Spinning-Bike, oder als ein Ergometer, dadurch gekennzeichnet, - dass das Sportgerät (54) ein elektromechanisches Antriebssystem (20) gemäß einem der Ansprüche 13 bis 14 umfasst.
  19. Verwendung eines Sets (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Nachrüsten eines elektromechanischen Antriebs an einem Fahrradrahmen (24), der eigentlich zum Aufbau eines Elektrofahrrads (26), insbesondere eines Pedelecs, vorgesehen ist, - wobei das Set (1) in einem Tretlagerbereich (31) des Rahmens (24) an den Rahmen (24) drehfest befestigt wird.
  20. Verwendung eines Sets (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Ersetzen eines Mittelmotors (38) eines Elektrofahrrads (26), insbesondere eines Pedelecs, - wobei der Mittelmotor (38), der in einem Tretlagerbereich (31) eines Rahmens (24) des Elektrofahrrads (26) montiert ist, ausgebaut und an seiner Stelle, insbesondere unter Verwendung identischer Befestigungsmittel (36), beispielsweise Schrauben, das Set (1) montiert wird, - vorzugsweise wobei der Adapter (2) des Sets (1) Aufnahmen (37) für die Befestigungsmittel (36) aufweist, die (37) korrespondierend zu analogen Aufnahmen (37) des Mittelmotors (38) ausgestaltet sind.
  21. Elektronische Service-Intervallanzeigevorrichtung, umfassend - eine Ausgabeeinheit, vorzugsweise in Form einer Anzeigeeinheit, insbesondere in Form eines Displays, und - ein elektromechanisches Antriebssystem (20), insbesondere gemäß Anspruch 13 oder 14, - wobei das Antriebssystem (20) einen über Muskelkraft antreibbaren elektrischen Generator (3) und einen elektrischen Antriebsmotor (21) umfasst, und - wobei die Service-Intervallanzeigevorrichtung eine Regeleinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, - eine aufgelaufene Gesamtnutzungsdauer des Generators (3) und/oder - eine aufgelaufene Gesamtbetriebszeit des Antriebsmotors (21) und/oder - eine mit dem Antriebssystem (21) zurückgelegte Gesamtstrecke fortlaufend zu bestimmen und in Abhängigkeit hiervon, insbesondere bei Überschreiten einer vorgegebenen Höchstnutzungsdauer und/oder Höchstbetriebszeit und/oder Höchstgesamtstrecke, einen Service-Termin mittels der Ausgabeeinheit anzuzeigen.
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