DE202011051464U1

DE202011051464U1 - electric bicycle

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Publication number: DE202011051464U1
Application number: DE202011051464U
Authority: DE
Original assignee: Alfred Thun GmbH and Co KG
Current assignee: Alfred Thun GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2021-09-29
Also published as: NL2008181A; NL2008181C2; TW201313550A; CN103029798A

Abstract

Elektrofahrrad, beispielsweise ein Pedelec oder E-Bike, zumindest aufweisend eine ein Antriebsgehäuse (2) stirnseitig, beidseitig durchgreifende Antriebswelle (1) mit an ihren freien, das Antriebsgehäuse (2) durchgreifenden, Enden angeordneten Pedalen zum Antrieb des Fahrrades, einen Elektromotor zur Unterstützung beim Pedalieren und eine Motorsteuerung zur Steuerung des Elektromotors, die sicherstellt, dass der Elektromotor nur dann im Einsatz ist, wenn das Elektrofahrrad in Vorwärtsrichtung pedaliert wird, wobei die Motorsteuerung mittels Kabeln (3) mit einem Sensor (4) verbunden ist, der die Drehrichtung eines auf der Antriebswelle (1) angeordneten Magnetringes (5) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) in einem weiteren Gehäuse oder einer Kappe (6) angeordnet ist, welches oder welche stirnseitig am Antriebsgehäuse (2) befestigbar ist, wobei die den Sensor (4) mit der Motorsteuerung verbindenden Kabel (3) außen am Antriebsgehäuse (2) und/oder an Rahmenteilen des Elektrofahrrades angeordnet sind.Electric bicycle, for example a pedelec or e-bike, at least comprising a drive shaft (1) on the front, through both sides of the drive shaft (1) with pedals arranged on its free ends through the drive housing (2) for driving the bicycle, an electric motor for support when pedaling and a motor control for controlling the electric motor, which ensures that the electric motor is only in use when the electric bicycle is being pedaled in the forward direction, the motor control being connected by means of cables (3) to a sensor (4) that detects the direction of rotation of a magnetic ring (5) arranged on the drive shaft (1), characterized in that the sensor (4) is arranged in a further housing or a cap (6) which can be fastened on the end face to the drive housing (2), the the sensor (4) with the motor control connecting cable (3) on the outside of the drive housing (2) and / or on frame parts de s electric bicycle are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrrad, beispielsweise ein Pedelec oder E-Bike, zumindest aufweisend eine ein Antriebsgehäuse stirnseitig, beidseitig durchgreifende Antriebswelle mit an ihren freien, das Antriebsgehäuse durchgreifenden, Enden angeordneten Pedalen zum Antrieb des Fahrrades, einen Elektromotor zur Unterstützung beim Pedalieren und eine Motorsteuerung zur Steuerung des Elektromotors, die sicherstellt, dass der Elektromotor nur dann im Einsatz ist, wenn das Elektrofahrrad in Vorwärtsrichtung pedaliert wird, wobei die Motorsteuerung mittels Kabeln mit einem Sensor verbunden ist, der die Drehrichtung eines auf der Antriebswelle angeordneten Magnetringes erfasst.The invention relates to an electric bicycle, such as a pedelec or e-bike, at least having a drive housing frontally, on both sides sweeping drive shaft with at their free, the drive housing sweeping, ends arranged pedals for driving the bicycle, an electric motor to assist in pedaling and a motor control for controlling the electric motor, which ensures that the electric motor is used only when the electric bicycle is pedaling in the forward direction, the motor control being connected by cables to a sensor which detects the direction of rotation of a magnetic ring arranged on the drive shaft.

Derartige Elektrofahrräder, die auch als Pedelec oder E-Bike bezeichnet werden, erfreuen sich einer immer größer werdenden Beliebtheit bei den Benutzern.Such electric bicycles, which are also referred to as pedelec or e-bike, enjoy an ever-increasing popularity among users.

Bei derartigen Elektrofahrrädern unterstützt ein mittels einer Motorsteuerung gesteuerter Elektromotor die Pedalierung durch den Benutzer, wobei dabei sichergestellt sein muss, dass der Elektromotor nur dann aktiviert wird, wenn der Radfahrer in Vorwärtsrichtung pedaliert.In such electric bicycles, an electric motor controlled by a motor control promotes pedaling by the user, while ensuring that the electric motor is activated only when the cyclist is pedaling in the forward direction.

Hierzu sind üblicherweise Sensoren vorgesehen, mit denen sichergestellt wird, dass der Elektromotor ausschließlich bei einer Pedalierung in Vorwärtsrichtung aktivierbar ist.For this purpose, usually sensors are provided with which it is ensured that the electric motor can be activated only when pedaling in the forward direction.

Üblicherweise wird dies bei kostengünstigen Varianten durch eine an der Welle befestigte Scheibe erzielt, auf der eine bestimmte Anzahl an Magneten befestigt ist. Die auf der Welle befestigten Magnete bewegen sich bei der Rotation der Welle an einem Sensor vorbei und erzeugen somit ein von dem Sensor empfangbares Signal. Derartige Magnetscheiben haben jedoch den Nachteil, dass diese mehr oder weniger freistehen und somit durch Schmutz, Waschen durch Hochdruck, unbeabsichtigtes Verschieben oder ähnlichem Verrutschen und somit in ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Bei einer im Stand der Technik bekannten Lösung werden sieben Magnete auf einer Scheibe befestigt. Diese geringe Anzahl an Magneten ist für eine reaktive Motorsteuerung nicht ausreichend.Usually, this is achieved in low-cost variants by a disk attached to the shaft, on which a certain number of magnets is attached. The magnets mounted on the shaft move past a sensor during the rotation of the shaft and thus generate a signal that can be received by the sensor. However, such magnetic disks have the disadvantage that they are more or less free and thus affected by dirt, washing by high pressure, unintentional shifting or similar slippage and thus in their function. In a solution known in the art, seven magnets are mounted on a disk. This small number of magnets is not sufficient for a reactive motor control.

Weiter sind im Stand der Technik Sensorsysteme bekannt, welche sich im Innenlager befinden. Hierzu finden beispielsweise Magnetringe mit Hallsensoren Verwendung.Next sensor systems are known in the art, which are located in the bottom bracket. Magnetic rings with Hall sensors, for example, are used for this purpose.

Bei derartigen, innerhalb des Innenlagers angeordneten Sensorsystemen ist es nachteilig, dass einerseits aufgrund der innerhalb des Fahrradrahmens verlaufenden Kabel ein Mehraufwand bei der Montage entsteht, wodurch die Montagekosten erhöht werden, und andererseits eine Gefahr der Beschädigung, insbesondere der Kabel bei der Montage bzw. Demontage sowie die Notwendigkeit des Einbringens von Bohrungen in die Rohre oder Rahmenteile des Fahrrades, besteht, um die Kabel hinauszuführen und beispielsweise mit einer Motorsteuerung zu verbinden.In such, disposed within the inner bearing sensor systems, it is disadvantageous that on the one hand due to the running inside the bicycle frame cable additional costs incurred during assembly, whereby the installation costs are increased, and on the other hand a risk of damage, especially the cable during assembly or disassembly and the need to drill holes in the tubes or frame parts of the bicycle to pass the cables and, for example, connect to a motor controller.

Aufgrund des eingangs genannten Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Elektrofahrrad der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Beschädigung oder Beeinträchtigung des Sensors, des Magnetringes oder der Kabel, beispielsweise durch Schmutz, Waschen durch Hochdruck, unbeabsichtigtes Verschieben oder Ähnlichem vermieden ist, welche dabei kostengünstig und einfach herstellbar ist und eine besonders hohe Lebensdauer aufweist und dabei auf schnelle und einfache Art und Weise montierbar und auch demontierbar ist.Due to the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide an electric bicycle of the type mentioned, in which damage or deterioration of the sensor, the magnetic ring or the cable, for example by dirt, washing by high pressure, unintentional movement or The same is avoided, which is inexpensive and easy to produce and has a particularly long life and can be mounted in a quick and easy way and also disassembled.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Sensor in einem weiteren Gehäuse oder einer Kappe angeordnet ist, welches oder welche stirnseitig am Antriebsgehäuse befestigbar ist, wobei die den Sensor mit der Motorsteuerung verbindenden Kabel außen am Antriebsgehäuse und/oder an Rahmenteilen des Elektrofahrrades angeordnet sind.To achieve this object, the invention proposes that the sensor is arranged in a further housing or a cap, which or which front side on the drive housing can be fastened, wherein the cable connecting the sensor to the motor control outside of the drive housing and / or frame parts of the electric bicycle are arranged.

Bei einer derartigen Lösung kann der Sensor nach dem Zusammenbau des Antriebsgehäuses stirnseitig an diesem befestigt werden und die zur Verbindung mit der Motorsteuerung nötigen Kabel außen an Rahmenteilen des Elektrofahrrades angeordnet und befestigt werden. Dadurch, dass der Sensor sich in einem weiteren Gehäuse oder einer Kappe befindet, ist er weitestgehend vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Schmutz, Waschen mit Hochdruck oder ähnlichen, ungewünschten Eigenschaften geschützt. Die außen an Rahmenteilen entlang verlegten Kabel erfordern keinerlei weitere Bohrungen an Rahmenteilen und sind somit auch nicht durch die Montage bzw. Demontage von Teilen des Antriebs und einer dadurch bedingten Beschädigung gefährdet. Ein derartiger Sensor ist kostengünstig und einfach herstellbar und an einem Elektrofahrrad montierbar und auch wieder demontierbar und weist dabei eine besonders lange Lebensdauer auf.In such a solution, the sensor can be attached to the front side of this after assembly of the drive housing and the necessary for connection to the engine control cables are arranged outside and secured to frame parts of the electric bicycle. The fact that the sensor is located in a further housing or a cap, it is largely protected from external influences, such as dirt, washing with high pressure or similar, undesirable properties. The cables routed along the outside of the frame parts do not require any further drilling on frame parts and are therefore not endangered by the assembly or disassembly of parts of the drive and any damage caused thereby. Such a sensor is inexpensive and easy to manufacture and can be mounted on an electric bicycle and also disassembled and has a particularly long life.

Insbesondere kann besonders bevorzugt vorgesehen, dass das weitere Gehäuse oder die Kappe mit dem Sensor stirnseitig auf das Antriebsgehäuse und/oder auf oder an in das Antriebsgehäuse eingesteckten Adaptern befestigbar oder befestigt, insbesondere verklemmt oder verrastet, ist.In particular, it is particularly preferred that the further housing or the cap with the sensor on the front side of the drive housing and / or on or in the drive housing inserted adapters fastened or fastened, in particular jammed or locked, is.

Hierdurch ist der innerhalb eines weiteren Gehäuses oder einer Kappe angeordnete Sensor auf schnelle und einfache Art und Weise ohne Zuhilfenahme von Spezialwerkzeugen an bestehenden, innerhalb des Antriebsgehäuses angeordneten Adaptern oder direkt am Antriebsgehäuse befestigbar. Eine derartige Klemm- oder Rastlösung kann im Bedarfsfall schnell demontiert werden und beispielsweise nach einer Wartung des Antriebs genauso schnell wieder montiert werden.As a result, the arranged within another housing or a cap sensor on fast and simple manner without the aid of special tools on existing, arranged within the drive housing adapters or directly attachable to the drive housing. Such a clamping or latching solution can be quickly dismantled if necessary and be mounted just as quickly after a maintenance of the drive, for example.

Weiter kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass das weitere Gehäuse oder die Kappe etwa topfartig ausgebildet ist und im Topfboden eine Lochung aufweist, an oder nahe deren Lochlaibung, gegebenenfalls die Lochlaibung bildend, der Sensor angeordnet ist, wobei die Lochung und der Sensor von der Antriebswelle durchgriffen sind.Further, it may be particularly preferably provided that the further housing or the cap is formed as a pot and in the bottom of the pot has a hole at or near the hole reveal, possibly forming the Lochlaibung, the sensor is arranged, the perforation and the sensor of the drive shaft are penetrated.

Ein derartig ausgeformtes Gehäuses oder eine Kappe kann auf die aus dem Antriebsgehäuse herausragende Antriebswelle aufgesteckt und anschließend mit dem Antriebsgehäuse bzw. einem in das Antriebsgehäuse eingesteckten Adapter verbunden und daran befestigt werden.Such a molded housing or cap can be plugged onto the projecting from the drive housing drive shaft and then connected to the drive housing or an inserted into the drive housing adapter and attached thereto.

Der Sensor ist dabei weitestgehend von Teilen des Gehäuses oder der Kappe abgedeckt und geschützt, so dass nahezu keine äußeren Einflüsse auf ihn einwirken können.The sensor is largely covered and protected by parts of the housing or the cap, so that almost no external influences can act on him.

Darüber hinaus kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass das weitere Gehäuse oder die Kappe aus Kunststoff besteht.In addition, it can be particularly preferably provided that the further housing or the cap consists of plastic.

Die Ausbildung des weiteren Gehäuses oder der Kappe aus Kunststoff stellt eine kostengünstige und dabei langlebige Lösung dar.The formation of the other housing or the cap made of plastic represents a cost-effective and durable solution.

Zudem kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Sensor durch einen Hallsensor gebildet ist.In addition, it can be particularly preferably provided that the sensor is formed by a Hall sensor.

Die Verwendung eines Hallsensors als Sensor hat sich an sich bewährt und stellt eine langlebige Lösung bei verhältnismäßig geringen Kosten dar.The use of a Hall sensor as a sensor has proven itself and represents a long-lasting solution at relatively low cost.

Auch kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Magnetring eine Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten, einander folgenden Polen aufweist.It may also be particularly preferred that the magnetic ring has a plurality of circumferentially distributed, successive poles.

Schließlich kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Magnetring zweimal sechzehn Pole aufweist.Finally, it may be particularly preferred that the magnetic ring has twice sixteen poles.

Insbesondere die Anordnung von zweimal sechzehn Polen, die in Umfangsrichtung verteilt auf dem Magnetring angeordnet sind, ermöglicht ein zuverlässiges Erfassen der Vorwärtsbewegung durch den Sensor, welcher mit der Motorsteuerung verbunden ist.In particular, the arrangement of twice sixteen poles distributed circumferentially on the magnetic ring enables reliable detection of forward movement by the sensor connected to the engine controller.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and described in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1 ein erfindungsgemäßes Antriebsgehäuse mit Kappe, Sensor und Magnetring in Explosionsdarstellung; 1 an inventive drive housing with cap, sensor and magnetic ring in an exploded view;

2 ein erfindungsgemäßes Antriebsgehäuse in der Zusammenbaulage. 2 an inventive drive housing in the assembly position.

In den Figuren ist ein Antriebsgehäuse 2 eines Elektrofahrrades, wie beispielsweise eines Pedelecs oder eines E-Bikes, gezeigt. Das Antriebsgehäuse 2 weist eine das Antriebsgehäuse 2 stirnseitig, beidseitig durchgreifende Antriebswelle 1 mit an ihren freien, das Antriebsgehäuse 2 durchgreifenden Enden angeordneten Pedalen (in den Figuren nicht gezeigt) zum Antrieb des Fahrrades auf. Ferner weist das Elektrofahrrad einen (in den Figuren nicht gezeigten) Elektromotor zur Unterstützung beim Pedalieren und eine Motorsteuerung zur Steuerung des Elektromotors auf. Die Motorsteuerung stellt dabei sicher, dass der Elektromotor nur dann im Einsatz ist, wenn das Elektrofahrrad in Vorwärtsrichtung pedaliert wird. Die Motorsteuerung ist mittels Kabeln 3 mit einem Sensor 4 verbunden, der die Drehrichtung eines auf der Antriebswelle 1 angeordneten Magnetringes 5 erfasst.In the figures is a drive housing 2 an electric bicycle, such as a pedelec or an e-bike shown. The drive housing 2 has a drive housing 2 Front side, through both sides thorough drive shaft 1 with at their free, the drive housing 2 through-reaching ends arranged pedals (not shown in the figures) for driving the bicycle. Further, the electric bicycle has an electric motor (not shown in the figures) for assistance in pedaling and a motor controller for controlling the electric motor. The engine control ensures that the electric motor is only in use when the electric bicycle is pedaling in the forward direction. The engine control is by means of cables 3 with a sensor 4 connected, the direction of rotation of one on the drive shaft 1 arranged magnetic ring 5 detected.

Erfindungsgemäß ist der Sensor 4 in einem weiteren Gehäuse, welches im Ausführungsbeispiel durch eine Kappe 6 gebildet ist, angeordnet. Die Kappe 6 ist stirnseitig am Antriebsgehäuse 2 befestigbar bzw. befestigt (in 2). Dabei sind die den Sensor 4 mit der Motorsteuerung verbindenden Kabel 3 außen am Antriebsgehäuse 2 (wie aus 2 ersichtlich) und/oder an Rahmenteilen des Elektrofahrrades angeordnet. Ein derartig innerhalb einer Kappe 6 angeordneter Sensor 4 ist in der Zusammenbaulage weitestgehend vor äußeren Einflüssen wie Verschmutzung oder Wasser, beispielsweise beim Hochdruckreinigen, geschützt und dabei ohne Zuhilfenahme von Spezialwerkzeug im Bedarfsfall demontierbar und auch wieder montierbar.According to the invention, the sensor 4 in a further housing, which in the embodiment by a cap 6 is formed, arranged. The cap 6 is frontally on the drive housing 2 fastened or fastened (in 2 ). They are the sensor 4 with the motor control connecting cables 3 outside on the drive housing 2 (like out 2 visible) and / or arranged on frame parts of the electric bicycle. Such a thing within a cap 6 arranged sensor 4 is largely protected in the assembly position from external influences such as pollution or water, for example, when high-pressure cleaning, and thereby without the aid of special tools in case of need can be dismantled and also reassembled.

Ein derartiger innerhalb einer Kappe 6 angeordneter Sensor ist kostengünstig herstellbar und weist eine hohe Lebensdauer auf.Such inside a cap 6 arranged sensor is inexpensive to produce and has a long service life.

Wie aus den Figuren ersichtlich, ist das durch eine Kappe 6 gebildete weitere Gehäuse mit dem Sensor 4 stirnseitig auf in das Antriebsgehäuse 2 bereits eingeführte Adapter steckbar und daran befestigbar. Die Befestigung kann mittels Verklemmen oder Verrasten oder eine ähnliche wieder lösbare Befestigung erfolgen. Alternativ und in den Figuren nicht gezeigt, kann die Kappe 6 mit dem Sensor 4 auch stirnseitig unmittelbar auf das Antriebsgehäuse 2 aufgesteckt und daran befestigt sein.As can be seen from the figures, this is through a cap 6 formed further housing with the sensor 4 on the front side into the drive housing 2 already introduced adapter pluggable and attachable. The attachment can be done by means of clamping or latching or a similar re-releasable attachment. Alternatively, and not shown in the figures, the cap can 6 with the sensor 4 also on the front side directly on the drive housing 2 attached and attached to it.

Wie insbesondere aus 1 ersichtlich, ist die Kappe 6 etwa topfartig ausgebildet, wobei der Topfboden eine Lochung 7 aufweist. Der Sensor 4 ist nahe der Lochlaibung angeordnet, wobei die Lochung 7 und der Sensor 4 von der Antriebswelle 1 und einem auf der Antriebswelle 1 angeordneten Magnetring 5 durchgriffen sind. Im Ausführungsbeispiel besteht die Kappe 6 aus Kunststoff und der Sensor 4 ist durch einen an sich bekannten Hallsensor gebildet. Die Ausbildung aus Kunststoff und die Verwendung eines an sich bekannten Hallsensors als Sensor ermöglichen zum einen eine kostengünstige Herstellung und zum anderen eine hohe Lebensdauer.As in particular from 1 Obviously, the cap is 6 formed pot-like, the pot bottom a hole 7 having. The sensor 4 is located near the hole reveal, with the hole 7 and the sensor 4 from the drive shaft 1 and one on the drive shaft 1 arranged magnetic ring 5 are penetrated. In the embodiment, the cap exists 6 made of plastic and the sensor 4 is formed by a known Hall sensor. The training of plastic and the use of a known Hall sensor as a sensor allow for a cost-effective production and on the other hand a long service life.

Der Magnetring 5 weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten einander folgenden Polen auf.The magnetic ring 5 has a plurality of circumferentially distributed consecutive poles.

Im Ausführungsbeispiel weist der Magnetring 5 zweimal sechszehn Pole, die in Umfangsrichtung verteilt sind, auf.In the exemplary embodiment, the magnetic ring 5 twice sixteen poles, which are distributed in the circumferential direction, on.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not limited to the embodiment, but in the context of the disclosure often variable.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, disclosed in the description and / or drawing single and combination features are considered essential to the invention.

Claims

Electric bicycle, such as a pedelec or e-bike, at least comprising a drive housing ( 2 ) frontally, on both sides thorough drive shaft ( 1 ) with at their free, the drive housing ( 2 ), ends arranged pedals for driving the bicycle, an electric motor to assist in pedaling and a motor control for controlling the electric motor, which ensures that the electric motor is only in use when the electric bicycle is pedaled in the forward direction, the motor control by means of cables ( 3 ) with a sensor ( 4 ), the direction of rotation of one on the drive shaft ( 1 ) arranged magnetic ring ( 5 ), characterized in that the sensor ( 4 ) in another housing or cap ( 6 ) is arranged, which or which front side on the drive housing ( 2 ), whereby the sensor ( 4 ) with the motor control connecting cables ( 3 ) on the outside of the drive housing ( 2 ) and / or are arranged on frame parts of the electric bicycle.

Electric bicycle according to claim 1, characterized in that the further housing or the cap ( 6 ) with the sensor ( 4 ) on the front side of the drive housing ( 2 ) and / or on or in the drive housing ( 2 ) inserted adapters fastened or attached, in particular jammed or locked, is.

Electric bicycle according to claim 1 or 2, characterized in that the further housing or the cap ( 6 ) is pot-shaped and in the bottom of the pot punched ( 7 ), at or near its hole reveal, optionally forming the hole reveal, the sensor ( 4 ), wherein the perforation ( 7 ) and the sensor ( 4 ) are penetrated by the drive shaft.

Electric bicycle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the further housing or the cap ( 6 ) consists of plastic.

Electric bicycle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor ( 4 ) is formed by a Hall sensor.

Electric bicycle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetic ring ( 5 ) has a plurality of circumferentially distributed, successive poles.

Electric bicycle according to claim 6, characterized in that the magnetic ring ( 5 ) has sixteen poles twice.