DE202011101788U1

DE202011101788U1 - Funkgesteuertes elektrisch unterstützendes Fahrradanhängersystem

Info

Publication number: DE202011101788U1
Application number: DE201120101788
Authority: DE
Original assignee: ELECTRAIL UG (HAFTUNGSBESCHRAENKT); Electrail Ug (haftungsbeschrankt); ELECTRAIL UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Current assignee: E2trail De GmbH
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: DE102012011114A1

Abstract

Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten mit wenigstens einem elektrisch angetriebenen und an ein Rahmenteil gekoppelten Antriebsrad, einer Antriebseinheit, vorzugsweise in Form eines Radnabenmotors, zum Antreiben des Antriebsrades, einem elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit elektrischer Energie, und einer Steuereinheit, die eine Bedieneinheit aufweist, zur Steuerung der Antriebseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur kabellosen Steuerung, insbesondere mittels einer oder mehrerer Funksteuereinheiten, eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten mit wenigstens einem elektrisch angetriebenen und mit einem Rahmenteil gekoppeltem Antriebsrad, einer Antriebseinheit, vorzugsweise in Form eines Radnabenmotors zum Antreiben des Antriebsrades, einem elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit elektrischer Energie, und einer Steuereinheit, die eine Bedieneinheit aufweist, zur Steuerung der Antriebseinheit.
Lastenanhänger und Kinderanhänger für Fahrräder sind lange bekannt. Vereinzelt werden solche Anhänger mit Antriebsmotoren, z. B. elektrischen Radnabenmotoren, eingesetzt, um den Lenker des Fahrrades ganz oder teilweise beim Vortrieb des Gespanns zu unterstützen. Die Steuerung des Antriebes erfolgt in der Regel durch elektrische oder mechanische Schalt- oder Regelkontakte vom Lenker des Fahrrades aus, die durch elektrische Leitungen mit dem Antriebsmotor bzw. der Steuerelektronik verbunden sind. Dabei erweist sich die Verkabelung zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger im praktischen Betrieb als unpraktisch und störanfällig. Durch Kabelbruch oder Verschmutzung kann die Kommunikation zwischen den Schalt- oder Regelkontakten am Lenker und der elektrischen Antriebseinheit unterbrochen werden. Außerdem ist beim Betrieb des Anhängers mit einem anderen Fahrrad auch dieses mit einer entsprechenden Verkabelung vom Lenker zum Anhänger auszustatten.
Teilweise sind Bremseinrichtungen für Fahrradanhänger als Reibungsbremsen bekannt, z. B. per Seilzug aktivierte Auflaufbremsen, oder als elektrische Bremsen durch vom Fahrradlenker aus gesteuerten Generatorbetrieb des Antriebsmotors. Die dafür notwendige Steuerleitung vom Fahrradlenker zur meist im Fahrradanhänger untergebrachten Steuerelektronik des Antriebsmotors ist dabei im Praxiseinsatz oft durch Kabelbruch oder Verschmutzung von Kontakten gefährdet und kann dadurch die Personensicherheit durch Versagen der Bremsvorrichtung gefährden.
Elektrisch angetriebene Fahrradanhänger sind meist ohne wirksamen Diebstahlschutz der relativ teuren Komponenten wie elektrischer Energiespeicher, Steuerelektronik und Motor ausgeführt. Es sind keine Antriebssysteme bekannt, mittels derer einfach und werkzeuglos aus einem nicht angetriebenen Fahrradanhänger ein elektrisch unterstützter Anhänger realisierbar ist.
Etliche Fahrradanhänger ohne elektrische Antriebsunterstützung können durch An- oder Umbauten von Rädern oder Bügeln sehr einfach in Kinder- oder Joggingwägen umgebaut werden. Für längere Wegstrecken und größere zu transportierende Lasten ist dabei die einfache Adaption eines elektrisch unterstützenden Antriebssystems, das auch für den Anhängerbetrieb z. B. mit einem Fahrrad geeignet ist, wünschenswert.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein elektrisches Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten zu schaffen, das sicher, wartungsarm und einfach an Lasten- oder Kinderanhänger an- und abmontierbar ist.
Dieses Problem wird durch die Merkmale des Antriebssystems gemäß dem Anspruch 1,
dem Fahrradanhänger gemäß dem Anspruch 15, dem Kinderwagen gemäß dem Anspruch 16, und dem Joggingwagen gemäß dem Anspruch 17 gelöst.
Das erfindungsgemäße Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten umfasst wenigstens ein elektrisch angetriebenes und an ein Rahmenteil gekoppeltes Antriebsrad, eine Antriebseinheit, vorzugsweise in Form eines Radnabenmotors, zum Antreiben des Antriebsrades, einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit elektrischer Energie, und einer Steuereinheit, die eine Bedieneinheit aufweist, zur Steuerung der Antriebseinheit, wobei die Steuereinheit zur kabellosen Steuerung, insbesondere mittels einer oder mehrerer Funksteuereinheiten, eingerichtet ist. Dadurch entfällt die Verkabelung zwischen der Steuereinheit und dem Antriebsmotor. Anstelle einer Funksteuereinheit kann jede Steuereinheit verwendet werden, die eine kabellose Steuerung der Antriebseinheit erlaubt, beispielsweise eine mittels Infrarot(IR-)Strahlung oder Bluetooth arbeitende Steuereinheit. Auf diese Weise können Kabelbrüche oder Kontaktschwierigkeiten zwischen der Steuereinheit und der Antriebseinheit vermieden werden und ein einfacher An- und Abbau an Lasten- oder Kinderanhänger ist gegeben.
Eine Ausführung der Erfindung ist ein Fahrradanhänger mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem, wobei der Fahrradanhänger mit einem Fahrrad oder Elektrorad gekoppelt ist, beispielsweise mittels einer Anhängerkupplung, und die Bedieneinheit, beispielsweise in Form der Funksteuereinheit, zur Steuerung der elektrischen Antriebseinheit des Fahrradanhängers am Fahrrad- oder Elektroradlenker befestigt wird. Vorteilhaft dabei ist der einfache Wechsel des Fahrradanhängers mit elektrisch angetriebenen Rad auf andere Fahrräder ohne Kabelverlegung zur Steuerung des Antriebes am jeweiligen Fahrrad.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, dass das in einem Fahrradanhänger montierte Antriebssystem ein Fahrrad oder ein Elektromobil, beispielsweise in Form eines Elektrorades, unterstützend schieben oder ziehen kann.
Eine Ausführung der Erfindung ist, dass das Antriebssystem auch ohne daran gekoppeltes Fahrrad oder Elektrorad verwendet werden kann und somit elektrisch angetrieben unterstützend z. B. als Kinderwagen oder Joggingwagen den Transport von Personen und Gütern erleichtert.
Durch die Integration der Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit als Teil der Steuereinheit und/oder zur Steuerung des elektrischen Energiespeichers in das Rahmenteil wird die Anzahl der zu montierenden Komponenten für den Anwender reduziert. Dadurch lässt sich ein schneller, störungsfreier und werkzeugloser Umbau von einem herkömmlichen Fahrradanhänger zu einem Fahrrandanhänger mit elektrisch angetrieben Antriebsrad bewerkstelligen.
Vorzugsweise wird die Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, mit einem Bedienelement, vorzugsweise einem Taster, mit dem die Steuereinheit bedienbar ist, ausgestattet, der bequem vom Anwender während der Fahrt bedient werden kann und die drahtlose Steuerung des Antriebsmotors der Antriebeinheit bewirkt. Vorteilhaft dabei ist es, die mit der Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit kabellos verbundene Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, und die Steuerelektronik als Teile der Steuereinheit so zu codieren, dass nur diese beiden Einheiten, Bedieneinheit und Steuerelektronik, miteinander kommunizieren und andere elektrische Einheiten davon unbeeinflusst bleiben. Dadurch wird vermieden, dass andere elektrische Geräte auf das Antriebssystem einwirken können und dass das Antriebssystem bei Verwendung einer nicht entsprechend codierten Funksteuereinheit verwendbar ist. Durch die Ausgestaltung der Funksteuereinheit als ein von der Lenkstange beispielsweise eines Fahrrades lösbares Handgerät wird ein wirksamer Diebstahlschutz erreicht ähnlich dem bei einem Funk-Autoschlüssel.
Mit der Erfindung wird des Weiteren erreicht, dass mit einem Bedienungselement an der Bedieneinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, verschiedene Einstellungen an einer Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit als Teil der Steuereinheit abänderbar sind. So kann beispielweise das Maximum der Leistungsabgabe oder der Drehzahl des Antriebmotors von der Funksteuereinheit aus festgelegt werden, das dann im Betrieb nicht überschritten wird.
Von Vorteil ist es, wenn bei bidirektionalem Signalfluss die Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, ein oder mehrere Anzeigeinstrumente, z. B. ein oder mehrere Displays, aufweist, die verschiedene Betriebszustände des Antriebssystems und/oder des Landfahrzeugs anzeigen, wie z. B. Geschwindigkeit, Batterieladezustand, gewählte oder aktuelle Leistungsabgabe. Dadurch können, unabhängig von der Anbringung der Funksteuereinheit, Informationen über den Betriebszustand der Antriebseinheit eingesehen werden. Eine vereinfachte Handhabung kann dabei durch die Kombination des oder der Eingabemittel und Anzeigeinstrumente, z. B. in Form eines Touchscreen, erreicht werden.
Vorteilhaft ist des Weiteren, dass ein Akkumulator zum Betrieb der Steuereinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, mittels geeigneter Schnittstelle am elektrischen Energiespeicher des Antriebssystems oder einer beliebigen anderen Niederspannungsquelle aufgeladen werden kann. Dadurch besteht der Vorteil, dass bei vollständiger Entleerung des Akkumulators der (Funk-)Steuereinheit kein eigenes Ladegerät zur Aufladung notwendig ist oder zum Weiterbetrieb des Systems der entladene Akkumulator nicht durch einen geladenen oder durch geladene Batterien ersetzt werden muss.
Durch die (Funk-)Steuereinheit kann auch eine Bremswirkung des Antriebssystems ausgelöst werden, z. B. indem Energie beim Betrieb der Antriebseinheit als Generator von der Antriebseinheit im elektrischen Energiespeicher des Antriebssystems gespeichert wird oder der Motor der Antriebseinheit induktiv seiner Drehung in Fahrtrichtung entgegen wirkt.
Um die Sicherheit gegen unbeabsichtigte Betätigung der Bedienelemente der Funksteuereinheit zu erhöhen, ist es von Vorteil, mittels eines mit der Bedieneinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, elektrisch verbundenen Sensors, z. B. eines Hallsensors, das Vorhandensein eines metallischen Gegenstandes, z. B. eines Fahrradlenkers, zu erkennen. Damit wird erst bei Erkennung dieses Gegenstandes eine Funktion von der Funksteuereinheit an die Antriebseinheit bewirkbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1–4 beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Fahrrad schiebenden Fahrradanhänger,
2 einen Fahrrad ziehenden Fahrradanhänger,
3 einen Kinderwagen mit elektrisch unterstützendem Antrieb, und
4 Komponenten eines Funkgesteuertes elektrisch unterstützendes Fahrradanhängersystem.
1 zeigt ein Fahrrad (4), welches mit einem Fahrradanhänger (5) gekoppelt ist. Der Fahrradanhänger (5) ist mit einem elektrisch angetriebenen Antriebsrad mit Radnabenmotor (1) versehen, welches in einem Rahmenteil des Fahrrades mit integrierter Steuerelektronik (8) befestigt ist. Die Antriebseinheit des Fahrradanhängers wird durch eine Bedieneinheit in Form einer Funksteuereinheit (3), die an der Lenkstange des Fahrrades (4) befestigt ist, gesteuert. Bei Betätigen der Funksteuereinheit (3) wird das elektrisch angetriebene Antriebsrad mit Radnabenmotor (1) in Bewegung gesetzt und das Fahrrad (4) geschoben.
In 2 ist die Koppelung des Fahrrades (4) mit dem Fahrradanhänger (5) so ausgeführt, dass der Fahrradanhänger (5) mit dem elektrisch angetriebenen Antriebsrad mit Radnabenmotor (1) das Fahrrad (4) zieht, sobald die Funksteuereinheit (3) betätigt wird. Die Funksteuereinheit (3) ist in dieser Ausführung auf der Lenkstange (7) angebracht, die mit dem Fahrradanhänger (5) verbunden ist.
3 stellt einen Fahrradanhänger (5) dar, der durch den Anbau eines Stützrades (9) als Kinder- oder Lastenwagen verwendet werden kann. Durch das, an den Fahrradanhänger (5) angebaute elektrisch angetriebene Antriebsrad mit Radnabenmotor (1), welches an ein Rahmenteil des Fahrradanhängers mit integrierter Steuerelektronik (8) gekoppelt und in diesem drehbar gelagert ist, können Personen oder Lasten elektrisch unterstützt befördert werden. Die Funksteuereinheit (3), ist auf der Lenkstange (7) angebracht, die mit dem Fahrradanhänger (5) verbunden ist.
In 4 sind die Komponenten eines funkgesteuerten, elektrisch unterstützenden Fahrradanhängersystems aufgezeigt. Das elektrisch angetriebene Antriebsrad mit Radnabenmotor (1), ist in einem Rahmenteil mit integrierter Steuerelektronik (8) drehbar geführt und an dieses gekoppelt. Diese Einheit ist mit einem elektrischen Energiespeicher (2) zur Versorgung des Antriebsrades mit elektrischer Energie gekoppelt. Gesteuert wird das elektrisch angetriebene Antriebsrad mit Radnabenmotor (1) durch die Funksteuereinheit (3).

Claims

Antriebssystem für Landfahrzeuge zum Befördern von Personen und Lasten mit wenigstens einem elektrisch angetriebenen und an ein Rahmenteil gekoppelten Antriebsrad, einer Antriebseinheit, vorzugsweise in Form eines Radnabenmotors, zum Antreiben des Antriebsrades, einem elektrischen Energiespeicher zur Versorgung der Antriebseinheit mit elektrischer Energie, und einer Steuereinheit, die eine Bedieneinheit aufweist, zur Steuerung der Antriebseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur kabellosen Steuerung, insbesondere mittels einer oder mehrerer Funksteuereinheiten, eingerichtet ist.
Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein muskelbetriebenes Fahrzeug und/oder ein Elektromobil an das Antriebssystem mittels einer Anhängerkupplung koppelbar sind/ist.
Antriebssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein muskelbetriebenes Fahrzeug und/oder ein Elektromobil vom Antriebssystem unterstützend geschoben und/oder gezogen werden kann.
Antriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem auch ohne ein muskelbetriebenes Fahrzeug und/oder ein Elektromobil zum Befördern von Personen und Lasten verwendbar ist.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit als Teil der Steuereinheit und/oder zur Steuerung des elektrischen Energiespeichers in dem Rahmenteil angeordnet ist.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektrisch angetriebene Antriebsrad werkzeuglos durch ein nicht angetriebenes Rad ersetzbar ist und umgekehrt.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, wenigstens ein Bedienelement, vorzugsweise einen Taster, aufweist, mit dem die Steuereinheit bedienbar ist.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit kabellos verbundene Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, und die Steuerelektronik als Teile der Steuereinheit soweit codiert sind, dass nur die Bedieneinheit und die Steuerelektronik miteinander kommunizieren können und andere elektrische Einheiten davon unbeeinflusst bleiben.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem Bedienungselement an der Bedieneinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, verschiedene Einstellungen an einer Steuerelektronik zur Steuerung der Antriebseinheit als Teil der Steuereinheit abänderbar sind.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit, insbesondere die Funksteuereinheit, ein oder mehrere Anzeigeinstrumente, z. B. ein oder mehrere Displays, aufweist, die verschiedene Betriebszustände des Antriebssystems und/oder des Landfahrzeugs anzeigen, wie z. B. Geschwindigkeit, Batterieladezustand, gewählte oder aktuelle Leistungsabgabe.
Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigeinstrument der Bedieneinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, als Touchscreen ausgeführt ist, das als Anzeige und/oder Eingabemittel verwendbar ist.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumulator zum Betrieb der Steuereinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, mittels geeigneter Schnittstelle am elektrischen Energiespeicher des Antriebssystems oder einer beliebigen anderen Niederspannungsquelle aufgeladen werden kann.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Energie beim Betrieb des Antriebsmotors als Generator von der Antriebseinheit im elektrischen Energiespeicher speicherbar ist.
Antriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines mit der Bedieneinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, elektrisch verbundenen Sensors, z. B. eines Hallsensors, das Vorhandensein eines metallischen Gegenstandes, z. B. eines Fahrradlenkers, erkennbar und erst bei Erkennung dieses Gegenstandes eine Funktion von der Steuereinheit, insbesondere der Funksteuereinheit, an die Antriebseinheit bewirkbar ist.
Fahrradanhänger mit einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Kinderwagen mit einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Joggingwagen mit einem Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14.