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Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Elektromotor. Bei aktuellen Fahrrädern mit Elektromotor werden Sensoren benötigt, die der elektronischen Motor-Steuerung die Kraft (Drehmoment) und Geschwindigkeit weitergeben, die der Fahrer des Fahrrades mit Elektromotor abrufen will. Bei dem Fahrrad mit Elektromotor handelt es sich insbesondere um ein sogenanntes Pedelec, welches sowohl durch Muskelkraft, als auch durch den Elektromotor angetrieben wird und bei dem eine Abhängigkeit besteht, zwischen der Unterstützung des Elektromotors und der Leistung, die der Fahrer selbst aufbringt.
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Derartige Fahrräder mit Elektromotoren sind bereits bekannt. Beispielsweise zeigt die
DE 10 2007 062 156 A1 ein Pedelec, bei dem der Sensor angrenzend an die Tretlagerwelle angeordnet ist. Die
DE 697 296 11 T2 zeigt ein Fahrrad mit einem Elektromotor, mit einem Motorgehäuse und mit einem Fahrradrahmen, wobei der Elektromotor im mittleren Bereich des Fahrradrahmens angeordnet ist. Bei diesem Fahrrad befindet sich der Sensor innerhalb des Motorgehäuses. Ein Nachteil dieser Fahrräder ist, dass die Sensoranordnung aufwendig ist.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Fahrrad mit einem Elektromotor zu schaffen, welches hinsichtlich dieses Nachteils verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Fahrrad mit einem Elektromotor gelöst.
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Das erfindungsgemäße Fahrrad mit einem Elektromotor umfasst einen Fahrradrahmen, mindestens eine Tretkurbel, eine Tretlageraufnahme sowie einen Sensor. Mittels des Sensors ist die von dem Fahrer auf die mindestens eine Tretkurbel aktuell aufgebrachte Muskelkraft messbar, indem mittels des Sensors mindestens eine zwischen der Tretlageraufnahme und dem Fahrradrahmen – bevorzugt einer Halterung des Fahrradrahmens – wirkende Kraft messbar ist.
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Hierdurch ist eine Voraussetzung für eine einfache Sensoranordnung geschaffen.
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Der Begriff „messbar“ bedeutet im Rahmen dieser Druckschrift neben der direkten Ermittelbarkeit einer Größe insbesondere auch die Berechenbarkeit dieser Größe, etwa unter Verwendung physikalischer Modelle und daraus abgeleiteter Formeln aus anderen gemessenen Daten.
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Bevorzugt die Kraft elektronisch messbar, die der Fahrer auf mindestens eine Tretkurbel aktuell aufbringt. Anstelle des Begriffs „Tretkurbel“ wird im Folgenden auch der Begriff „Kurbel“ verwendet und anstelle des Begriffs „Fahrradrahmen“ auch der Begriff „Rahmen“.
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Bevorzugt sind zwei Kurbeln vorgesehen. Weiter bevorzugt sind die auf beide Kurbeln aufgebrachten Muskelkräfte messbar, insbesondere nacheinander.
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Bevorzugt umfasst das Fahrrad wie ein gewöhnliches Fahrrad Pedale, mittels derer die Muskelkraft auf die Kurbeln aufbringbar ist.
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Das Fahrrad weist bevorzugt eine elektronische Steuerung, insbesondere eine elektronische Motor-Steuerung auf.
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Das Fahrrad umfasst bevorzugt eine Tretlagerwelle, die – bevorzugt mittels mindestens zweier Wälzlager – in der Tretlageraufnahme gelagert ist. Besonders bevorzugt ist genau eine Tretlagerwelle vorgesehen. Weiter bevorzugt ist genau eine – vorzugsweise einstückige – Tretlageraufnahme vorgesehen. Bevorzugt nimmt die Tretlageraufnahme die von der Tretlagerwelle auf die Wälzlager übertragenen Kräfte auf. Bevorzugt umfasst die Tretlageraufnahme das Tretlagergehäuse oder wird hierdurch gebildet. Die Tretlageraufnahme ist bevorzugt rohrförmig, vorzugsweise mit einem kreisförmigen Querschnitt.
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An die Tretlagerwelle ist bevorzugt wie bei einem gewöhnlichen Fahrrad beidseitig je eine Kurbel angeordnet, an der jeweils ein Pedal angeordnet ist. Bevorzugt bewirkt das abwechselnde Aufbringen von Muskelkraft auf die eine und die andere Kurbel während des Tretens abwechselnd zwei entgegen gerichtete Kräfte zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen. Es ist denkbar, dass nur eine dieser Kräfte mittels des Sensors messbar ist. Bevorzugt sind beide dieser Kräfte mittels des Sensors messbar.
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Die von dem Fahrer auf die Kurbel aktuell aufgebrachte Muskelkraft bewirkt bevorzugt auch ein Drehmoment auf die Tretlageraufnahme. Wenn, wie bevorzugt, der Hebel, mit dem die zwischen Tretlageraufnahme und Fahrradrahmen wirkende Kraft auf den Fahrradrahmen wirkt, sich insbesondere aus der Geometrie des Fahrrades ergibt und dieser Hebel ermittelbar ist, dann ist mittels des Sensors auch ein zwischen der Tretlageraufnahme und dem Fahrradrahmen wirkendes Drehmoment messbar. Die mittels des Sensors messbare, zwischen der Tretlageraufnahme und dem Fahrradrahmen wirkende Kraft kann daher auch als Torsionskraft bezeichnet werden.
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Der Sensor ist bevorzugt außerhalb der Tretlageraufnahme angeordnet. Dies hat den Vorteil einer leichteren elektronischen Verkabelung und einer besseren Zugänglichkeit des Sensors bei Defekten, verglichen mit einem innerhalb der Tretlageraufnahme angeordneten Sensor.
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Die Tretlageraufnahme ist bevorzugt elastisch in dem Fahrradrahmen gelagert. Hiermit ist insbesondere gemeint, dass die Tretlageraufnahme nicht starr mit dem Rahmen verbunden ist, sondern sich die Tretlageraufnahme relativ zu dem Rahmen bewegen, insbesondere relativ zu dem Rahmen kippen oder tordieren kann.
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Bevorzugt ist dabei eine mit zunehmendem Ausmaß des Kippens oder Tordierens zunehmende elastische Lagerkraft zu überwinden.
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Mit Vorteil ist die Tretlageraufnahme derart elastisch in dem Rahmen gelagert, dass sie lediglich eine geringfügige Beweglichkeit zu dem Rahmen mit genau einem Freiheitsgrad aufweist, nämlich eine Rotation, bevorzugt um eine zumindest annähernd in Fahrtrichtung verlaufende Achse. Bevorzugt ist die Tretlageraufnahme also relativ zu dem Rahmen – bevorzugt um eine zumindest annähernd in Fahrtrichtung verlaufende Achse und vorzugsweise lediglich geringfügig – rotierbar gelagert. Die Achse ist bevorzugt in Fahrtrichtung leicht nach oben geneigt. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass sie etwa horizontal verläuft.
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Die Tretlageraufnahme ist bevorzugt derart elastisch gelagert, dass die bei gewöhnlicher Belastung auftretende Rotation der Tretlageraufnahme in dem Fahrradrahmen in einem Bereich von bis zu 0,1 Grad oder bis zu 5 Grad liegt. Auch ein Rotationsbereich, dessen Grenze bei gewöhnlicher Belastung bei einem Wert zwischen 0,1 Grad und 5 Grad, beispielsweise bei etwa bis zu 2 Grad liegt, ist denkbar. Als gewöhnliche Belastung wird insbesondere eine Kurbelbelastung mittels Pedale angenommen, die maximal der Gewichtskraft von etwa 90kg entspricht.
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Mit Vorteil sind Elastomerstreifen zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen vorgesehen.
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Bevorzugt ist mittels des Sensors die zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen wirkende Kraft oder das Drehmoment messbar, indem eine Bewegung zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen messbar ist. Bevorzugt ist eine zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen wirkenden Kraft und/oder ein zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen wirkendes Drehmoment und/oder eine Bewegung zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen messbar und zwar bevorzugt nicht direkt, sondern durch Berechnung aus anderen gemessenen Daten. Mittels des Sensors sind bevorzugt Daten messbar, die von dem Ausmaß der Bewegung der Tretlageraufnahme relativ zu dem Rahmen abhängen, etwa eine elektrische Spannungsänderung in Abhängigkeit einer Formänderung des Sensors. Der Sensor gibt sein Signal bevorzugt an die elektronische Steuerung weiter. Vorzugsweise ist der Elektromotor von der elektronischen Steuerung in Abhängigkeit dieser Daten ansteuerbar. Bevorzugt ist mittels des Sensors eine Rotation der Tretlageraufnahme um eine zumindest annähernd in Fahrtrichtung des Fahrrads verlaufende Achse relativ zum Rahmen messbar. Der Sensor kann zumindest in etwa oberhalb oder unterhalb der Tretlagerwelle angeordnet sein, bevorzugt ist er zumindest in etwa oberhalb der Tretlagerwelle angeordnet.
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Bevorzugt ist ein Zwischenelement zwischen der Tretlageraufnahme und dem Rahmen vorgesehen. Das Zwischenelement nimmt bevorzugt zwischen dem Rahmen und der Tretlageraufnahme wirkende Torsionskräfte, die bevorzugt in die Tretlageraufnahme durch die Tretlagerwelle eingeleitet sind, auf. Mittels des Sensors ist bevorzugt die mechanische Spannung in diesem Zwischenelement messbar. Der Sensor ist bevorzugt an dem Zwischenelement angeordnet. Das Zwischenelement wirkt mit der Tretlageraufnahme bevorzugt unmittelbar zusammen.
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Der Rahmen umfasst bevorzugt eine Aufnahme der Tretlageraufnahme, mittels der die Tretlageraufnahme an dem Rahmen befestigt ist. Diese Aufnahme der Tretlageraufnahme wird im Rahmen dieser Druckschrift auch als Halterung bezeichnet. Die Halterung ist bevorzugt starr an dem übrigen Rahmen angeordnet.
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Die Halterung kann von der Seite betrachtet zumindest in etwa die Form eines nach unten geöffneten Halbkreises haben. Der Innendurchmesser dieses Halbkreises entspricht bevorzugt zumindest in etwa dem Außendurchmesser der Tretlageraufnahme.
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Die Halterung kann von der Seite betrachtet auch zumindest etwa die Form eines nach unten geöffneten Halbkreises haben, an dessen Enden zusätzlich jeweils ein Tretlageraufnahme-Befestigungsbereich mit Tretlageraufnahme-Befestigungsmitteln angeordnet ist. Der Tretlageraufnahme-Befestigungsbereich kann jeweils von mindestens einer Tretlageraufnahme-Befestigungsschraube durchgriffen sein. Bevorzugt sind jeweils zwei Tretlageraufnahme-Befestigungsschrauben vorgesehen.
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Zusammen mit den Tretlageraufnahme-Befestigungsbereichen hat die Halterung von der Seite betrachtet besonders bevorzugt die Form eines Kreisbogens, der geringfügig größer, als ein Halbkreis ist, also etwas mehr als 180° überspannt. Die bevorzugt zylinderförmige Tretlageraufnahme kann auf diese Weise bevorzugt lediglich von der Seite in die Halterung eingeführt werden. Die Tretlageraufnahme ist gegen eine Verlagerung nach unten bevorzugt formschlüssig der Halterung gehalten.
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Bevorzugt ist lediglich eine einzige, vorzugsweise einstückige Halterung vorgesehen.
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Die Tretlageraufnahme ist bevorzugt nicht unmittelbar an dem Rahmen oder einer Halterung angeordnet, sondern vorzugsweise unter Zwischenschaltung mindestens eines elastisch verformbaren Elements. Es ist denkbar, dass die Tretlageraufnahme derart befestigt ist, dass die Tretlageraufnahme die Halterung – jedenfalls im unbelasteten Zustand der Kurbeln – nicht berührt. Das elastisch verformbare Element umfasst bevorzugt Elastomerstreifen oder ist hierdurch gebildet.
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Die Tretlageraufnahme-Befestigungsbereiche der Halterung sind bevorzugt einstückig mit der Halterung ausgebildet und gehen nahtlos in diese über. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, die eine Beweglichkeit der Tretlageraufnahme-Befestigungsbereiche zu der übrigen Halterung erhöhen. Hierdurch wird die Beweglichkeit der Tretlageraufnahme relativ zu dem Rahmen erhöht. Mit Vorteil umfassen diese Mittel Materialschwächungen der Halterung im Bereich des Übergangs von den Tretlageraufnahme-Befestigungsbereichen zu der übrigen Halterung. In der bevorzugten Ausführungsform sind diese Materialschwächungen in Form von Einschnürungen der Halterung ausgeführt.
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Das Zwischenelement verhindert bevorzugt ein starkes Tordieren, begrenzt also bevorzugt den Rotationsbereich der Tretlageraufnahme in der Halterung.
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Bevorzugt umfasst das Zwischenelement einen Sensorhalter oder ist als Sensorhalter ausgebildet.
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Das Zwischenelement ist weiter bevorzugt an dem Rahmen (bevorzugt der Halterung des Rahmens) befestigt und greift besonders bevorzugt in eine Nut der Tretlageraufnahme ein. Das Zwischenelement ist bevorzugt lösbar am Rahmen (bevorzugt der Halterung des Rahmens) befestigt, etwa verschraubt. In einer Ausführungsform ist das Zwischenelement als Stift ausgebildet.
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In einer Ausführungsform ist die Tretlageraufnahme ausschließlich in genau zwei Tretlageraufnahme-Befestigungsbereichen, sowie mittels des Zwischenelements mit der Halterung verbunden.
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Bevorzugt weist der Elektromotor ein Motorgehäuse auf. Der Elektromotor ist in einer besonders wichtigen Ausführungsform an dem Fahrradrahmen, besonders bevorzugt im mittleren Bereich des Fahrradrahmens, angeordnet.
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Das Motorgehäuse umfasst bevorzugt die Tretlageraufnahme. Die Tretlageraufnahme ist also ein Bestandteil des Motorgehäuses. Die Tretlagerwelle ist bevorzugt in dem Motorgehäuse gelagert. Die auf die Tretlagerwelle über die Pedale und Kurbeln ausgeübten Muskelkräfte wirken in dieser Ausführungsform daher bevorzugt über die Wälzlager der Tretlagerwelle auf das Motorgehäuse. Das Motorgehäuse ist bevorzugt zumindest in etwa zylinderförmig. Der Sensor ist weiter bevorzugt von der Mantelfläche des Gehäuses höchstens etwa 10 cm beabstandet. Der Sensor ist bevorzugt von der Mantelfläche des Gehäuses lediglich in radialer Richtung beabstandet und nicht in Richtung der Achse des Sensorgehäuses. Die Achse des Motorgehäuses und die Achse der Tretlagerwelle fallen bevorzugt zusammen.
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In einer wichtigen Ausführungsform ist also das Motorgehäuse elastisch in dem Rahmen gelagert. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass es möglich ist, das Motorgehäuse, welches bevorzugt auch das Motorantriebsdrehmoment in den Rahmen einleitet, derart elastisch zu lagern.
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In der besonders wichtigen Ausführungsform, in der das Fahrrad eine Tretlagerwelle aufweist, die in dem Motorgehäuse gelagert ist und ein Zwischenelement zwischen dem Motorgehäuse und dem Rahmen vorgesehen ist, nimmt das Zwischenelement bevorzugt die zwischen dem Rahmen und dem Motorgehäuse wirkende Torsionskräfte, die in das Motorgehäuse durch die Tretlagerwelle eingeleitet sind, zumindest teilweise auf. Mittels des Sensors ist bevorzugt die mechanische Spannung in diesem Zwischenelement messbar. Bevorzugt ist mittels des Sensors die Verformung des Zwischenelements messbar.
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Mit Vorteil umfasst der Sensor einen piezoelektrischen Sensor oder ist durch einen piezoelektrischen Sensor gebildet.
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Die Tretlagerwelle ist von dem Motor in einer Ausführungsform im Wege eines Direktantriebs antreibbar. Bevorzugt ist die Tretlagerwelle gleichzeitig die Motorwelle, also die – bevorzugt einzige – von dem Elektromotor antreibbare Welle.
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Die Tretlagerwelle ist in einer Ausführungsform ohne Zwischenschaltung eines Getriebes von dem Elektromotor angetrieben. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Tretlagerwelle mit Zwischenschaltung eines Getriebes von dem Elektromotor angetrieben ist. Der Elektromotor ist in einer Ausführungsform zumindest in etwa konzentrisch mit der Tretlagerwelle angeordnet.
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Mit Vorteil ist eine Sensorabdeckung vorgesehen, die bevorzugt schnell abnehmbar ist.
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Das Sitzrohr des Fahrradrahmens läuft in einer Ausführungsform nicht bis zu der Tretlageraufnahme durch, sondern endet bereits oberhalb der Tretlageraufnahme. Der Fahrradrahmen umfasst in dieser Ausführungsform bevorzugt ein Hinterradschutzblech, das mit der Tretlageraufnahme verbunden und bevorzugt derart ausgestaltet ist, dass es ähnlich belastbar, wie ein Rohr des Fahrradrahmens ist. Das Hinterradschutzblech kann zumindest im Bereich der Tretlageraufnahme als massives Profil ausgeführt sein. Bevorzugt ist das Sitzrohr – insbesondere mit seinem freien Ende – mit dem Hinterradschutzblech verbunden. Auf diese Weise ist oberhalb der Tretlageraufnahme Platz geschaffen, bei ausreichender Steifigkeit im Tretlagerbereich.
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Es ist auch denkbar, dass das Sitzrohr bis zur Tretlageraufnahme durchgeht. In diesem Fall kann es aus Platzgründen einen Versatz oberhalb der Tretlageraufnahme aufweisen.
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Die Erfindung soll nun anhand von zwei in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Fahrrads, ohne Pedale und ohne Kette;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Fahrrads ohne Motoreinheit;
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3 eine perspektivische Darstellung nur der Motoreinheit mit Sensor;
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4 eine Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Fahrrades;
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5 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie V-V in 4.
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6 eine Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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Beide gezeigten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Fahrrades mit Elektromotor weisen, wie ein gewöhnliches Fahrrad, eine Tretlagerwelle 11 auf, an der beidseitig jeweils eine Kurbel 14, 14´ befestigt ist, an der jeweils ein Pedal (in den Figuren nicht gezeigt) befestigt ist.
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In dem in den 1 bis 5 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 10 im mittleren Bereich des Fahrradrahmens 3 angeordnet und die Tretlageraufnahme T ist Bestandteil des Motorgehäuses 4. Genauer gesagt ist der Elektromotor hier in dem Bereich des Fahrradrahmens angeordnet, in dem bei einem gewöhnlichen Fahrradrahmen das Tretlagergehäuse angeordnet ist. Der Rahmen 3 dieses Ausführungsbeispiels weist anstelle eines gewöhnlichen Tretlagergehäuses eine Halterung auf, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Motoraufnahme 2a ist. In dieser Motoraufnahme 2a ist der Elektromotor 10 angeordnet.
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Die Tretlagerwelle 11 ist, wie 5 zeigt, in dem Motorgehäuse 4 mittels zweier Wälzlager 15, 15´ gelagert. Es können auch mehr als die zwei angedeuteten Wälzlager 15, 15´ vorgesehen sein. Die während des Tretens auf die Tretlagerwelle über die Pedale und die Kurbeln 14, 14´ ausgeübten Muskelkräfte werden über die Wälzlager 15, 15´ auf das Motorgehäuse 4 übertragen. Diese Kräfte werden von dem Motorgehäuse 4 in die Motoraufnahme 2a eingeleitet.
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Die Tretlageraufnahme-Befestigungsbereiche der Halterung 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel Motorbefestigungsbereiche 17, 17´. Wie etwa aus 2 erkennbar ist, ist das Motorgehäuse 4 nur in zwei Bereichen, nämlich den beiden Motorbefestigungsbereichen 17, 17´ mit der Motoraufnahme 2a verschraubt. Die Motoraufnahme 2a hat von der Seite betrachtet die Form eines nach unten geöffneten Halbkreises, an den zusätzlich die beiden Motorbefestigungsbereiche 17, 17´ endseitig angesetzt sind. Wie etwa 4 zeigt hat die Motoraufnahme 2a insgesamt daher von der Seite betrachtet die Form eines nach unten geöffneten Kreisbogens, der etwas größer, als ein Halbkreis ist. Das Motorgehäuse 4 ist zylindrisch, mit einem Außendurchmesser, der zumindest in etwa dem Innendurchmesser der Motoraufnahme 2a entspricht.
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Das Motorgehäuse 4 ist elastisch in dem Rahmen 3 gelagert. Zwischen dem Motorgehäuse 4 und der Motoraufnahme 2a sind Elastomerstreifen 6 angeordnet (2).
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Der Übergang von den Motorbefestigungsbereichen 17, 17´ zu der übrigen Motoraufnahme 2a weist Einschnürungen 16, 16´ auf. Diese Einschnürungen 16, 16´ bewirken zusammen mit den Elastomerstreifen 6 eine Elastizität der Lagerung des Motorgehäuses 4 in der Motoraufnahme 2a.
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Wenn ein Nutzer eine vertikale Muskelkraft F1 nach unten auf eine Pedale aufbringt, dann wird diese über die Wälzlager 15, 15´ in das Motorgehäuse 4 eingeleitet und führt zu einer Rotation des Motorgehäuses 4 um die annähernd in Fahrtrichtung R verlaufende Achse A. Diese Rotation ist durch den Pfeil P in 5 symbolisiert, der stärker gekrümmt sein kann, als dargestellt. Die Achse A ist in Fahrtrichtung leicht nach oben geneigt (4). Sie kann von der in den Fig. eingezeichneten Achse A abweichen. Sie kann beispielsweise auch mittig durch die Motorbefestigungsbereiche 17, 17´ verlaufen oder in einer Zwischenposition zwischen dieser Lage und der gezeichneten Lage angeordnet sein. Sie kann zumindest in etwa senkrecht zu einer gedachten Verbindung zwischen der Tretlagerwelle und dem Sensor 7 verlaufen.
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Wie etwa 4 zeigt, ist der Sensor 7 in etwa oberhalb der Tretlagerwelle 11 angeordnet.
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Das abwechselnde Aufbringen von Muskelkraft auf die eine und die andere Kurbel 14, 14´ führt zu zwei abwechselnd wirkenden, entgegen gerichteten Kräften F2 und F2´ zwischen dem Motorgehäuse 4 und der Motoraufnahme 2a. Bevorzugt sind beide dieser Kräfte F2, F2´ mittels des Sensors 7 messbar.
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Wie etwa 5 zeigt, ist ein Zwischenelement 12 zwischen Motorgehäuse und Motoraufnahme vorgesehen, das mit der Motoraufnahme 2a mittels Befestigungsblöcken 5 verschraubt ist. Das Zwischenelement ist „T“-förmig. Die Verschraubung erfolgt durch den horizontalen Bereich des Zwischenelements 12. Mit seinem endseitigen Ende des vertikalen Bereichs reicht das Zwischenelement 12 in eine Nut 4a des Motorgehäuses hinein. An einer Seite dieses vertikalen Bereichs ist der Sensor 7, der als Piezosensor 7a ausgestaltet ist, angebracht. Das Zwischenelement 12 kann also auch als Sensorhalter 1 bezeichnet werden.
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Die Rotation des Motorgehäuses 4 wird durch das Zwischenelement 12 begrenzt. Eine Rotation des Motorgehäuses 4 führt zu einer Biegung des vertikalen Bereichs des Zwischenelements 12. Der Sensor 7 misst diese Verformung des Zwischenelements 12. Mittels dieser durch den Sensor 7 gemessenen Daten sind insbesondere die zwischen dem Motorgehäuse 4 und dem Fahrradrahmen 3 – genauer der Motoraufnahme 2a des Fahrradrahmens 3 – wirkenden Kräfte F2, F2´ messbar.
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Das Sensorsignal ist an die elektronische Motorsteuerung weiterleitbar und der Elektromotor 10 ist durch diese Motorsteuerung in Abhängigkeit von diesem Signal ansteuerbar.
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5 zeigt auch, dass der Sensor 7 außerhalb des Motorgehäuses 4 angeordnet ist und daher bei einem Defekt gut zugänglich, sowie leicht elektronisch verkabelbar ist.
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5, in der der Elektromotor lediglich stark vereinfacht und umrissförmig in gestrichelten Linien dargestellt ist, zeigt auch, dass der Elektromotor 10 zumindest nahezu konzentrisch mit der Tretlagerwelle 11 angeordnet ist.
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1 zeigt auch, dass das Sitzrohr 3a des Fahrradrahmens 3 nicht bis zu der Tretlageraufnahme T durchläuft, sondern bereits oberhalb der Tretlageraufnahme T endet. Der Fahrradrahmen 3 umfasst ein Hinterradschutzblech 3b, das mit der Tretlageraufnahme T verbunden und derart ausgestaltet ist, dass es ähnlich belastbar, wie ein Rohr des Fahrradrahmens ist. Das Hinterradschutzblech 3b ist zu diesem Zweck zumindest im Bereich der Tretlageraufnahme T als massives Profil ausgeführt. Das Sitzrohr 3a ist mit seinem freien Ende 3c mit dem Hinterradschutzblech 3b verbunden.
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Zudem ist erkennbar, dass die Motoraufnahme 2a eine Auswölbung 2b aufweist. Diese dient dazu, Platz für die nicht in den Fig. Dargestellte Verkabelung des Motors zu schaffen.
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Das in 6 gezeigte, zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass der Elektromotor nicht im mittleren Bereich des Rahmens, sondern etwa an der Vorderrad- oder Hinterradnabe angeordnet ist. Die Tretlageraufnahme T ist daher nicht Bestandteil des Motorgehäuses. Sie ist stattdessen als gewöhnliches Tretlagergehäuse T ausgeführt. Dieses ist jedoch nicht wie bei einem gewöhnlichen Fahrrad starr mit dem übrigen Rahmen verbunden, sondern – wie in dem ersten Ausführungsbeispiel das Motorgehäuse – elastisch in dem übrigen Rahmen, genauer in der Halterung 102 des Rahmens, gelagert. Die Halterung 102 kann die gleiche Form, wie die Motoraufnahme 2a des ersten Ausführungsbeispiels haben und sich von diesem lediglich dadurch unterscheiden, dass sie mit ihrem Innendurchmesser nicht an ein Motorgehäuse, sondern an die in 6 schematisch dargestellte, für sich genommen gewöhnliche Tretlageraufnahme T angepasst ist. Die Anordnung des Sensors 107 an dem mit einer Nut 104a der Tretlageraufnahme T zusammenwirkenden Zwischenstück 112, das als Sensorhalter 101 ausgeführt ist, ist entsprechend wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf nicht näher eingegangen wird. Auch in diesem Ausführungsbeispiel führt das abwechselnde Aufbringen von Muskelkraft auf die eine und die andere Kurbel 114, 114´ zu zwei abwechselnd wirkenden, entgegen gerichteten Kräften F2 und F2´, die hier zwischen der Tretlageraufnahme T und der Halterung 102 wirken. Bevorzugt sind beide dieser Kräfte F2, F2´ mittels des Sensors 107 messbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 101
- Sensorhalter
- 2, 102
- Halterung
- 2a
- Motoraufnahme
- 2b
- Auswölbung
- 3
- Fahrradrahmen
- 3a
- Sitzrohr
- 3b
- Hinterradschutzblech
- 3c
- freies Ende des Sitzrohrs
- 4
- Motorgehäuse
- 4a
- Nut des Motorgehäuses
- 104a
- Nut der Tretlageraufnahme
- 5, 105
- Befestigungsblöcke des Sensorhalters
- 6
- Elastomerstreifen
- 7, 107
- Sensor
- 7a
- piezoelektrischer Sensor
- 8, 108
- Abdeckung des Sensors
- 9
- Verschraubung des Motorgehäuses mit der Motoraufnahme
- 10
- Elektromotor
- 11, 111
- Tretlagerwelle
- 12, 112
- Zwischenelement
- 13, 113
- Kettenblatt
- 14, 14´, 114, 114´
- Kurbel
- 15, 15´, 115, 115´
- Lager
- 16, 16´
- Einschnürungen
- 17, 17´
- Motorbefestigungsbereiche
- A
- Achse
- P
- Pfeil
- F1
- Muskelkraft
- F2, F2´
- Kraft
- R
- Fahrtrichtung
- T
- Tretlageraufnahme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007062156 A1 [0002]
- DE 69729611 T2 [0002]
