DE2526542B2

DE2526542B2 - Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, Dreirad u.dgl., mit elektrischem Hilfsantrieb

Info

Publication number: DE2526542B2
Application number: DE2526542A
Authority: DE
Inventors: Joseph Patrick Deptford N.J. O'neill Jun. (V.St.A.)
Original assignee: General Engines Co Inc Thorofare Nj (vsta)
Current assignee: General Engines Co Inc Thorofare Nj (vsta)
Priority date: 1974-08-21
Filing date: 1975-06-13
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2526542A1; US3905442A; CA1002883A; JPS5137440A; DE2526542C3; JPS55267B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeuge, insbesondere Fahrräder, Dreiräder od. dgL mit einem ein- und ausrückbaren elektromotorischen Hilfsantriebsgerät, das auf einem insbesondere an der Vorderradgabel

2» anbringbaren und von dieser getragenen Grund- bzw. Traggestell angeordnet ist und eine von der Welle des Elektromotors getragene Reibrolle besitzt, die auf und ab bewegbar oberhalb des Vorderradreifens angeordnet und in angehobener Stellung außer Eingriff mit dem

-^>r> Reifen ist.

Bei einem bekannten elektrischen Hilfsantrieb für Fahrräder, der von Hand ein- und ausrückbar ist, muß in eingerückter Stellung ständig mit einer Hand eine Hebekraft auf einen Hebel eines Gestänges ausgeübt

in werden, um die Reibrolle in Eingriff mit dem Reifen zu bringen und zu halten. Auch die ausgerückte Reibrolle erfordert zumindest so lange die Aufwendung einer Betätigungskraft, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist und mit der dann frei werdenden Hand

^r> eine Arretierung des Betätigungshebels vorgenommen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromotorischen Hilfsantrieb für ein Fahrrad, Dreirad od. dgl. tu schaffen, der vom Fahrer während der Fahrt, wenn beispielsweise eine starke Steigung zu befahren ist, leicht zum alleinigen Antrieb des Fahrzeuges oder zur Steigerung der menschlichen Antriebskraft eingeschaltet werden kann, und der bei der Abfahrt von Bergen ausgerückt und unwirksam

'"' gemacht werden kann. Hierbei soll die Betätigung des Antriebs möglichst durch ein einziges Betätigungselement, das durch Greifen eines an der Lenkstange angeordneten Handhebels betätigt werden kann, vorgenommen werden können.

Dies ist gemäß der Erfindung bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art, dessen Hilfsantriebsgerät auf einem insbesondere auf der Vorderradgabel getragenen Grund- bzw. Traggestell angeordnet ist, dadurch zu erreichen, daß auf dem Grund- bzw. Traggestell außer

" einem auf und ab bewegbaren, durch eine Feder in angehobener Stellung gehaltenen Motorträger ein Schaltergehäuse auf und ab bewegbar angeordnet ist, das sich über eine zweite Feder auf dem Motorträger abstützt und durch von Hand zu betätigende Elemente

"" auf den Motorträger zu verlagerbar ist, wobei zunächst über die zweite Feder der Motorträger bis zur Anlage der Reibrolle an dem Reifen absenkbar und danach durch die Bewegung des Schaltergehäuses auf den Motorträger zu ein im Schaltergehäuse untergebrach-

" ter, im Motorstromkreis liegender Schalter schließbar ist. Hierbei kann zweckmäßigerweise zur Steuerung des im Schaltergehäuse untergebrachten Schalters dessen beweglicher Kontakt über eine Steuerstange auf dem

Motorträger abgestützt sein. Ferner können sowohl Motorträger als auch Schaltergehäuse mit dem Grundgestell über Gelenke verschwenkbar verbunden sein. Darüber hinaus besitzen zweckmäßig^rweise die Elemente zur Handbetätigung eine drehbar auf dem unteren Teil des Gestells angeordnete Seilscheibe, ein um diese Seilscheibe geführtes, mit einem Ende am Schaltergehäuse befestigtes Kabel und eine an der Lenkstange im Bereich des Griffes anbringbare Stütze, an der ein Hebel verschwenkbar angeordnet ist, der mit dem anderen finde des Kabels verbunden ist und auf das Kabel bei der Bewegung des Hebels auf den Handgriff zu einen Zug ausübt. Dieses Kabel der Handbetätigungselemente wiederum kann in einem beweglichen Rohr verschiebbar geführt sein, das mit einem Ende an der Stütze und mit dem entgegengesetzten Ende an einem Teil des Gestells befestigt ist.

Der Motorträger ist zweckmäßigerweise als Platte ausgebildet, an deren Außenseite der Motor befestigt ist, während an ihrer Oberseite ein Flansch angeordnet ist, der von ihrer Innenseite vorspringt und unterhalb der an ihm angreifenden Federelemente liegt. Die Stärke der Federn sollte so bemessen sein, daß aufgrund der Ausbildung und/oder Bemessung der Stärke der Federn bei einem Lösen der Zugkräfte im Kabel zunächst das Schaltergehäuse gegenüber dem Motorträger nach oben bewegt und der Schalter geöffnet wird, bevor die Reibrolle durch die Feder außer Eingriff mit dem Reifen gebracht wird.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Fahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Hilfsantrieb als Beispiel dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 ein Fahrrad mit der elektromotorisch angetriebenen Hilfsantriebseinrichtung in perspektivischen Darstellung,

F i g. 2 die Frontansicht in vergrößertem Maßstab, bei der gewisse Teile v, eggelassen wurden,

F i g. 3 eine Seitenansicht etwa der in F i g. 2 dargestellten Teile,

F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Ansicht in einer abgewandelten Stellung der Teile zueinander,

F i g. 5 eine der F i g. 4 etwa entsprechende und zum Teil ergänzte Ansicht mit einer dritten Stellung der Teile zueinander,

Fig.6 eine Ansicht gegen die Rückseite des oberen Teiles der Vorderradgabel mit den Befestigungselementen für die Antriebshilfseinrichtung,

Fig. 7 eine ähnliche Ansicht mit anderen Befestigungselementen für die Befestigung der Antriebshilfseinrichtung an der Vorderradgabel,

F i g. 8 eine der Befestigungselemente der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform perspektivisch,

Fig.9 das Schaltschema für den elektrischen Kreis der Antriebshilfseinrichtung.

In der Zeichnung ist die Antriebshilfseinrichtung in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet und in Verbindung mit einem üblichen Fahrrad 11 moderner Bauart dargestellt, das eine Vordergabel 12 mit einem darin drehbar angeordneten Vorderrad 13 und einem darauf befestigten Reifen 14 besitzt, wobei das Vorderrad 13 in der üblichen Art durch eine Lenkstange 15 lenkbar ist.

Die elektromotorisch angetriebene Hilfseinrichtung 10 weist ein im wesentlichen T-förmiges Traggestell 16 auf, das aus einem vergleichsweise breiten, starren, aufrechten Teil 17 und einem schmaleren, oberen Querstück 18 besteht. Wie au«·' Fig.5 und 6 erkennbar ist, führen durch den aufrechten Teil 17 in der Nähe

seines unteren Endes zwei Schrauben 19, die zwischen den Armen 20 der Gabe! 12 hindurchlaufen und durch ein Querstück 21 ragen, das über die Rückseite der Gabel verläuft und an den rückwärtigen Seiten der Gabelarme 20 anliegt, wie am besten in Fig.6 erkennbar ist Auf die rückwärtigen Enden der Schrauben 19 sind Muttern 22 geschraubt, durch die das Gestell 16 an der Gabel 12 in aufrechter Stellung befestigt wird. Das obere Querstück 23 der Gabel von Fahrrädern heute üblicher Bauart ist in der Regel mit einer von vorne nach hinten durchgehenden öffnung versehen. Wenn eine solche öffnung vorhanden ist, kann durch sie und den aufrechten Teil 17 ein Elefestigungsbolzen 24 gesteckt und durch eine Mutter befestigt werden, um eine zweite Halterung zu bilden.

Fig.7 und 8 zeigen eine andere Möglichkeit, das Gestell 16 an der Gabel 12 zu befestigen, indem um die rückwärtigen Kanten der Gabelarme 20 hakenförmige Bolzen 25 gelegt werden, die nach vorne zwischen diesen Armen hindurchlaufen und durch den unteren Teil des aufrechten Teiles 17 hindurchragen. Die Muttern 22 sind dann auf den vorderen Enden der Bolzen 25 befestigt und klemmen das Gestell 16 auf der Gabel 12 fest. Wenn der Gabelkopf 23 eine von vorne nach hinten durchgehende Bohrung aufweist, kann auch die Befestigung 24 verwendet werden.

Auf der Vorderseite des aufrechten Teiles 17 ist in der Nähe einer Seite und in der Nähe des unteren Endes ein Block 26 befestigt, der nach außen vorspringt. An dem Block 26 ist bei 28, d. h. in der Nähe ihrer oberen, inneren Ecke, eine Platte 27 verschwenkbar angeordnet, deren unterer Teil an der Stirnseite des Gehäuses eines Elektromotors 30 anliegt und durch Befestigungselemente 29 damit verbunden ist. Auf der Welle 32 des Motors 30 ist eine Reibrolle 31 befestigt, die oberhalb des oberen Teiles des Reifens 14 liegt. Die Platte 27 besitzt oben einen Flansch 33, der über die Reibrolle 31 hinweg auf die andere Seitenkante des aufrechten Teiles 17 zu ragt. Mit der Platte 27 ist eine schraubenförmige Zugfeder 34 verbunden, und das andere Ende dieser Feder ist mit dem Querstück 18 verbunden. Die Feder 34 hält normalerweise die Platte 27 mit dem Motor 30 und der Reibrolle 31 in ihrer angehobenen Stellung nach Fi g. 2 und 3, in der die Reibrolle 31 außer Eingriff mit dem Reifen 14 ist.

Oberhalb des Flansches 33 und in einem Abstand davon ist mit Hilfe eines Scharniers 36 ein Schaltergehäuse 35 verschwenkbar angeordnet, und der eine Flügel des Scharniers ist auf der Vorderseite des aufrechten Teiles 17 befestigt. Der andere Scharnierflügel ist an der Oberseite des Gehäuses 35 befestigt. In der Bodenwandung 38 des Gehäuses 35 ist eine Druckstange 37 verschiebbar geführt, die mit einem Kopf 39 an ihrem unteren Ende an der Oberseite des Flansches 33 anliegt. Auf der Stange 37 ist zwischen dem Kopf 39 und der Bodenwandung 38 eine Druckfeder 40 angeordnet, die den Kopf 39 nach unten gegen den Flansch 33 drückt. Ein Kopfstück, das an dem oberen Ende der Stange 37 befestigt ist, bildet einen beweglichen Schaltkontakt 41. Ein ähnlicher Kontakt 42 ist mittels eines Befestigungselementes 43, dessen Schraube mit dem Kontakt verbunden ist, auf der Innenseite der Vordt.'wandung 44 des Gehäuses 35 befestigt.

Von dem aufrechten Teil 17 ragt in der Nähe des unteren Endes und an der dem Block 26 gegenüberliegenden Seite ein Ansatz 45 vor. Auf dem gewindelosen Teil des Schraubbolzens einer Schraubbefestigung 47, die durch den Ansatz 45 nach außen raEt, ist eine

Seilscheibe 46 drehbar gelagert. An der Vorderseite des Querstückes 18 ist nach unten vorspringend eine Stütze 48 befestigt, die eine Halterung 49 aufnimmt, die einen Kabeleinstellbausatz 50 trägt, in dem ein Ende eines biegsamen Rohres 51 befestigt ist, in dem ein Steuerkabel 52 verschiebbar angeordnet ist. Das freie Ende des Steuerkabels 52 springt von dem Einstellsatz 50 aus nach unten vor, ist um die Unterseite der Stellscheibe 46 und dann nach oben geführt, wo sein Ende bei 53 an der Seitenwandung des Gehäuses 35 befestigt ist. Das Rohr 51 ist von dem Einstellsatz 50 aus nach oben und dann quer über einen Teil der Lenkstange 15 hinweg zu einer Stütze 54 geführt, mit der ein Ende eines Hebels 55 verschwenkbar verbunden ist. Das Kabel 52, das sich durch das Rohr 51 erstreckt, ist mit diesem Hebel verbunden. Die Teile 54, 55 sind üblicherweise bei modernen Fahrrädern mit Handbremsen vorgesehen. Der Hebel 55 ist in der Nähe eines Handgriffes 56 der Lenkstange 15 angeordnet, damit er zusammen mit dem Lenkstangengriff zur Ausübung eines Zuges auf das Kabel 52 erfaßt werden kann, wie der Handgriff zur Betätigung der Handbremse eines Fahrrades betätigt wird.

In einem Gehäuse 58, das als an der oberen Rahmenstange 59 des Fahrrades 11 hängend dargestellt ist, ist eine handelsübliche Batterie 57 angeordnet. Das Querstück 18 trägt nach unten vorspringend eine Abstützung 60 aus elektrischem Isoliermaterial. Zwei elektrische Leitungen 61 und 62 führen von der Batterie 57 zu Anschlußklemme 63 der Abstützung 60. Die Leitung 62 führt von ihrer Anschlußklemme 63 zu einem Anschluß des Motors 30, und die Leitung 61 führt von ihrer Anschlußklemme zu dem Kontakt 41. Von dem anderen Kontakt 42 führt eine Leitung 64 zu dem anderen Anschluß des Motors 30.

Wenn auf den Hebel 55 und den Griff 56 von Hand ein Druck ausgeübt wird, um den Hebel auf den Griff zu zu bewegen, wird eine Zugkraft auf das Kabel 52 ausgeübt, durch die das Gehäuse 35 aus seiner Stellung nach F i g. 2 und 3 nach unten in eine Zwischenstellung nach Fig.4 verschwenkt wird, in der die Reibrolle 31 in Berührung mit der Lauffläche des Reifens 14 kommt. Dies wird durch den Kopf 39 erzielt, der auf den Flansch 33 einen Druck nach unten ausübt, durch den die Platte 27 mit dem Motor und der Reibrolle 31 nach unten verschwenkt wird, wenn das Gehäuse 35 nach unten schwenkt. Das Gehäuse 35 wird jedoch über einen größeren Bogen verschwenkt als die Platte 27, wodurch die Stange 37, wenn die Feder 40 zusammengedrückt wird, durch die Wandung 38 nach oben gleitet. Wenn die Reibrolle 31 mit dem Reifen 14 in Eingriff ist, wie in F i g. 4 dargestellt ist, ist der Kontakt 41 dicht bei, aber außer Eingriff mit dem Kontakt 42. Wenn danach das Gehäuse 35 weiter nach unten in die Stellung nach Fig.5 verschwenkt wird, wird die Feder 40 weiter zusammengepreßt, und der Kontakt 41 bewegt sich bis

in zur Anlage an dem Kontakt 42, wodurch der elektrische Stromkreis des Motors 30 geschlossen wird, der die Reibrolle 31 in einer solchen Richtung antreibt, daß das Rad 13, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung gedreht und

i^r> das Fahrrad nach vorne bewegt wird. Die Reibrolle 31 wird dabei auch in einen festeren Eingriff mit dem Reifen 14 gebracht.

Zum Ausrücken des Hilfsantriebs und zu seinei Ausschaltung braucht der Fahrer nur den Hebel 55

loszulassen. Dadurch wird die Zugkraft auf das Kabel 52 gelöst, so daß die Feder 40 des Gehäuses 35 zurück ir die Stellung nach F i g. 3 verschwenken kann, in der der Kontakt 41 von dem Kontakt 42 abgehoben und dei Motor 30 ausgeschaltet ist, so bald die Feder 34 die

.η Platte 27 mit dem Motor 30 und der Reibrolle 31 nach oben in ihre Stellung nach F i g. 3 verschwenkt.

Ein wesentlicher Teil des Hilfsantriebs 10 kann durch eine Haube oder Kappe 65 abgedeckt werden, die mil Teilen ihres oberen Seitenrandes an Ansätzen odei Laschen 66 anliegt, die von den Enden des Querstückes 18 vorspringen und an denen die Haube 65 durch Befestigungselemente 67 (Fig. 1) befestigt ist. Dei Bolzen der Befestigung 47 kann durch den unteren Tei der Haube 65 ragen, und die Mutter dieser Befestigung

Vj kann dazu benutzt werden, den unteren Haubentei zwischen dieser Mutter und dem Ansatz 45 festzuklem men.

Durch die gleiche einfache Handbetätigung, wie si< bei der Benutzung der Handbremse eines Fahrrade:

angewandt wird, kann so die elektromotorisch angetrie bene Hilfseinrichtung 10 in Gang gesetzt und danacl wieder ausgerückt werden, indem nur der Hebel 5i losgelassen wird. Der Hilfsantrieb 10 kann auch be breiten Dreirädern benutzt werden, und der Batteriebe

4) halter 58 kann gewünschtenfalls in einem Korl untergebracht werden, der zwischen den hinterei Rädern des Dreirades angeordnet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, Dreirad od. dgl., mit einem ein- und ausrückbaren elektromotorischen Hilfsantriebsgerät, das auf einem insbesondere an der Vorderradgabel anbringbaren und von dieser getragenen Grund- bzw. Traggestell angeordnet ist und eine von der Welle des Elektromotors getragenen Reibrolle besitzt, die auf und ab bewegbar oberhalb des Vorderradreifens angeordnet und in angehobener Stellung außer Eingriff mit dem Reifen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Grund- bzw. Traggestell (17,18) außer einem auf und ab bewegbaren, durch eine Feder (34) in angehobener Stellung gehaltenen Motorträger (27) ein Schaltergehäuse (35) auf und ab bewegbar angeordnet ist, das sich über eine zweite Feder (40) auf dem Motorträger (27) abstützt und durch von Hand zu betätigende Elemente (55, 52) auf den Motorträger (27) zu verlagerbar ist, wobei zunächst über die zweite Feder (40) der Motorträger (27) bis zur Anlage der Reibrolle (31) an dem Reifen (14) absenkbar und danach durch die Bewegung des Schaltergehäuses (35) auf den Motorträger (27) zu ein im Schaltergehäuse (35) untergebrachter, im Motorstromkreis liegender Schalter schließbar ist

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des im Schaltergehäuse (35) untergebrachten Schalters (41, 42) dessen beweglicher Kontakt (41) über eine Steuerstange (37) auf dem Motorträger (27) abgestützt ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Motorträger (27) als auch Schaltergehäuse (35) mit dem Grundgestell (17, 18) über Gelenke (26, 28; 36) verschwenkbar verbunden sind.

4. Fahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Handbetätigung eine drehbar auf dem unteren Teil des Gestells (17, 18) angeordnete Seilscheibe (46), ein um diese Seilscheibe (46) geführtes, mit einem Ende am Schaltergehäuse (35) befestigtes Kabel (52) und eine an der Lenkstange (15) im Bereich des Griffes (56) anbringbare Stütze (54) aufweisen, an der ein Hebel (55) verschwenkbar angeordnet ist, der mit dem anderen Ende des Kabels (52) verbunden ist und auf das Kabel (52) bei der Bewegung des Hebels (55) auf den Handgriff (56) zu einen Zug ausübt.

5. Fahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (52) der Handbetätigungselemente in einem beweglichen Rohr (51) verschiebbar geführt ist, das mit einem Ende an der Stütze (54) und mit dem entgegengesetzten Ende an einem Teil (48) des Gestells (17,18) befestigt ist.

6. Fahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorträger als Platte (27) ausgebildet ist, an deren Außenseite der Motor (30) befestigt ist, während an ihrer Oberseite ein Flansch (33) angeordnet ist, der von ihrer Innenseite vorspringt und unterhalb der an ihm angreifenden Federn (34,40) liegt.

7. Fahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Federn (34,40) so bemessen ist, daß beim Einschalten des Hilfsantriebsgeräts zuerst die Reibrolle (31) in Eingriff mit dem Reifen (14) kommt, bevor sich der bewegliche Kontakt (41) des Schalters an den festen Kontakt (42) legt.

8. Fahrzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund der Ausbildung und/oder Bemessung der Stärke der Federn (34, 40) bei einem Lösen der Zugkräfte im Kabel (52) zunächst das Schaltergehäuse (35) gegenüber dem Motorträger (27) nach oben bewegt und der Schalter geöffnet wird, bevor die Reibrolle (31) durch die Feder (34) außer Eingriff mit dem Reifen (14) gebracht wird.