DE2921534A1 - Fahrrad mit hilfsantrieb - Google Patents

Description

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 26 27 603.9)

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 des Patents (Patentanmeldung P 26 27 603.9), das gekennzeichnet ist durch einen Rahmen, ein den Boden berührendes Rad, das am Rahmen drehbar gelagert ist, ein drehbares Antriebsglied, das drehbar am Rahmen gelagert ist und zur Drehung durch den Fahrer des Fahrrads vorgesehen ist, ein endloses, nicht längbares, flexibles Glied zur Übertragung der Bewegung des Antriebsglieds auf das Rad, derart, dass eine Drehung des Antriebsglieds das Fahrrad in Bewegung setzt, einen Elektroantrieb und eine zugehörige Energiequelle, die am Rahmen sitzen, wobei der Ausgang des Antriebs mit dem Rad gekoppelt ist, derart, dass der Elektroantrieb das Rad anzutreiben vermag, wobei mindestens der Teil des Antriebs, der den Antriebsausgang trägt, am Rahmen zur Ausführung einer begrenzten Bewegung ihm gegenüber gegen die Wirkung einer Federkraft gelagert ist, und eine elektrische Schalteinrichtung, die auf die Bewegung des Teils des Antriebs relativ zum Rahmen betätigbar ist, wobei die Anordnung eine solche ist, dass der Teil des Antriebs relativ zum Rahmen gegen die Federkraft zur Betätigung des Schalters durch das Ausüben einer Antriebskraft auf das Antriebsglied durch den Fahrer zum Antreiben des Fahrrads bewegt wird, wobei die Schalteinrichtung im Gebrauch dem Elektroantrieb so zugeordnet ist, dass der Elektroantrieb nicht eingeschaltet wird, außer wenn die Schalteinrichtung betätigt ist.

Weitere Ansprüche des Patents (Patentanmeldung P 26 27 603.9) kennzeichnen ein Fahrrad, bei dem die Lagerung des Antriebs oder des Teils des Antriebs aus Rahmen die Verwendung von federnden Kupplungsgliedern vorsieht, die die Möglichkeit einer Bewegung der Antriebsanordnung oder des Teils davon relativ zum Rahmen bieten und gleichzeitig die Federkraft aufbringen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrrad nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 des Patents (Patentanmeldung P 26 27 603.9), das dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens der Teil des Antriebs, der den Antriebsausgang trägt, am Rahmen zur Ausführung einer relativen Bewegung ihm gegenüber gegen die Wirkung eines federnden Teils gelagert ist, das zwischen diesem Teil des Antriebs und einem relativ zum Rahmen feststehend angeordneten Teil sitzt und den Teil des Antriebs in eine Position hin beaufschlägt, in der die Schalteinrichtung nicht betätigt wird.

Vorzugsweise weist der federnde Teil eine Schraubendruckfeder auf.

Zweckmäßigerweise ist mindestens der Teil des Antriebs, der den Antriebsausgang trägt, am Rahmen zur Ausführung einer begrenzten Bewegung ihm gegenüber durch Mittel gelagert, zu denen eine Koppel gehört, die an einem Ende an dem Teil des Antriebs und am anderen Ende an einem Teil angelenkt ist, der relativ zum Rest des Rahmens ortsfest angeordnet ist.

Wünschenswerterweise liegt die Achse, um die die Koppel relativ zum Rahmen verschwenkbar ist, parallel zur Achse, um die die Koppel relativ zu dem Teil des Antriebs verschwenkbar ist.

Zweckmäßigerweise weisen die Mittel, die mindestens den Teil des Antriebs am Rahmen lagern, eine Gleitkupplung auf, die eine Bewegung mindestens des Teils des Antriebs in eine Richtung zur Betätigung des Schalters ermöglichen.

Vorzugsweise ist in die Gleitkupplung ein Kugelgelenk eingebaut, dessen Kugel in der Schale in einer Ruheposition eingreift, in die mindestens der Teil des Antriebs durch den federnden Teil gedrückt ist.

Vorteilhafterweise weist der Elektroantrieb einen Elektromotor und einen Getriebemechanismus auf, wobei der Getriebemechanismus die Drehung der Motorwelle auf den Ausgang des Antriebs überträgt und der Elektromotor und der Getriebemechanismus zur Bildung einer einzigen Einheit kombiniert sind, die am Rahmen zur Ausführung der begrenzten Bewegung relativ zum Rahmen gelagert ist.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Teils eines Fahrrads und Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, in der eine Variante gezeigt ist.

Das Fahrrad weist einen relativ konventionellen Rahmen 11 aus Metallrohr auf, der ein den Boden berührendes Rad 11a am hinteren Ende lagert. Am vorderen Ende des Rahmens befindet sich ein beweglicher Lenker, der an seinem unteren Ende ein zweites den Boden berührendes Rad trägt, mittels dessen das Fahrrad im Gebrauch gelenkt wird.

Das hintere den Boden berührende Rad 11a des Fahrzeugs trägt ein Zahnrad 25, um das sich eine nicht längbare endlose Antriebskette 26 erstreckt. Die Antriebskette 26 erstreckt sich am Rahmen des Rades nach vorn und fährt um ein Kettenrad 12 größeren Durchmessers, das zur Drehung am Rahmen 11 gelagert ist. Die Drehebene des Rads 12 liegt parallel zur Ebene des Rahmens 11, und mit dem Kettenrad 12 sind zwei Pedale 12a verbunden. Der Fahrer kann also in üblicher Weise auf das Kettenrad 12 mittels der Pedale 12a Kraft ausüben, um das Kettenrad und auf Grund der Antriebskette 26 das Kettenrad 25 und das Rad 11a zum Antreiben des Fahrrads in Drehung zu versetzen. Das Zahnrad 25 kann gegebenenfalls einen Freilauf aufweisen, so dass eine rückwärtige Drehung des Kettenrads 12 das Fahrrad nicht antreibt, und das Fahrrad kann das Kettenrad beispielsweise beim Bergabfahren überlaufen.

Um dem Fahrer des Fahrzeugs einen Hilfsantrieb zu bieten, ist eine Elektroantriebsanordnung 13 vorgesehen, die vom Rahmen getragen ist und zu der eine elektrische Speicherbatterie (nicht dargestellt) gehört, die ebenfalls am Rahmen 11 sitzt. Die Antriebsanordnung 13 weist einen Elektromotor 14 und einen Getriebemechanismus 15 auf, wobei das Gehäuse des Getriebemechanismus fest am Gehäuse des Motors 14 angebracht ist, so dass der Motor 14 und der Getriebemechanismus 15 eine einzige Einheit zum Zwecke der Lagerung der Antriebsanordnung am Rahmen 11 bilden. Der Getriebemechanismus 15 überträgt die Drehung der Ausgangswelle des Motors 14 auf ein Ausgangskettenrad 16 an der Außenseite des Gehäuses des Mechanismus 15. Das Kettenrad 16 ist in derselben Ebene wie die Drehebene des Kettenrads 12 und der Antriebskette 26 drehbar, die sich um das Kettenrad 25 und das Kettenrad 12 erstreckt, und die Kette erstreckt sich auch um das Kettenrad 16, so dass dann, wenn der Motor 14 läuft, das Kettenrad 16 in Drehung versetzt wird und das Hinterrad über die Kette und das Kettenrad am Hinterrad antreibt.

Um jedoch dafür zu sorgen, dass die Elektroantriebsanordnung nur als Hilfsantrieb für das Fahrzeug benutzt werden kann und nicht benutzt werden kann, um das Fahrzeug ohne Kraftaufwand seitens des Fahrers anzutreiben, ist ein elektrischer Schalter 17 vorgesehen, der das Einschalten des Motors 14 bestimmt und der geschlossen werden muß, damit der Motor 14 läuft. In der Praxis kann der Schalter 17 ein Mikroschalter mit relativ geringer Stromleistung sein, der den Strom zum Motor 14 nicht direkt steuert. Anstelle des Schalters 17 kann ein Relais die Stromzufuhr steuern, das Starkstromkontakte hat, die den Motorstrom leiten. Damit der Schalter 17 nur geschlossen wird, wenn der Fahrer des Fahrrads eine Antriebskraft mittels der Pedale ausübt, ist die Antriebsanordnung 13 zur Ausführung einer begrenzten Bewegung relativ zum Rahmen 11 gelagert, und der Schalter 17 ist so angeordnet, dass er auf die Bewegung der Antriebsanordnung relativ zum Rahmen anspricht. Die Antriebsanordnung 13 ist also mit dem Rahmen über eine Koppel 31 verbunden, die an einem Ende am Gehäuse des Getriebemechanismus 15 und am anderen Ende an einem Halter 22 angelenkt ist, der starr am Rahmen befestigt ist. Die Achse, um die sich die Koppel 31 verschwenken kann, und zwar relativ zum Halter 22, liegt parallel zur Achse, um die sich die Koppel 31 relativ zum Gehäuse des Getriebemechanismus verschwenken kann. In der Praxis sind zwei parallele und gleiche Koppeln 31 vorgesehen, die um gemeinsame Achsen relativ zum Mechanismus 15 und zum Halter 22 verschwenkbar sind und in Richtung dieser Achsen im Abstand liegen, damit sie jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses des Getriebemechanismus 15 liegen.

Die Lagerung der Antriebsanordnung 13 am Rahmen 11 weist ferner eine Gleitkupplung 32 am Ende der Antriebsanordnung auf, das vom Kettenrad 16 entfernt liegt. Das Gehäuse des Motors 14 trägt einen Zapfen 33 mit einer Kugelpartie 34 zwischen seinen Enden. Der Zapfen 33 erstreckt sich durch ein Loch in einer teilkugeligen Ausnehmung 35 in einem Halter 36, der am Rahmen befestigt ist. Eine Schraubendruckfeder 37 sitzt zwischen dem Gehäuse des Getriebemechanismus 15 und dem Halter 22 und drückt die Antriebsanordnung 13 so, dass sie sich relativ zum Rahmen 11 in Richtung vom Schalter 17 weg bewegt und die Kugelpartie 34 des Zapfens 33 sich in die Ausnehmung 35 des Halters 36 legt. In der Ruheposition, die durch das Eingreifen der Kugelpartie 34 in die Ausnehmung 35 gebildet ist, bilden die Partie 34 und die Ausnehmung 35 also ein Kugelgelenk zwischen der Antriebsanordnung 13 und dem Rahmen 11.

Ein Federhaltebolzen (nicht dargestellt) erstreckt sich vom Halter 22 in die Feder 37 und hält damit die Feder 37 in der vorgesehenen Lage. Ein Spielraum verbleibt zwischen dem freien Ende des Federhaltebolzens und dem Gehäuse des Getriebemechanismus, der so ausreichend groß ist, dass eine ausreichend weite Bewegung der Antriebsanordnung gegen die Wirkung der Feder 37 ermöglicht wird, um den Schalter 17 betätigen zu können. Der Bolzen ist einstellbar am Halter 22 angeordnet, so dass er als ein formschlüssiger Anschlag benutzt werden kann, der eine Bewegung der Antriebsanordnung 13 gegen die Wirkung der Feder 37 über die Position hinaus verhindert, in der der Schalter

17 betätigt wird. In gleicher Weise ist der Zapfen 33 einstellbar am Gehäuse des Motors 14 gelagert, um für eine Einstellung der Ruheposition der Antriebsanordnung 13 relativ zum Schalter 17 zu sorgen.

Das Vorsehen eines Kugelgelenks zwischen der Antriebsanordnung 13 und dem Rahmen ermöglicht ein gewisses Maß an Breite in der Ausrichtung der Antriebsanordnung relativ zum Rahmen, um damit eventuelle gerichte Fluchtungsfehler der anderen Verbindung zwischen dem Antrieb 13 und dem Rahmen mittels der Koppeln 31 aufzunehmen. Während der Bewegung der Antriebsanordnung 13 relativ zum Rahmen zum Betätigen des Schalters 17 gleitet der Zapfen 33 natürlich relativ zum Halter 36, wie das durch die Verlängerung des Zapfens 33 über die Kugelpartie 34 hinaus ermöglicht wird.

Wie also festzustellen ist, wird dann, wenn der Fahrer eine Kraft mittels der Pedale 12a ausübt, die Antriebskette 26, die über das Kettenrad 16 läuft, einem Zug ausgesetzt, und der Effekt des Zugs in der Antriebskette 26 ist, dass die Antriebsanordnung gegen die Wirkung der Feder 37 bewegt wird, um damit den Schalter 17 zu betätigen. Bei Freilassen des Antriebs seitens des Fahrers ist zwar immer noch Zug in dem Trumm der Antriebskette 26 zwischen dem Kettenrad 16 und dem hinteren Zahnrad 25 vorhanden, dieser Zug reicht aber nicht aus, um die Antriebsanordnung 13 in ihrer Arbeitslage gegen die Wirkung der Feder 37 zu halten, und die Antriebsanordnung 13 wird damit durch die Feder 37 in ihre Ruheposition zurückbewegt, um damit ein Öffnen des Schalters 17 zu ermöglichen und den Motor 14 abzuschalten.

Um sicherzustellen, dass der Motor 14 ohne Aufbringen von Kraft durch den Fahrer über die Pedale 12a nicht weiterlaufen kann, indem die Antriebsanordnung 13 in ihrer Arbeitsstellung bleibt, ist es wünschenswert, dass die Umfangslänge des Kettenrads 16, an der sich die Kette 26 anlegt, auf ein Minimum gehalten wird, damit der Trumm der Kette 26 zwischen dem Kettenrad 16 und dem Zahnrad 25 sich so nahe wie möglich im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung der Antriebsanordnung 13 erstreckt. Wenn sich dieser Trumm der Ketten in Bewegungsrichtung der Antriebsanordnung erstrecken würde, bestünde die Tendenz, dass sich die Antriebsanordnung 13 bei laufendem Motor 14 selbst an diesem Trumm der Kette entlangarbeitet und damit den Schalter 17 eingeschaltet hält. Es versteht sich jedoch, dass es eine kleinste Umfangslänge des Kettenrads 16 gibt, an der die Kette angreifen muß, wenn das Kettenrad in zufrieden stellender Weise Antriebskraft auf die Kette übertragen soll. Wenn nur ein einziger Zahn des Kettenrads 16 sich im treibenden Angriff mit einem Glied der Kette befindet, erfolgt eine extreme Belastung dieses Zahns, und außerdem besteht die Tendenz, dass die Kette schneller über den Zahn läuft, als von ihm angetrieben zu werden. Um damit für den erforderlichen peripheren Eingriff zwischen der Kette 26 und dem Kettenrad 16 zu sorgen und um auch eine angemessene Spannung in der Kette 26 aufrechtzuerhalten, ist ein Freilaufrad 38 vorgesehen, das am Rahmen sitzt und an dem Rahmen der Kette 26 zwischen dem Kettenrad 16 und dem Kettenrad 25 angreift. Es ist zu erkennen, dass der Zug in der Kette einfach dadurch eingestellt werden kann, dass das Freilaufrad 38 zum Kettenrad 12 hin bewegt wird, und dadurch hängt die Kette durch, und als Folge eines Streckens kann ihre Spannung durch eine einfache Einstellung der Position des Freilaufrads 38 eingestellt werden, was anstelle der normalen und aufwendigeren Einstellung der Position des Rads 11a relativ zum Rahmen vorgenommen werden kann. Es ist zu erkennen, dass es unzweckmäßig ist, das Freilaufrad 38 zu nahe an das Kettenrad 12 heranzuführen, weil das die Wahrscheinlichkeit überhöht, dass die Antriebsanordnung

13 sich längs des Trumms der Kette 26 zwischen dem Kettenrad 16 und dem Freilaufrad 38 entlangbewegt, um damit den Schalter 17 zu betätigen, ohne dass vom Fahrer Kraft aufgewendet wird.

In der in Fig. 2 gezeigten Variante ist das Freilaufrad 38 weggelassen, und die Zugspannung zum Ausgleich von Verschleiß und Durchhängen der Kette wird in der herkömmlichen Weise eingestellt, indem das Hinterad 11 relativ zum Rahmen bewegt wird. Der Eingriff zwischen Kette und Kettenrad 16 wird durch einen metallischen oder noch besser aus Kunststoff bestehenden Schuh 39 aufrechterhalten, der am Gehäuse des Getriebemechanismus sitzt und die Kette 26 in einen festen Eingriff mit den Zähnen des Kettenrads 16 drückt.

Wie im Patent (Patentanmeldung P 26 27 603.9) bereits beschrieben worden ist, braucht der Schalter 17 nicht der einzige Schalter zu sein, der den Betrieb des Motors 14 steuert, weil es wünschenswert ist, einen von Hand bedienbaren Schalter am Lenker des Fahrrads zu haben. Andere Merkmale des Fahrzeugs aus dem Patent (Patentanmeldung P 26 27 603.9) lassen sich natürlich auch auf die Fahrradanordnung anwenden, die hier beschrieben worden ist.

-Leerseite-Figuren-

Claims (1)

1. Fahrrad mit Hilfsantrieb nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 des Patents (Patentanmeldung P 26 27 603.9), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens der Teil des Antriebs, der den Antriebsausgang trägt, am Rahmen zur Ausführung einer relativen Bewegung ihm gegenüber gegen die Wirkung eines federnden Teils gelagert ist, der zwischen diesem Teil des Antriebs und einem relativ zum Rahmen feststehend angeordneten Teil sitzt und den Teil des Antriebs in eine Position hin beaufschlägt, in der die Schalteinrichtung nicht betätigt wird.

2. Fahrrad nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ruheposition des Teils des Antriebs, in die er von dem federnden Teil gedrückt wird, einstellbar ist.

3. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der federnde Teil eine Schraubendruckfeder aufweist. n e t , dass mindestens der Teil des Antriebs, der den Antriebsausgang trägt, am Rahmen zur Ausführung einer begrenzten Bewegung ihm gegenüber durch Mittel gelagert ist, zu denen eine Koppel gehört, die an einem Ende an dem Teil des Antriebs und am anderen Ende an einem Teil angelenkt ist, der relativ zum Rest des Rahmens ortsfest angeordnet ist.

5. Fahrrad nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Achse, um die die Koppel verschwenkbar ist relativ zum Rahmen, parallel zur Achse liegt, um die die Koppel relativ zu dem Teil des Antriebs verschwenkbar ist.

n e t , dass die mindestens den Teil des Antriebs am Rahmen lagernden Mittel eine Gleitkupplung aufweisen, die eine Bewegung mindestens des Teils des Antriebs in eine Richtung zur Betätigung des Schalters ermöglichen.

7. Fahrrad nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gleitkupplung ein Kugelgelenk aufweist, dessen Kugel in der Schale in einer Ruheposition eingreift, in die mindestens der Teil des Antriebs durch den federnden Teil gedrückt ist.

n e t , dass der Elektroantrieb einen Elektromotor und einen Getriebemechanismus aufweist, wobei der Getriebemechanismus die Drehung der Motorwelle auf den Ausgang des Antriebs überträgt und der Elektromotor und der Getriebemechanismus zur Bildung einer einzigen Einheit kombiniert sind, die am Rahmen zur Ausführung der begrenzten Bewegung relativ zum Rahmen gelagert ist.