DE29510835U1 - Bausatz für Fahrrad-Zusatzantrieb - Google Patents

Description

Köln, den 30. Juni 1995

Aktenzeichen:

Anmelder: Heinrich Berenbrock

Mein Zeichen: B 191/1

Bausatz für Fahrrad—Zusatzantrieb

Die Erfindung betrifft einen Bausatz für einen Fahrrad-Zusatzantrieb mit einem Motor und mit einem vom Motor angetriebenen und mit einem Laufrad des Fahrrades kuppelbaren Reibrad.

Ein Fahrrad ist ein schon im letzten Jahrhundert verwendetes Beförderungsmittel, das mit der Muskelkraft seines Fahrers angetrieben wird. In den Jahren nach dem 2. Weltkrieg wurden motorische Hilfsantriebe zum Unterstützen der Muskelkraft entwickelt. Als Antriebselement enthielt ein solcher Hilfsantrieb einen Zweitaktmotor. Dieser wurde zusammen mit einem kleinen Tank, einer Kupplung und anderen Antriebselementen am Lenker und an der Vorderradgabel befestigt. Der Motor trieb ein Reibrad an. Dieses wirkte über Reibungsschluß auf das Vorderrad ein. Aus einem solchen Fahrrad mit Hilfsantrieb wurden die Mofas und Mopeds entwickelt. Bei diesen handelt es sich um Fahrräder mit einem besonders starken Rahmen oder auch schon um Leichtmotorräder. Ein Mofa ist für eine Höchstgeschwindigkeit von 25 km/h und ein Moped für eine Höchstgeschwindigkeit von 40 km/h zugelassen. Bei Mofa und Moped beanspruchen der Motor, ein Getriebe, der Tank, die Kupplung usw. so viel Raum und bringen so viel Gewicht, daß der Fahrer sie nur in einem Notfall allein mit seiner Muskelkraft antreibt und auch antreiben kann. Auf dem Markt fehlt ein Antrieb, der in die Lücke zwischen dem einfachen Fahrrad mit Muskelantrieb und Mofa und Moped paßt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Antrieb zu entwikkeln. Der Fahrradfahrer selbst soll in der Lage sein, diesen

Antrieb nachträglich bei seinem Fahrrad einzubauen. Der Erfindung geht weiter von der Erkenntnis aus, daß in den letzten Jahren Akkumulatoren entwickelt wurden, die bei gleicher Kapazität weniger Raum beanspruchen und weniger Gewicht aufweisen, als dies noch vor einem oder zwei Jahrzehnten der Fall war.

Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung einen Bausatz der eingangs genannten Gattung vor, der sich dadurch auszeichnet, daß der Motor ein Elektromotor ist und an mindestens der Vorderradgabel oder dem Lenker höhenverschiebbar aufhängbar ist und das Reibrad mit dem Elektromotor verbunden und kraftschlüssig auf das Vorderrad auflegbar ist. Ein Elektromotor ist ein einfaches und problemloses Antriebselement mit einem weiten Drehzahlbereich. Im Unterschied zu einem Benzinmotor braucht er keine oder nur eine geringere Kühlung. Er braucht weder Vergaser noch Getriebe. Auch ein Benzintank entfällt. Damit entfällt auch ein Benzinschlauch. Mit einfachen Kabeln läßt sich ein Elektromotor schneller und sicherer mit einem Akkumulator verbinden als ein Benzinmotor mit einem Benzintank. Die erfindungsgemäße Höhenverschiebbarkeit des Elektromotors läßt ein einfaches An- und Abkuppeln zu. Der Elektromotor braucht lediglich abgesenkt oder angehoben zu werden. Im ersten Fall liegt das mit ihm verbundene Reibrad kraftschlüssig auf dem Vorderrad auf und treibt es an. Im zweiten Fall ist das Reibrad vom Vorderrad abgehoben, und dieses kann frei laufen. Wegen seiner einfachen und robusten Bauweise und auch der Ungefährlichkeit eines elektrischen Antriebes läßt sich dieser Fahrradzusatzantrieb als Bausatz in den Handel bringen. Auch ein technisch und handwerklich unbedarfter Fahrradfahrer kann diesen Bausatz ohne Schwierigkeiten und in kurzer Zeit an seinem Fahrrad anbringen.

Als Energiequelle sieht die Erfindung auf dem Gepäckträger anzuordnende und mit dem Elektromotor über ein Kabel verbundene Akkumulatoren vor. Die Anordnung der Akkumulatoren auf dem Gepäckträger und der Anschluß des Elektromotors an diese

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Akkumulatoren über ein Kabel bereiten auch einem handwerklich ungeschulten Fahrradfahrer keine Schwierigkeiten.

In praktischer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß ein Rahmen an mindestens der Vorderradgabel oder dem Lenker befestigbar ist und ein Schlitten in dem Rahmen höhenverschiebbar geführt und der Elektromotor am Schlitten befestigt ist. Das heißt, daß der Elektromotor an einem Schlitten sitzt und dieser in dem fest mit dem Fahrrad verbundenen Rahmen höhenverschiebbar geführt wird. Bei Absenken des Schlittens wird der Elektromotor mit seinem Reibrad an das Vorderrad angekuppelt. Bei Anheben des Schlittens wird er entkuppelt. Diese höhenverschiebbare Führung des Elektromotors mit seinem Reibrad hat den Vorteil, daß das Ankuppeln allein durch Schwerkraft erfolgt und eine Feder oder eine auf andere Weise bewirkte Vorspannung überflüssig ist. Zum Entkuppeln wird der Elektromotor mit seinem Reibrad angehoben. Wegen des geringen Gewichtes von Elektromotor, Reibrad und Schlitten erfordert dies eine nur geringe Kraft.

Zweckmäßig ist der Elektromotor an der Unterseite des Schlittens befestigt, und das Reibrad sitzt unmittelbar auf der Abtriebswelle des Elektromotors. Damit entfällt jede Verbindung zwischen Elektromotor und Reibrad zum Beispiel über einen Treibriemen, eine Zahnkette und dergleichen. Fast von selbst ergibt sich weiter ein ausreichender Reibungsschluß zwischen dem Reibrad und dem Vorderrad allein durch das Gewicht von Schlitten, Elektromotor und Reibrad. Aus Gründen der Symmetrie und gleichmäßigen Gewichtsverteilung werden zweckmäßig zwei Elektromotoren an der Unterseite des Schlittens an dessen beiden Seiten befestigt. Die Antriebswellen der Elektromotoren sind dabei nach innen gerichtet und miteinander verbunden. Das Reibrad sitzt unmittelbar auf der gemeinsamen Abtriebswelle beider Elektromotoren.

Zur sicheren und sauberen Unterbringung der Akkumulatoren ist zu deren Aufnahme ein verschließbarer Behälter auf dem Gepäckträger vorgesehen.

Für die höhenverschiebbare Führung des Schlittens mit Elektromotor und Reibrad sieht die Erfindung in einer zweckmäßigen Ausgestaltung vor, daß der Rahmen aus zwei horizontal und zwei vertikal verlaufenden und miteinander verbundenen Streben besteht, die horizontal verlaufenden Streben an der Vorderradgabel und am Lenker anklemm- oder anschraubbar sind und die vertikal verlaufenden Streben eine Führung zur verschiebbaren Aufnahme des Schlittens aufweisen. In den vertikal verlaufenden Streben sind weiter Langlöcher und am Schlitten auf diese ausgerichtete Stifte vorgesehen, die in die Langlöcher eingeschoben werden können und dann in diesen geführt werden. Im einzelnen ist vorgesehen, daß die Langlöcher an ihren oberen Enden Öffnungen und die Stifte Köpfe aufweisen und diese durch die Öffnungen durchführbar sind. Diese Ausbildung von Rahmen und Schlitten lassen zu, daß nicht der Hersteller sie zusammenbauen muß. Der Fahrradfahrer selbst kann den Schlitten ohne Mühe in den Rahmen einhängen und beide Teile damit verbinden. Auch ein technisch und handwerklich unbedarfter Fahrradfahrer erkennt, daß die Stifte mit ihren Köpfen in die Öffnungen am oberen Ende der Langlöcher eingesetzt und dann in diesen nach unten geschoben werden müssen. Diese Ausbildung von Rahmen und Schlitten bringt noch den weiteren Vorteil, daß der Hersteller sie raumsparend verpacken und ausliefern kann.

Zum Hochziehen des Schlittens und damit zum Entkuppeln des Antriebs ist ein Bowdenzug am Schlitten befestigt. Dieser wird mit einem am Lenker anklemmbaren Betätigungshebel bedient. Am Schlitten ist weiter noch eine Vorrichtung angeordnet, mit der er in angehobener Stellung gehalten wird. Diese Vorrichtung kann aus einem oder zwei Haken oder Bügeln bestehen, die in der angehobenen Stellung des Schlittens auf den Lenker aufgelegt und/oder an diesen angeklemmt werden.

Versuche haben gezeigt, daß zwei 12 Volt-Gleichspannungsmotoren mit einer Leistungsaufnahme von je 60 Watt einen ausreichend starken Antrieb bilden. Bei seinen Versuchen verwende-

te der Erfinder zwei 12 Volt-Akkumulatoren mit einer Kapazität von je 10 Ah. Der Erfinder erzielte bei einer Reisegeschwindigkeit von zirka 18 km/h eine Reichweite von zirka 25 km. Diese Reichweite reicht für einige tägliche Besorgungen, die Fahrt zur Arbeit und die Rückfahrt von der Arbeit und für eine mittelgroße Spazierfahrt aus. Bei totaler Erschöpfung der Akkumulatoren wird der Fahrradfahrer den Schlitten anheben und damit den Antrieb abkuppeln. Er muß dann mit seinen Beinmuskeln zusätzlich das Gewicht des Motors, des Rahmens und des Schlittens und das Gewicht der Akkumulatoren und des diese aufnehmenden Behälters bewegen. Diese zusätzliche Belastung ist gering und kann vom Fahrradfahrer aufgebracht werden. Zu Hause lädt der Fahrradfahrer seine Akkumulatoren mit einem der zahlreichen im Handel befindlichen Ladegeräte auf.

Der erfindungsgemäße Fahrradzusatzantrieb eignet sich insbesondere auch für Pendler und ältere Menschen. Pendler, die nicht mit öffentlichen Verkehrsmitteln fahren können oder fahren wollen und zur warmen Jahreszeit auch auf die Fahrt im eigenen Pkw verzichten wollen, finden in dem erfindungsgemäßen Antrieb ein geeignetes Hilfsmittel, das ihren Arbeitsweg erleichtert. Ältere Menschen trauen sich wieder für sie lange Fahrtstrecken zu. Der erfindungsgemäße Zusatzantrieb unterstützt und entlastet ihre Muskelkraft. Bei langsamer Spazierfahrt ergeben sich Fahrtdauern von bis zu einer Stunde und zwanzig Minuten.

Bei Anhalten an Ampeln und Verkehrshindernissen und bei bewußt langesamem Fahren wird der Fahrradfahrer den Schlitten anheben und den Antrieb damit abkuppeln. Die Leistung und normale Drehzahl des Elektromotors bzw. der Elektromotoren sind auf eine mittlere Reisegeschwindigkeit abgestimmt. Bei niedriger Geschwindigkeit ergibt sich ein Schlupf zwischen Reib- und Vorderrad, und es wird unnötig Energie verbraucht.

Nach dieser allgemeinen Beschreibung kann der erfindungsgemäße Bausatz im einzelnen erläutert werden. Die Zeichnung

zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Fahrrades mit Darstellung des Motors und seiner höhenverschiebbaren Aufhängung am Lenkrad und der Vorderradgabel und der Anordnung der Akkumulatoren auf dem Gepäckträger,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Rahmens und

Fig. 3 eine Vorderansicht des Schlittens mit den beiden Elektromotoren und dem Reibrad.

Fig. 1 zeigt ein Fahrrad mit Rahmen 12, Vorderrad 14, Hinterrad 16 und Gepäckträger 18. Ein verschließbarer Behälter 20 ist auf diesem angebracht. Der Behälter 20 nimmt die beiden Akkumulatoren 22 auf. Fig. 1 zeigt weiter den Lenker 24 mit den Handgriffen 26, die Vorderradgabel 28 und das Steuerkopfrohr 30. Der Rahmen 32 ist am Lenker 24 und an der Vorderradgabel 28 befestigt. Hierzu dienen ein unterer Bügel 34 und ein oberer Bügel 36. Im allgemeinen handelt es sich bei diesen um vom Rahmen 32 abgebogene oder auch an diesen angesetzte Laschen. Eine untere Klemmvorrichtung 38 und eine obere Klemmvorrichtung 40 halten die beiden Bügel 34 und 3 6 am Lenker 24 bzw. der Vorderradgabel 28.

Fig. 2 zeigt den Rahmen 32 mit seinen beiden horizontal verlaufenden Streben 42 und den beiden diese verbindenden, vertikal verlaufenden Streben 44. In diesen sind Langlöcher 46 oder Schlitze vorgesehen. An ihren oberen Enden sind die Langlöcher 46 unter Ausbildung von Öffnungen 48 erweitert. Fig. 3 zeigt den Schlitten 50 mit seinen beiden vertikal verlaufenden Streben 52 und der deren untere Enden verbindenden Strebe 54. Auf der Rückseite der vertikal verlaufenden Streben 52 sind Stifte 56 befestigt. Sie verlaufen damit hinter der Zeichenebene. Die beiden Elektromotoren 58 sind mit Bügeln 60 an der Unterseite der unteren Strebe 54 befestigt. Ihre Abtriebswellen sind verbunden und tragen das Reibrad

62. Dieses liegt in der gezeigten Betriebsstellung kraftschlüssig auf dem Vorderrad 14 oder genauer auf dem Mantel von dessen Bereifung auf.

Nach dieser Einzelbeschreibung soll nun der Anbau des Bausatzes an einem Fahrrad beschrieben werden.

Der Radfahrer wird den Rahmen 32 mit den Bügeln 38 und 40 an der Vorderradgabel 28 und am Lenker 24 befestigen. Als nächstes wird er den Schlitten 50 vor dem Rahmen 32 halten und die Stifte 56 mit deren Köpfen in die Öffnungen 48 einführen. Darauf bewegt er den Schlitten 50 vorsichtig nach unten. Die Stifte 56 gleiten in den Langlöchern 46 abwärts. Die Köpfe hintergreifen die vertikal verlaufenden Streben 44. Damit ist der Schlitten 50 mit dem Rahmen 32 verbunden. Als nächstes befestigt der Fahrradfahrer den nicht dargestellten Betätigungshebel des Bowdenzuges am Lenker 24. Anschließend oder auch vorher befestigt er den Behälter 20 am Gepäckträger 18. Er setzt die Akkumulatoren 22 ein. Er entrollt das Kabel, befestigt es am oberen Rahmenrohr und schließt es elektrisch an die Akkumulatoren 22 und die Elektromotoren 58 an. Schon mit diesen wenigen Handgriffen ist der Bausatz am Fahrrad angeordnet und befestigt.

Claims (11)

Köln, den 30. Juni 1995 Aktenzeichen: Anmelder: Heinrich Berenbrock Mein Zeichen: B 191/1 SCHUTZANSPRÜCHE

1. Bausatz für Fahrrad-Zusatzantrieb mit einem Motor und mit einem vom Motor angetriebenen und mit einem Laufrad des Fahrrades kuppelbaren Reibrad, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Elektromotor (58) ist und an mindestens der Vorderradgabel (28) oder dem Lenker (24) höhenverschiebbar aufhängbar ist und das Reibrad (62) mit dem Elektromotor (58) verbunden und kraftschlüssig auf das Vorderrad (14) auflegbar ist.

2. Bausatz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf dem Gepäckträger (18) anzuordnende und mit dem Elektromotor (58) über ein Kabel verbundene Akkumulatoren (22).

3. Bausatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen an mindestens der Vorderradgabel (28) oder dem Lenker (24) befestigbar ist und ein Schlitten (50) in dem Rahmen (32) höhenverschiebbar geführt und der Elektromotor (58) am Schlitten (50) befestigt ist.

4. Bausatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (58) an der Unterseite des Schlittens (50) befestigt ist und das Reibrad (62) auf seiner Abtriebswelle sitzt.

5. Bausatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektromotoren (58) an der Unterseite des Schlittens (50) an dessen beiden Seiten befestigt und die Abtriebswellen der Elektromotoren (58) nach innen gerich-

tet und verbunden sind und das Reibrad (62) auf ihnen aufsitzt.

6. Bausatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichent, daß auf dem Gepäckträger (18) ein verschließbarer Behälter (20) befestigt und die Akkumulatoren (22) in diesem untergebracht sind.

7. Bausatz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (32) aus zwei horizontal und zwei vertikal verlaufenden und miteinander verbundenen Streben (42, 44) besteht, die horizontal verlaufenden Streben (42) an der Vorderradgabel (28) und am Lenker (24) anklemm- oder anschraubbar sind und die vertikal verlaufenden Streben (44) eine Führung (44, 46) zur verschiebbaren Aufnahme des Schlittens (50) aufweisen.

8. Bausatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den vertikal verlaufenden Streben (44) Langlöcher (46) angeordnet, am Schlitten (50) auf diese ausgerichtete Stifte (56) vorgesehen und diese in den Langlöchern (46) geführt sind.

9. Bausatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlöcher (46) an ihren oberen Enden Öffnungen (48) und die Stifte (56) Köpfe aufweisen und diese durch die Öffnungen (48) durchführbar sind.

10. Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen am Schlitten (50) befestigten Bowdenzug und einen am Lenker (24) anklemmbaren Betätigungungshebel für den Bowdenzug.

11. Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine am Schlitten (50) angeordnete Vorrichtung zum Halten des Schlittens (50) in angehobener Stellung.