DE3736486A1 - Vorrichtung zum motor - antrieb von fahrraedern - Google Patents
Vorrichtung zum motor - antrieb von fahrraedernInfo
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Description
Diese Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen umwelt
freundlichen motorischen Antrieb für muskelkraftbetriebene
Fahrzeuge zu schaffen, deren Transport möglichst in einem
Kofferraum eines Pkw′s erfolgen kann.
In Anbetracht der Tatsache, daß gegenwärtig der Elektro- An
trieb als der Umweltfreundlichste anzusehen ist, wurde dieser
hier hauptsächlich erwähnt, obwohl ein Teil der erfindungs
gemäßen Erkenntnisse auch für Verbrennungsmotore zutreffen, zu
mal diese immer schadstoffärmer werden und es sich hier um
Fahrzeuge handelt, die nur eine minimale Antriebskraft benötigen
und gleichzeitig soll durch diese Erfindung angestrebt werden,
möglichst die umweltfreundlichste und gesunderhaltendste Antriebs
art, die Manuelle, zu wählen.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist die Anwendung überwiegend auf
Fahrräder o. dergl. zugeschnitten, aber auch auf alle Zweiräder
analog übertragbar, besonders auf sogenannte Mofa′s.
Da als weitere Zielsetzung die günstige Transportmöglichkeit
stand, beispielsweise die in einem Kofferraum und das Problem
der erforderlichen Energie, z.B. in Form von Batterien, sowie
die ohnehin begrenzte Mitnahmemöglichkeit für Zweiradfahrer,
gaben die Veranlassung eine Vorrichtung zu schaffen, wobei
derartige Schwierigkeiten berücksichtigt werden.
Somit befaßt sich erfindungsgemäß diese Vorrichtung mit der
gesamten Ausbildung und Ausstattung von vorzugsweisen han
delsüblichen Zweirädern mit den verschiedensten Antriebs-,
Untersetzungs- und Übertragungsmöglichkeiten sowie mit der
Schaffung von speziellen für den motorantrieb geeignete Frei
lauf-Naben, Hauptabschalter und mit den Mitnahmemöglichkeiten
für Zweiräder, bis zum Beiwagen.
Durch die Schaffung dieser umfangreichen Erfindung ist die
Möglichkeit gegeben, auch dem Behinderten-Sektor ein Fahrgerät
anzubieten , daß eine Alternative zum herkömmlichen motor
isierten Krankenfahrstuhl darstellt, insbesondere für Behinderte,
deren Behinderung sich ausschließlich auf eine "außergewöhnliche
Gehbehinderung" bezieht, deren Ursache z.B. Atemnot ist.
Derartige Behinderte sind durch ihre Unbeweglichkeit ständig
auf fremde Hilfe angewiesen, da sie selbst außerstande sind,
sich mit manuellangetriebenen Krankenfahrstühlen fortzubewegen
und motorangetriebene Krankenfahrstühle nicht mit einem normalen
Pkw transportiert werden können, da diese zu schwer und zu un
förmig sind. Hinzu kommt, daß besonders bei Motorangetriebenen,
keine Möglichkeit besteht, daß noch verbliebene Leistungsver
mögen durch körperliche Bewegung zu trainieren und dadurch zu
erhalten.
Somit gehen die erfinderischen Vorteile weit über die Nutzung
als "Fahrrad mit Hilfsmotor" hinaus, denn es wurde hierdurch
ein dringend notwendiges Hilfsmittel für einen Personenkreis
geschaffen, der es am nötigsten hat und hierdurch echte Reha
bilation mit Unabhängigkeit zu Teil wird.
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß ihrem Oberbe
griff des Anspruch 1 .
Zum Stand der Technik wurde die DE-30 14 809 herangezogen, welche
wohl eine ähnliche Zielsetzung anstrebt, aber durch die hier auf
geführten bekannten Verallgemeinerungen, den Stand der Technik
nicht zu entnehmen ist, da keine spezifizierten Lösungen ange
boten werden.
Hinsichtlich des Kardan-Antriebes wurden die DE-31 20 553 und
DE-33 19 741 herangezogen. Bei beiden handelt es sich um Kegel
antriebe, die sich auf die Abänderung handelsüblicher Mehrgang-
Standartnarben für Fahrrad-Hinterräder, welche durch Treten
angetrieben werden, beschränken.
Da beide Kegelradantriebe aufgrund ihrer Ausbildung und Lagerung,
aus technischer Sicht, bezüglich der Nichteinhaltung von drin
gend erforderlichen Toleranzen, nur bedingt tauglich sind und
für den Motorantrieb völlig unbrauchbar, war die Zielsetzung
für eine brauchbare Vorderrad-Antriebsnabe für Kegelrad-,
Stirnrad- oder/und Schneckenradantrieb für motorbetriebene Fahr
räder gegeben.
Für Kegelradantriebe dieser Größenordnung gelten allgemein die
Toleranzen für Achsabstände ± 0,04 mm, für ein Achsmittenversatz
0,03 mm um ein zulässiges Flankenspiel von 0,07-0,13 mm zu
erreichen, wodurch ein erforderliches Tragbild, welches lebens
dauerbestimmend ist, zwischen Ritzel- und Radzahn zu erreichen
ist.
Weiterhin ist für den Wirkungsgrad und der Lebensdauer die Un
veränderlichkeit des Tragbildes der ineinandergreifenden Zähne
unter der Betriebsbelastung bei einem Kegelradantrieb sicher zu
stellen. Dieses wird durch ausreichend starkdimensionierte Wel
lendurchmesser und durch möglichst großen Lagerabstand der ein
zelnen Lagerungen erreicht. Nach allgemeingültigen Regeln, wird
bei Ritzelwellen mit "fliegender" Lagerung des 1,2fache vom
Teilkreisdurchmesser und bei Radwellen mit beidseitiger Lagerung
der Faktor 1,0 als Mindestmaß angestrebt.
Das die angeführten Kegelradantriebe der DE-3 10 553 und 33 19 741
diesen hohen, jedoch erforderlichen Anforderungen in keiner
Weise entsprechen, dürfte vorstehend ausreichend dargelegt sein.
Denn derartige Toleranzen können nicht eingehalten werden, wenn
nur der Kettenzahnkranz von einer handelsüblichen Hinterradnabe
mit einem entsprechendem Kegelrad durch Aufstecken ausgetauscht
wird, wie bei DE-31 20 553 vorgesehen. Hinzu kommt, daß die
Halterung des Ritzellagers als freitragende Konstruktion ausge
bildet ist, welches bauartbedingten, ständig wechselden Ver
änderungen unterliegt.
Auch der Kegelantrieb nach DE-33 19 741 unterliegt den selben
Kriterien, denn durch die auf viel zu geringen Abstand, der von
einander angeordneten Schulterlager, ist das Kippmoment unver
tretbar groß, diese weisen nur ein Verhältnis von 0,27 auf und
außerdem wird die Lagerung noch von einer in sich gelagerten
Nabe aufgenommen, wodurch diese mit radialen und axialen Spiel
sowie Unwucht behaftet ist. Weiterhin ist das Ritzellager,
welches von einem einseitig aufgestecktem Gehäusedeckel aufge
nommen wird, deplaziert und entspricht somit keinesfalls den
Anforderungen eines Kegelradgetriebes.
Um die notwendigen technischen Voraussetzungen für eine kon
stante, unveränderliche, passgenaue Lagerung, der in sich grei
fenden Kegelräder zu erreichen, ist die gemeinsame Unterbrin
gung in einem Gehäuse, wie nachstehend erfindungsgemäß darge
legt erforderlich.
Die herangezogene P 25 26 542, die einen elektromotorischen
Hilfsantrieb durch eine ein- und ausrückbare Rolle, mittels
einem an der Vordergabel angebrachten, federnden und schwenk
baren Anbausatz vorstellt, zeichnet sich durch die wesentlich
unterschiedliche Problemstellung ab.
Auch die P 24 00 971 zeichnet sich durch die Befestigungsart
an der Vordergabel sowie durch den Reibrollen-Antrieb ab, wo
durch diese als nicht identisch mit der vorliegenden Vorrich
tung anzusehen ist.
Während sich diese gegenständliche Vorrichtung zwar auch mit
einem vom Hinterrad unabhängigen Antrieb befaßt, wurden hier
Vorderrad-Antriebe mit dem Ziel entwickelt, Antriebsmöglich
keiten zu schaffen, die sich durch Witterungsbeständigkeit,
Wartungsfreiheit und Betriebssicherheit sowie durch eine hohe
Lebenserwartung mit möglichst hohem Wirkungsgrad abzeichnen.
Diese unumgänglichen Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen
Antrieb, besonders hinsichtlich der zur Verfügung stehenden ge
speicherten Energie, ist nur unter Ausnutzung des gegenwärtigen
technischen Niveaus zu erreichen, diese Gegebenheiten konnten
weder bei den aufgezeigten Reibrollen-Antrieben, noch bei den
vorstehenden Kegelrad-Antrieben festgestellt werden.
Erfindungsgemäß wurde ein wesentlicher Vorteil durch die Schaf
fung einer Montageplatte zur Aufnahme des Antriebs, der sogenann
ten Basisplatte (1) erreicht, welche so ausgebildet ist, daß sie
zur Aufnahme des gesamten Antriebs, Motor einschließlich der er
forderlichen Untersetzung, Schutz- und Schlüssel-Schalter und
Verkleidung mit Armaturen, geeignet ist und sich gleichzeitig als
leichtmontierbare, kompakte Halterung am Fahrzeug auszeichnet.
Die Anordnung des gesamten Antriebes im Fahrzeugbereich ist so
gewählt, daß außer den günstigen konstruktiven Vorteilen, kaum
eine hinderliche oder starke Beeinträchtigung des Benutzers hin
genommen werden muß, da durch die fast gleichseitige konstruktive
Belastung, auch eine relativ gleichseitige Gewichtsbelastung,
einschließlich der relativ schweren Batterien, erreicht wurde,
wie sie bei Elektro-Antrieben benötigt werden.
Bekannt sind Antriebe für Fahrräder, bei denen der gesamte An
trieb, also Motor einschließlich der Untersetzung und der Halterung,
einseitig angebracht sind, wodurch nicht nur eine Behinderung
durch das extreme Hervorragen gegeben ist, sonders auch durch
die einseitige Belastung sich erhebliche Nachteile bei der Be
nutzung ergeben. Hinzu kommt, daß diese Konstruktionen oft sehr
kompliziert und aufwendig sind, sowie wegen der gewünschten Ge
wichtsersparnis, trotzdem labil und dadurch reparaturanfällig.
Als weiteren Nachteil ist bei den bekannten Konstruktionen
die mangelnde Gewichtsverteilung auch gegenüber dem Vorder-
und Hinterrad festzustellen, da auch schon das ohne jeglichen
motorischen Antrieb versehene Fahrrad im Hinterradbereich
wesentlich stärkeren Belastungen ausgesetzt ist, als im Vor
derradbereich.
Somit kommt bei diesen Konstruktionen, außer den relativ schwe
ren Batterien, noch das nicht unerhebliche Gewicht von Motor,
Untersetzung und Halterung im hinteren Bereich hinzu.
Auch sind Ausführungen bekannt, wo die Batterien unterhalb vom
Tretlager angeordnet sind. Hierdurch wird die Bodenfreiheit
derart eingeschränkt, wodurch nicht nur die Gefahr der Beschä
digung, sondern auch eine erhebliche Unfallgefahr besteht.
Da die Mitnahme und der sachgemäße Umgang mit den Batterien
bei elektroangetriebenen Fahrzeugen besonders problematisch
ist, werden erfindungsgemäß mehrere Ausführungsbeispiele der
Energie-Versorgung, -Regelung, der Batterien-Anordnung,-
Transportmöglichkeiten und der Nachladung aufgezeigt.
Weitere Vorteile dieser Neuerung, ergeben sich aus den Ansprü
chen der Beschreibung und den Zeichnungen, welche als Ausfüh
rungsbeispiele die Erfindung schematisch darstellen.
Fig. 1 Antriebsaufnahme: Basisplatte 1;
Hinterbau-Befestigung (l a), Verstell und Spannmöglichkeit (11+12)
Fig. 2 Kraftübertragung: Kette;
Fig. 2a Kraftübertragung: Riemen
Basisplatte (1), Motor (2), Getriebe (3), Kette oder Riemen (4),
Freilauf-Nabe (6)
Fig. 3 Kraftübertragung: Welle
Basisplatte (1), Motor (2), Getriebe (3), Gelenk (4), Kardan-
Welle (5), Getriebe-Ausgang (5 a), Schutzverkleidung (5 b),
Antriebs-Nabe (6)
Fig. 4 Batterie-Zwillings-Box
Fig. 4a Batterie-Wechsel-Kassetten
(41), Aufnahmen (42)
Fig. 5 Batterie-Beiwagen; Halterung-Hinten (1), -Oben (2) -Vorn (2),
Fahrgestellrahmen (54), Rad-Halterung (55), Diagonal-Strebe (56)
Fig. 6 Antriebsnabe (6), Nabe (7), Zahnrad-Antrieb (8), Triebling (9),
Antriebs-Kegelrad (10), Zentralachse (11), Konuslager (12 a + 19 a)
Wälzlager (13 + 14 + 15), Konusverschraubung (12)
Fig. 7 Antriebsnabe - zweiteilig, Naben-Gehäuse (7), Kegelrad-Gehäuse
(8), Freilauf (18), Antriebs-Kegelradhälften (110 a + b), Steck
achse (111), Wälzlager (13+ 14), Lagerhülse (118), Antriebs
achse (119), Schulterlager (119 a + 120 a), Lagerkonus (120)
Fig. 8 Sicherheits-Hauptschalter; Innenrohr (201), Außenrohr (202)
Fig. 9 Sicherheits-Drehgriffschalter; Direkte Mitnahme (A), indi
rekte Mitnahme (B), Drehwiderstand oder Potentiometer (91),
Mitnehmer-Antrieb (92), Impulskabel (93), Rückholfeder (94),
Lenkerrohr (95), Drehgriff (96).
Fig. 1 zeigt die Montageplatte zur Aufnahme des jeweiligen
Antriebs, der sogenannten erfindungsgemäßen Basisplatte (1),
welche so ausgebildet ist, daß sie einen entsprechenden
Motor, einschließlich der erforderlichen Untersetzung und
Kräfteumlenkung aufnehmen kann und gleichzeitig die Kraft
schlüssige Verbindung zum Fahrzeug herstellt.
Um die kraftschlüssige Verbindung herstellen zu können, ist
sie so ausgebildet, daß sie im oberen Bereich, das mit Ge
winde versehende Rohr der Vordergabel, vorzugsweise eines
handelsüblichen Fahrrades, so umschließt, daß mittels der
am Lenkkopf vorhandenen Verschraubung die Befestigung er
folgen kann.
Im unteren Bereich der Basisplatte (1), erfolgt die Befestigung
an der Gabel selbst, mittels der Schraube, welche zur Be
festigung des vorderen Schmutzfängers vorgesehen ist.
Durch diese einfache und solide Aufnahme bzw. Befestigung
der gesamten Antriebseinheit, ist eine Montage oder Demon
tage auch von Laien in kürzester Zeit möglich, wodurch sich
die Lieferung als Nachrüstsatz anbietet bzw. eine wechselnde
Benutzung bei verschiedenen Fahrzeugen möglich ist.
Weiterhin ist vorgesehen, die Ausbildung der Basisplatte (1)
so auszubilden, daß diese über Verstell- und Spannmöglich
keiten derart verfügt, daß die Übertragungselemente, wie
beispielsweise Riemen und Ketten darstellen, gespannt werden
können und das möglichst gleichzeitige einfluchten und fix
ieren des jeweiligen Antriebs ermöglicht wird.
Weitere Ausbildungsbeispiele der Basisplatte (1) zeigen
Abb. 11 + 12 mit einer integrierten Schnellwechsel-Spann
vorrichtung, die so ausgebildet sind, daß die eingestell
ten Grundwerte des jeweiligen Motorantriebes, trotz Lösen
der Vorspannung, wodurch das Entfernen des Antriebriemens
bzw. Kette ermöglicht wird, erhalten bleibt. Hierdurch
würden sich wesentliche Vorteile hinsichtlich der schnel
len Montage sowie Demontage ergeben, welches sich besonders
beim getrennten Transport von Motorantrieb und Fahrzeug
abzeichnen würde.
Dieses Ziel wird durch eine seitlich geführte, verschieb
bare Grundplatte, welche beispielsweise durch Exzenter oder
Schrauben in die spannende Richtung verändert wird, er
reicht.
Weiterhin sieht diese Erweiterung eine Verstell- und Spann
möglichkeit durch eine auf Zug und Druck wirkende, stabili
sierende Verspannung vor, welche vorzugsweise doppelseitig
so ausgebildet ist, daß sie die auftretenden Kräfte, die
durch die Riemen- bzw. Kettenübertragung zwischen dem
Motorantrieb und der anzutreibenden Achse hervorgerufen
werden, sowie den Kräften, die durch das ungleichmäßige Ab
rollen infolge von Fahrbahnunebenheiten und durch das Ab
bremsen des Antriebrades hervorgerufen werden, entgegen
wirken kann. Durch diese relativ einfache, mit einem ge
ringen Eigengewicht herzustellenden Verspannung in Form
einer einstellbaren Verstrebung, kann eine Leichtbauweise
der jeweiligen Radaufnahme bzw. der Vordergabel erreicht
werden, welches einen nicht unbedeutenden Vorteil darstellt.
Mit Ausführungsbeispiel (13) wird eine Verspannung, beispiels
weise aus einem entsprechenden Gewindestab dargelegt, welcher
einerseits im Achsbereich und andererseits im oberen Bereich
vom Lenkkopf so angeordnet ist, daß dieser möglichst parallel
zur Gabel und Lenkkopf des Fahrzeuges verläuft, wodurch die
abgewinkelten, freitragenden Gabelenden wesentlich entlastet
werden.
Um gleichzeitig eine Verstell- und Spannmöglichkeit für die
Riemen- bzw. Kettenübertragung zu erreichen, wird der Gewinde
stab (134) im unteren Bereich durch ein entsprechendes Rohr
und eine Halterung (132) am Antrieb selbst geführt, um mittels
Gewindemuttern, die stabilisierende Verspannung der Gabel und
die Verspannung des Riemens bzw. der Kette zu ermöglichen.
Während vorstehend davon ausgegangen wurde, Vorder- bzw. Ein
zelräder, ein- oder mehrspuriger Fahrräder motorisch anzutrei
ben, kann es besonders bei Mehrspurigen von Vorteil sein, auch
Räder motorisch anzutreiben, die paarweise von Achsen aufgenom
men sind.
Dieses trifft besonders auf dem Behinderten-Sektor zu, so z.B.
bei Fahrgeräten, die durch Handkurbelantrieb vorn manuell ange
trieben werden und zusätzlich mit Motorantrieb versehen werden
sollen.
Deshalb ist erweiternd vorgesehen, die Antriebsaufnahme durch
die Basisplatte so auszubilden, daß sie außer, wie bisher dar
gelegt, auch vom Fahrzeugrahmen an anderer Stelle aufgenommen
werden kann, so beispielsweise bei bekannten Dreirädern im Be
reich der hinteren Achsaufnahme (1 a), wobei zur Befestigung
unter anderem die normale Gepäckträgerbefestigung dienen kann.
Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel mit Ketten und Getriebe-
Antrieb auf der Basisplatte (1) montiert, wobei ein Elektro-
Motor verwendet wurde, an welchem ein Getriebe angeflanscht
wurde, um eine kompakte Antriebseinheit mit Ketten-Übertragung
zu erreichen.
Hier wurde mittels normaler Fahrrad-Kette die Antriebskraft
auf ein handelsübliches Fahrrad - Hinterrad übertragen, wo
durch auch gleichzeitig die Freilauf-Eigenschaft genutzt wurden
konnten, wodurch die Möglichkeit geschaffen wurde, bei Abwärts
fahrten den Motor abschalten zu können, um Energie zu sparen,
oder durch Treten die Fortbewegung erfolgen kann.
Durch die vordere Verwendung eines handelsüblichen Hinterrades
als Antriebsrad, besteht die günstige Möglichkeit hierfür auch
eine handelsübliche Mehrgangnabe, vorzugsweise mit Trommelbremse,
zu verwenden wodurch die relativ minimale motorische Antriebs
kraft durch die stufenweise Untersetzung wesentlich besser ge
nutzt werden kann.
Fig. 2a zeigt beispielsweise die Vorrichtung mit der Basisplat
te (1), bei Verwendung eines Keilriemenantriebes und -unterset
zung ebenfalls als kompakte Antriebseinheit. Durch die Zwischen
schaltung einer Vorlegewelle wurde hier die erforderliche niedrige
Umdrehung erreicht und die Antriebskräfte auf ein normales Fahr
rad-Hinterrad geleitet, um auch hierbei die vorstehend aufge
zeigten Vorteile eines Freilaufes zu nutzen.
Fig. 3 zeigt die Gesamtanordnung eines Kardan-Antriebes, in dem
beispielsweise ein Elektro-Motor mit angeflanschten Getriebe an
der bereits beschriebenen Basisplatte (1) direkt oder mittels Ge
triebeaufhängung aufgenommen ist. Erfindungsgemäß ist die Getriebe
ausgangswelle, soweit seitlich versetzt und in die Richtung weisend,
daß die mit Gelenken versehene Kardan-Welle, möglichst ohne Ab
winkelung zum Anschluß des Zahnräderantriebes der Vordernabe (6)
führt, wodurch eine rohrartige Verkleidung ermöglicht wird.
Fig. 4 zeigt beispielsweise die Batterieanordnung mittels
einer sogenannten Batterie-Zwillings-Box, welche doppel
seitig so ausgebildet ist, daß sie durch Überhängen auf einen
handelsüblichen Gepäckträger getragen wird und so ausgelegt
ist, daß sie die gesamte Batterie-Kapazität durch zwei gleich
große und somit gleich schwere Batterien erbracht wird, auf
nehmen kann.
Während das vorstehende Ausführungsbeispiel nur eine günstige
Mitnahme der fest angeschlossenen Batterien aufzeigt, soll durch
die besondere Ausbildung von Batterie-Behältnisse, die als Bat
terie-Kassetten so ausgebildet werden, daß bei jeglichem Ein
satz von wiederaufladbaren Batterien, das bekannte, notwendige
werkzeugabhängige Ab- und Anklemmen zum Standort- oder Einsatz
wechsel der Batterien entfallen kann, welches zum schnellerem,
unkompliziertem, gefahrlosem und somit vorteilhafterem Batterie
wechsel führt.
Fig. 4a zeigt, wie erfindungsgemäß dieses Ziel, durch die Schaf
fung von typisierten Batterie -Kassetten mit entsprechenden Auf
nahmen erreicht wird, wenn diese so ausgeführt sind, daß die bat
terieeigene Ummantelung selbst oder eine zusätzliche Umhüllung
als Kassette so ausgebildet ist, daß sie am jeweiligen Verwendungs
ort von einer Aufnahme, welche auch als Halterung dient, so auf
genommen werden kann, daß durch Einfügen in dieselbe, gleichzeitig
der Batterie-Strom zur Halterung bzw. weiteren Bestimmung zuge
führt wird.
Durch die einheitliche Ausbildung der Kassette (41) kann den ver
schiedenen Erfordernissen entsprochen werden z.B. zur Energie-
Speicherung mit wechselseitiger Energie-Versorgung für den Elek
tro- Antrieb, für mobile oder stationäre Ladestationen sowie zur
einfachen Transport- oder Reserveanordnung.
Erfindungsgemäß wird der Batterie-Strom von den batterie
eigenen Anschlußklemmen durch Steck- oder Berührungskontakte
direkt oder indirekt, durch die Verwendung weiterer Leiter,
zur Kassetten-Aufnahme bzw. durch das Einfügen der Batterie-
Kassette geleitet und durch das Entnehmen der Kassette der
Stromkreis unterbrochen, wodurch das aufwendige Ab- und An
klemmen entfallen kann.
Durch diese Batterie-Ausbildung bzw. Anordnung ist es möglich,
Batterie-Kassetten-Halterungen mit integriertem Ladegerät zu
versehen, um sie zur Nutzung als Heim-Ladegerät oder als Mobile-
Ladestation zu nutzen, wenn diese beispielsweise im Kofferraum
von Pkws installiert wird, um während der Fahrt von der Licht
maschine, Batterien zu laden, die z.B. zum Antrieb von ebenfalls
mitgeführten Behinderten-Fahrzeugen bestimmt sind.
Bei der Nutzung als Heimladegerät, würde sich zur Energie-Spei
cherung außer dem Netzstrom, die Speicherung der Sonnenenergie
mittels Solargenerator anbieten, da dieser relativ schwach und
unregelmäßig ist und das Laden durch die Kassetten-Verwendung
vom Fahrzeug unabhängig ist, könnte eine Batterie-Garnitur für
den Antrieb des Fahrzeuges sorgen, während weitere geladen wer
den. Somit besteht die Möglichkeit eine gewisse Vorratserwirt
schaftung aus Solarenergie zu schaffen.
Zu dem Vorteil, daß bei ausgewogener Verhältnismäßigkeit, immer
geladene Antriebs-Batterien zur Verfügung stehen, würde noch der
Vorteil, daß geordnete und sicherverwahrte Batterien im Koffer
raum, durch die Kassetten-Anordnung in der Halterung, hinzukom
men. Weiterhin würden durch den Kassetten-Einsatz Bedienungs
fehler vermieden, die Sicherheit und der Gebrauchswert des elek
trisch angetriebenen Fahrzeuges wesentlich erhöht werden.
Bei dem heutigen technischen Stand der wartungsfreien und in
jeder Lage auslaufsicheren Batterien, ist es denkbar, daß
Batterien während ihrer gesamten Lebensdauer nur einmal in
die erfinderische Batterie-Kassette eingesetzt werden müssen,
bzw. daß die batterieeigene Umhüllung gleich als Kassette ent
sprechend ausgebildet ist.
So ist es derzeit schon möglich, wie (43) beispielsweise zeigt,
bei der Verwendung handelsüblicher Batterien, in Verbindung
mit einer umgebenden Kassette, die die Batterie entgegen ihrer
üblichen Einbauweise, mit den Anschlüssen nach unten in die
Kassette so anzuordnen, daß die Batterieigenen Anschlüsse als
Kassetten-Kontakte genutzt werden können, wenn geeignete Durch
brüche im Kassettenboden vorhanden sind und die endgegengesetz
ten Kontakte der Kassetten-Halterung federnd ausgebildet werden,
würde das Batterie-Eigengewicht eine gute Kontakt-Herstellung
unterstützen.
Um eine gute Handhabung der Batterie-Kassette zu erreichen, ist
mindest ein Griff an jeder Kassette (41) vorgesehen, wodurch die
Verwendung der erfindungsgemäßen Batterie-Kassetten in Verbin
dung mit den verschiedensten Kassetten-Halterungen, beispiels
weise bei batteriebetriebenen elektrischen Kleinfahrzeugen, wie
sie z.B. Behinderten-Fahrzeuge oder Fahrräder mit Hilfsmotor
darstellen, als optimale Lösung anzusehen ist.
Um diese Vorteile im Sinne der vorbeschriebenen Batterie-Zwil
lings-Box (4), welche als einteiliges Element dargestellt ist,
zu nutzen, ist vorgesehen, diese mehrteilig auszubilden beispiels
weise aus dem U-förmigen Mittelstück, als beidseitige Kassetten-
Halterung ausgeführt und den zwei einzelnen Batterie-Kassetten,
wie zuvor beschrieben.
Da das Mittelstück, als Kassetten-Halterung ausgebildet, bei
spielsweise mit dem Gepäckträger des jeweiligen Fahrzeuges fest
verbunden sein kann, ergibt sich im inneren Bereich der Halte
rung die Möglichkeit zur Aufnahme der Motorsteuerung (45), wel
ches einen weiteren Vorteil darstellt. Es ist jedoch auch prak
tikabel, wenn einzelne oder mehrere, getrennte Kassetten-Halte
rungen anderweilig platzsparend an ein- oder mehrspurigen Fahr
zeugen untergebracht werden können.
Die Anwendung der Batterie-Kassetten, einschließlich der hier
für erforderlichen Aufnahme bzw. Halterung, ist auch beispiels
weise mit losen, am Kabel installierten Kupplung möglich, wobei
dann hier das zusätzliche Zusammenkuppeln erfolgen muß. Weitere
Kassetten -Halterungen, als zuvor beschrieben, können jeweils
den Gegebenheiten der einzelnen Fahrzeuge angepaßt werden, so
z.B. bei Mehrspurigen, bei denen innerhalb der Konstruktion
oder auch in einem mitgeführten Beiwagen sich Kassetten-Halte
rungen anordnen lassen.
Fig. 5, zeigt ein Ausführungsbeispiel eines faltbaren Beiwagen
dieser Vorrichtung, der die Vorteile eines einspurigen Fahr
zeuges mit mehrspurigen Fahrzeugen kompensiert, welches beson
ders durch die erhöhte Stand- und Fahrsicherheit, älteren und
behinderten Menschen dienlich sein kann, aber auch beim Mit
führen von Kleinkindern nützlich ist.
Als weiterer Vorteil ist die erweiterte Mitnahmemöglichkeit an
zusehen, die sich durch das größere Platzanbegot und durch die
hierdurch erhöhte Tragfähigkeit auszeichnet, welches sich be
sonders bei elektroangetriebenen Zweirädern zur Aufnahme der
Batterien anbietet.
Der wesentliche Vorteil dieses Beiwagens, zeichnet sich durch
die faltbare und steckbare Ausführung ab, wodurch eine raum
sparende Unterbringung möglich wird, die besonders beim Trans
port, wie beispielsweise bei der Mitnahme im Kofferraum eines
Pkws von großer Bedeutung ist.
Bekannt sind Beiwagen für Motorräder, die wohl sehr bedingt
abnehmbar sind, aber nicht faltbar. Es sind auch mehrspurige
Fahrräder bekannt, hier handelt es sich um 3- und 4-rädige.
Diese sind jedoch so sperrig, daß sie für den Transport im
Kofferraum untauglich sind, auch wenn diese zerlegbar ausge
bildet sind, verbleibt nach zeitraubender Zerlegungsarbeit
ein unhandliches, sperriges Gebilde. Hinzu kommt, daß diese
mehrspurigen derart schwergängig sind, welches konstrukions
bedingt ist und durch einzelne hieraus resultierende Erfor
dernisse, wie das vorhandensein eines Ausgleichgetriebes usw.
hervorgerufen werden, wodurch ein derart hohes Eigengewicht,
das mehr als 30% von einem gleichgroßem Fahrrad mit Beiwagen
überschreitet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Beiwagen seitlich,
vorzugsweise an einem handelsüblichen Fahrrad so angeordnet
ist, daß weitgehendst, daß für einspurige Fahrzeuge typische
Fahrverhalten erhalten bleibt, welches für mehrspurige Fahr
zeuge normalerweise nicht gegeben ist und daß das Beiwagenrad,
einschließlich seiner Halterung (55) und dem Schmutzfänger, etwa
um 90 Grad so gefaltet wird, daß das Beiwagenrad mit dem übrigen
Fahrgestell (54) etwa parallel verbleiben kann, um dann das
Fahrgestell (54) durch ein weiteres Falten, ebenfalls in eine
fast parallele Lage zum jeweiligen Fahrzeug bringen zu können,
wodurch ein derart kompaktes Packmaß entsteht, daß es in einem
Kofferraum verstaut und somit leicht transportiert werden kann.
Erfindungsgemäß ist alternativ vorgesehen, daß, wenn die Um
stände er erfordern, der Beiwagen auch durch Lösen vorhandener
Schnellverschlüsse und/oder Steckverbindungen, von dem jewei
ligen Zweirad getrennt werden kann, sowie auch der Fahrgestell
rahmen (54) von der Halterung (55) trennbar ausgebildet sein
kann, um evtl. eine noch mehr platzsparende Unterbringung zu
ermöglichen.
Um die durch den Lenkeinschlag des jeweiligen Zweirades ent
stehende Kräfte, die besonders bei langsamer Fahrt stark auf
treten, aufzufangen bzw. aufzuheben, ist eine flexible Anbrin
gung, welches spurverändernd wirken kann vorgesehen, wodurch
der Fahrkomfort und die Sicherheit wesentlich erhöht wird.
Um diesen Vorteil zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Befesti
gungen des mitgeführten Beiwagens am jeweiligen Zweirad, an den
Befestigungspunkten 1 und/oder 2 so ausgebildet werden, daß
beim Auftreten größerer und somit störender Kräfte, die Spur
derart verändert, daß diese abgebaut bzw. aufgehoben werden
und nach Erreichung des Kräfteabbaues sich die Spur selbsttätig
wieder in die Normalstellung einstellt.
Erfindungsgemäß wird der Vorteil dadurch erreicht, daß der oder
die Bereiche der beidseitig längenverändernden Befestigungspunkte
so ausgebildet sind, daß diese durch einen entsprechenden Span
nungsdruck, der beispielsweise durch Federdruck, erbracht werden
kann, in Spur- bzw. Mittelstellung so lange gehalten werden, bis
dieser durch die unerwünscht auftretenden Kräfte überschritten
wird, um beim Nachlassen dieser negativen Kräfte die Mittelstel
lung wieder durch den einseitig aufgebauten und überhöhten Span
nungsdruck einzunehmen.
Fig. 6 zeigt beispielsweise eine neuentwickelte Antriebsnabe
(6), vorzugsweise ausgebildet als trommelgebremste Freilaufnabe
mit Zahnrad-Getriebe, welches besonders für den motorisierten
Vorderrad-Antrieb geeignet ist. Erfindungsgemäß war die Neuent
wicklung einer Antriebs-Nabe, durch die aufgezeigten Nachteile
der bereits bekannten, gegeben.
Erfindungsgemäß besteht die Antriebsnabe (6) aus der zylindri
schen Nabe (7) und dem Zahnrad-Antrieb (8), in dessen Gehäuse
ein zweifach außengelagerter Kegelrad-Triebling (9) so angeord
net ist, daß er in einem etwa 90-Grad-Winkel zum zweifach innen
gelagerten Abtriebskegelrad (10) eingreift.
Das Abtriebskegelrad (10) ist erfindungsgemäß als Hohlkörper
so ausgebildet, daß es von der Zentralachse (11) mittels zwei
Konuskugellager (12 + 19) aufgenommen werden kann.
Während das Abtriebskegelrad (10), außenseitig selbst ein Welz
lager (13) mit mindest einer integrierten Abdichtscheibe auf
nimmt, welches die Lagerung, Zentrierung und Abdichtung des
Kegelrad-Gehäuses (8) übernimmt und ein zweites Welzlager (14),
welches dieselbe Aufgabe für das Naben-Gehäuse (7) auf der In
nenseite übernimmt, wird die entgegengesetzte Seite von einem
weiteren Welzlager (15) übernommen, dessen Innenring auf der
verlängerten Konusverschraubung vom Lager (12) sitzt und von
einer Kontermutter (17) mittels Distanzscheiben (16) fixiert
wird.
Erfindungsgemäß ist die Ausbildung und die Lageranordnung so
gewählt, daß größtmöglichste Lagerabstände, trotz des relativ
minimalen Raumangebotes, erreicht werden, welche beim Triebling
(9) und beim Abtriebsrad (10) das 1,2fache vom jeweiligen
Teilkreisdurchmesser betragen. Somit wurde hinsichtlich der
Lagerabstände, die technischen Vorraussetzungen zur Erreichung
möglichst minimaler Kippmomente bei Betriebsbelastung erreicht.
Diese relativ günstigen Faktoren wurden erfindungsgemäß,
noch durch den kleinstmöglichen Abstand, von Zahnmitte (10) bis
Lagermitte (13) und durch die überdimensionalen Wellenstärken,
die beide Kegelräder aufweisen, erheblich unterstützt, welches
sich wiederum günstig hinsichtlich der auftretenden Kippmomente
auswirkt.
Die Verstellmöglichkeit ist erfindungsgemäß mittels der Zentral
achse (11) durch die Konus-Verschraubung (12+ 19) vorgesehen,
welche eine Feineinstellung des Flankenspiels gewährleisten. Bei
dem hier in Frage kommenden Modul 2, beträgt diese 0,07 bis 0,13 mm.
Im wesenlichem Gegensatz zu den vorgenannten Schriften, sieht
diese Erfindung vor, um die Unveränderlichkeit der eingestell
ten Werte sowie die minimale Toleranz der Achsabstände von
± 0,04 mm und dem Achsmittenversatz von 0,03 mm zu erbringen und
auch diesen trotz der auftretenden schwankenden Betriebsbelastungen
möglichst lange zu erhalten, ein kompaktes einteiliges Kegelgehäuse
(8) vor, welches so beschaffen ist, daß eine Welzschmierungmöglich ist,
Wodurch gleichzeitig hinsichtlich des Korrosionsschutzes, der
Fremdkörper-Fernhaltung und der Verschmutzung das Optimale er
reicht wird.
Die hierfür erforderliche Dichtheit wird erfindungsgemäß am
Austritt des Trieblings (9), unmittelbar am Außenlager (24), durch
einen handelsüblichen Dichtring (25), im Bereich der Zentral
achse (11) mittels einem O-Ring (21), mittels einer angepaßten
Verschraubung versehen. Auf der entgegengesetzten Seite der Zentralachse
(11) durch das Welzlager (15), welches mit mindest einer Dicht
scheibe versehen ist. Im Trennbereich zwischen dem Kegelrad-
Gehäuse (8) und dem Naben-Gehäuse (7), ist jedes Welzlager (13+
14) mindest mit einer Dichtscheibe versehen.
Durch diese Lageranordnung und einem hier nicht näher beschrie
benen Freilauf (18), zwischen den Lagern (14 + 15) sitzend, wel
che auf dem Kegelrad (10) angeordnet ist und außen mit kraft
schlüssigen Sitz am Naben-Gehäuse (7), wird eine vorzugsweise
für motorantriebausgelegte Antriebsnabe mit sogenanntem Über
holfreilauf erreicht, wodurch das Fahrrad im ursprünglichen
Sinn durch Treten fortbewegt werden kann, als auch durch Motor
kraft, wie auch denkbar an steilen Steigungen, durch den dop
pelten und somit gleichzeitig wirkende Antrieb.
Erfindungsgemäß ist das Naben-Gehäuse (7) in den Randbereichen
mit zwei umlaufenden Stegen zur Speichenaufnahme (27 + 28) und
auf der vom Antrieb entgegengesetzten Seite zur Aufnahme einer
Trommelbremse (26) ausgebildet um die Fahrsicherheit, auch hin
sichtlich des durch den Antrieb bedingten höheren Fahrzeugs-
Eigengewicht, zu erbringen.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausbildungsbeispiel der vorstehenden
Antriebsachse in einer teilbaren Ausführung.
Während bei der vorstehenden Antriebsachse bei einer Radmontage,
beispielsweise wegen einer Reifenreparatur, das Vorderrad ein
schließlich dem kompletten Kegelrad-Getriebe (8) ausgebaut wer
den muß, sieht die zweiteilige Ausführung erfindungsgemäß vor,
daß die Antriebsnabe (6) so ausgeführt ist, daß das Vorderrad
mit dem Naben-Gehäuse (7) und seinen Einbauten, durch Lösen und
herausziehen einer schraubbaren Steckachse (111) von dem Kegel
rad-Gehäuse (8) entfernt werden kann.
Dieser wesentliche Vorteil wird erfindungsgemäß relativ ein
fach gelöst, durch eine zweiteilige Ausbildung des Abtriebske
gelrades (110 b + 110 a) und der Neugestaltung einer Steckachse
(111) mit doppelseitig verschraubbarer Abtriebsachse (119).
Um die ausführlich bereits aufgezeigten erforderlichen kine
tischen Voraussetzungen zu erfüllen, ist vorgesehen, die Ab
triebsachse (119) so auszubilden, daß der Lagerabstand zur Auf
nahme der Abtriebskegelrad-Hälfte (110 a) größtmöglichst ist,
welches nur durch eine ungewöhnliche Verlängerung des Kegel
rades in Zahnrichtung möglich ist. Es ist denkbar, daß die
Herstellung zweiteilig erfolgen muß.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Abtriebsachse (119)
auf der einen Seite zur Aufnahme der Lagerhülse (118) und der
schraubbaren Steckachse (111) mittels Innengewinde sowie eines
unverstellbaren Schulterlagers (119 a) ausgebildet ist, während
andererseits zur Führung und Einstellung des Schulterlagers
(120 a), ein durch Gewinde verstellbarer Lagerkonus (120) vor
gesehen ist. Um die Einstellung des Lagerspiels (119 a + 120 a)
und des Flankenspiels der Kegelräder (9 + 110 a) zu ermöglichen,
ist vorgesehen die Antriebsachse (119) am freien Ende mit einem
Vierkant zu versehen und den verstellbaren Lagerkonus (120) so
auszubilden, daß er auf der lagerabgewandten Seite einen durch
eine umlaufende Fläche begrenztes Außengewinde zur Aufnahme
einer Gewindemutter (116) aufweist, welche durch eine Hohlkehle,
einen O-Ring als Dichtung aufnehmen kann.
Die Ausbildung des Lagerkonus (120) in Verbindung mit der Ab
triebsachse (119) und dem Kegelrad-Gehäuse (8), ermöglichen
durch die Verwendung von handelsüblichen Distanzscheiben, zwi
schen der umlaufenden Fläche des Lagerkonus (120) und dem Ke
gelrad-Gehäuse (8), eine optimale Einstellung der erforderli
chen Toleranzen. Um diese zu arritieren, ist eine sogenannte
Kontermutter (117) vorgesehen.
Auf der entgegengesetzten Seite des Kegelrad-Gehäuses (8),
also im Trennbereich, ist die Abtriebskegelrad-Hälfte (110 a),
mit einem Lagersitz zur Aufnahme des Wälzlagers (13) versehen,
welches die Radialkräfte zum Kegelrad-Gehäuse überträgt und
während das Rad ausgebaut ist, die Zentrierung übernimmt.
Da das Wälzlager (13) mindest einseitig mit einer Dichtschei
be versehen ist, ist hierdurch diesseitig die Abdichtung des
Kegelrad-Gehäuses vollzogen.
Um die Antriebskräfte von der Abtriebskegelrad-Hälfte (110 a)
auf die Hälfte (110 b) zu übertragen, ist vorgesehen, daß die
Abtriebskegelrad-Hälfte im Bereich der gegenseitigen Berüh
rungsflächen so zapfenartig ausgebildet sind, daß die anfal
lenden Radial- und Axialkräfte übertragen werden. Um die Zen
trierung bei der Montage und unter der Betriebsbelastung si
cherzustellen, ist vorgesehen, daß die Abtriebskegelrad-Hälfte
(110 a) so ausgebildet ist, daß sie ca. 1/2 in das anschließen
de Wälzlager (14) eingreift.
Erfindungsgemäß ist die weitere Ausbildung der Antriebs-Nabe
(6) die Gleiche, wie bei der vorstehend beschriebenen unteil
baren Ausführung, nur mit dem Unterschied, daß die Verbindung
zum Kegelradantrieb mittels der schraubbaren Steckachse (111)
erfolgt, welche so gestaltet ist, daß nach Lösen und Heraus
ziehen der Steckachse, ein Distanzring (121) frei wird, der
breiter ist, als die Länge der vorbeschriebenen zapfenartigen
Aussparungen der Abtrieb-Hälften (110 a + 110 b), wodurch die
Antriebsnabe (6) und somit das gesamte Antriebsrad frei wird,
obwohl der Zahnradantrieb, einschließlich dem Gehäuse (8) am
Fahrzeug verbleibt.
Vorstehend wurden beispielsweise Ausführungen für Kraftüber
tragungen durch Kegelräder aufgezeigt, diese Lösungen sind
analog ebenfalls für Zylinderschneckenübertragungen geeignet,
hierbei würde es sich nur um ein in geeigneter Form angepaßtes
Schneckenrad-Getriebe (8) sowie um die Schnecke (9) und das
Schneckenrad mit entsprechender Hohlachse für die Antriebs
teile (10 bzw 110 a + 110 b) handeln.
Fig. 8 zeigt beispielsweise die erfindungsgemäße Sicherheits-
Hauptabschaltung der gesamten Vorrichtung. Hierdurch soll so
wohl bei unbeabsichtigtem Einschalten der Antrieb nicht in
Funktion gesetzt werden, wie bei einem evtl. Sturz sich der
Antrieb sofort selbsttätig abschalten.
Erfindungsgemäß wird dieser Hauptabschalter so ausgebildet,
daß der für den Antrieb erforderliche Stromkreis nur dann
hergestellt ist, wenn der Fahrer die zum Fahren erforderliche
Sitzstellung eingenommen hat und durch sein Körpergewicht
der Sitz bzw. der Sattel belastet ist. Hieraus resultiert,
daß schon während einem Sturz, sich sofort der Antrieb ab
schaltet, da die erforderliche Sattelbelastung nicht mehr
vorhanden ist.
Die Hauptabschaltung dieser Vorrichtung wird beispielsweise
durch eine Sattelstütze entsprechend Fig. 8 erbracht. Sie ist
so ausgebildet, daß zwei teleskopartig ineinandergleitende
Rohre so fixiert sind, daß eine entsprechend starke Druck
feder (204) am weiteren Ineinandergleiten soweit hindert, bis
eine größere Kraft, z.B. Körpergewicht, diesen Federdruck
überwindet, wodurch gleichzeitig ein Schalter bzw. zwei
Schaltkontakte betätigt werden, die den Hauptstromkreis,
vorzugsweise über ein Schaltrelais, herstellen.
Die in Fig. 8 dargelegte Sattelstütze ist mit ihrem Außenrohr
(202) in der Sattelmuffe vom Fahrrad-Rahmen eingespannt, wäh
rend das Innenrohr (201) mit dem Sattel verschaubt ist, wo
durch bei der Sattelbelastung durch das Körpergewicht des
Fahrzeugbenutzers, der erforderlichen Kontakte hergestellt
wird.
Fig. 9 wird ein Sicherheits-Drehgriffschalter vorgestellt, es
handelt sich um einen vom Lenkerrohr aufgenommenen Drehgriff,
der dem sogenannten Gasdrehgriff, wie er bei Motorrädern Ver
wendung findet, analog die selben Aufgaben zu übernehmen hat
und äußerlich optisch ähnlich ist.
Da es sich bei Motorrädern überwiegend um Antriebe mit Ver
brennungsmotore handelt, wird hierbei die Motorregelung mit
tels Gasdrehgriff mechanisch durch Bowdenzüge zum Vergaser
schieber übertragen. Bekannt sind auch elektroangetriebene
Zweiräder, die mit diesem handelsüblichen Gasdrehgriff aus
gerüstet sind und mit dem freien Teil des Bowdenzuges ein
elektrischer Schalter betätigt wird.
Da es sich hier nur um eine Notlösung handeln kann, da dieses
aufwendig, kostspielig und störanfällig ist, hat sich diese Er
findung u.a. zur Aufgabe gestellt, eine Lösung zu finden, die
diese Nachteile beseitigt und außerdem zu Gunsten der Sicherheit
einen nicht unwesentlichen Beitrag hierdurch erbringt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Drehgriffschalter (9)
so ausgebildet ist, daß möglichst unmittelbar die Drehbewegungen,
ausgehend vom drehbaren Griff auf einen Drehwiderstand oder
einen Potentiometer (91), übertragen werden und von diesem die
elektrischen Signale per Kabel an eine elektronische Motor
steuerung weiter geleitet werden.
Fig. 9 stellt beispielsweise einen Drehgriffschalter unter (A)
mit direkter Mitnahme dar, sowie unter (B) mit indirekter Mit
nahme durch Kegelzahnräder.
Aus Gründen der Sicherheit und des Bedienungskomforts ist eine
selbsttätige Rückstellung beispielsweise durch eine Spiralfeder
(94), bei loslassen des Drehgriffes vorzugsweise vorgesehen, wo
raus resultiert, daß im Stillstand immer der Antrieb ausgeschaltet
ist, wodurch Bedienungsfehler mit evtl. Unfallfolgen vermieden
werden können und bei einem evtl. Sturz würde sich der Antrieb
sofort abschalten, da sich sofort die Aus- bzw. O-Stellung ein
stellen würde.
Da bei dieser Neuentwicklung die Reibungskräfte, im Gegensatz zur
herkömmlichen Bowdenzug-Übertragung, nur minimal auftreten, ist die
Drehrückführung fast ohne jegliche Verzögerung und bedarf somit
nur einer minimalen Rückholkraft, welches sich günstig auf die Be
dienung auswirkt und problemlos z.B. durch eine schwache Federspan
nung zu erreichen ist.
Claims (15)
1. Vorrichtung zum Motor -Antrieb von Fahrrädern o. dergl.,
insbesondere erkennbar, an der vorteilhaften Erweiterung
handelsüblicher Fahrräder, durch leichte Montage anzubrin
genden Haupt- und/oder Hilfsantrieb, welcher vorzugsweise
auf das Vorderrad einwirkt und unabhängig vom tretkurbel
angetriebenen Hinterrad, über eine ein- oder mehrgängige
Antriebsnabe, die über einen Überhol-Freilauf so eingreift,
daß der tatsächliche Antrieb selbsttätig, jeweils von dem,
mit der größten Geschwindigkeit angreifendem Rad übernommen
wird und bei etwa gleicher, ein gemeinsamer, wahlweiser,
variabler Mehrrad-Antrieb entsteht, der die Beeinträchtigung
des Benutzers durch das Mitführen, die Handhabung und die
Bedienung der gesamten Vorrichtung, einschließlich der er
forderlichen Energie-Versorgung durch die Batterien, sowie
der hierfür erforderlichen Energie-Speicherung, der Sicher
heitsabschaltung, sowie die Auswirkungen die durch die
höhere Belastung und des erhöhten Eigengewichts mittels ge
eigneter Bremsen, auf das mindeste einschränkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Montageplatte zur Aufnahme des Antriebs als Basisplatte (1)
so ausgebildet ist, daß sie zur Aufnahme des gesamten An
triebes, bestehend aus einem Motor, vorzugsweise ein Elek
tro-Motor, mit der jeweiligen Untersetzung sowie Umleitung,
Schutz- und Schlüsselschalter, Armaturen und der Schutzver
kleidung, geeignet ist und das die Kraftübertragung auf das
Antriebsrad mittels Kette (A), Keil- oder Zahnriemen (B)
und Kardan-Welle (C) zur Freilauf-Nabe (6), erfolgen kann,
- a) daß die Basisplatte so ausgebildet ist, daß diese vorzugs weise das mit Gewinde versehene Rohr der Fahrrad-Vordergabel ganz oder teilweise so umschließt, daß ihre Befestigung mit der üblichen Lenkkopf-Verschraubung erfolgen kann,
- b) daß die Basisplatte (1) im unteren Bereich so ausgebildet ist, daß sie im Bereich des Gabelkopfes befestigt werden kann, vorzugsweise mittels der üblichen, vorhandenen Schraube, welche zur Befestigung des vorderen Schutzbleches am Gabel kopf vorgesehen ist,
- c) daß die Basisplatte (1) so ausgebildet ist, daß sie zur Auf nahme von Riemen und/oder Getriebe-Untersetzung geeignet ist,
- d) daß die Kraftübertragung auf ein oder mehrere Antriebsräder, vorzugsweise auf ein Fahrzeug-Vorderrad mit Mehrgangnabe er folgt, mittels Kette Fig. 2, Keil oder/und Zahnriemen Fig. 2a oder Welle Fig. 3 vorzugsweise auf handelsübliche Freilauf- Naben erfogt, deren Aufnahme gegenüber der Basisplatte (1) durch verstellbare Verstrebungen stabilisiert ist,
- e) daß die von der Basisplatte (1) aufzunehmenden Untersetzungen und Umleitungen so ausgebildet sind, daß sie durch kraftüber tragende Maschinen-Elemente, wie Zahnräder, Ketten, Wellen oder/und Riemen erbracht werden können, aber auch durch bekann te Getriebe-Einheiten, wobei vorzugsweise am Motor angeflansch te Stirn,- Kegelrad,- und/oder Schneckenradgetriebe Verwen dung finden,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Basisplatte (1) so ausgebildet ist, daß die Befesti
gung auch am Hinterbau eines ein- oder mehrspurigen Fahrrades
erfogen kann, im oberen Bereich der Basisplatte, unter Ver
wendung der für den Gepäckträger vorgesehenen Befestigungs
bohrungen, während im unteren Bereich die Befestigung mittels
Umklammerung der Hinterradstrebe erfolgen kann (1 a),
- a) daß die Basisplatte (1) auch mehrteilig ausgebildet sein kann, aus mehreren Flach- oder Formmaterialien bestehen kann,
- b) daß die Basisplatte (1) so ausgebildet ist, daß sie über Verstell- und Spannmöglichkeiten (11 + 12) verfügt, die ein Spannen und/oder Einfluchten der Übertragungselemente, wel che aus Riemen, Ketten und/oder Wellen bestehen können, er möglichen und vorzugsweise so ausgelegt sind, daß bei Ab nahme der Antriebseinheit oder des jeweiligen Übertragungs elementes für die anschließende Montage die voreingestellten Werte erhalten bleiben,
- c) daß das Verstellen und Spannen mittels Zug- oder Druckschrau ben oder Exzenter erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet,
daß ein Antriebsstabilisator (13) so ausgebildet ist, daß
er geeignet ist, die Radaufnahme bzw. die Vordergabel eines
Zweirades derart zu stabilisieren, daß die auftretenden Kräfte
die durch Antriebsriemen- oder ketten übertragen und Abbrems
auswirkungen hervorgerufen werden, weitgehenst aufgefangen
werden,
- a) daß der Antriebsstabilisator (13) so ausgebildet ist, daß eine vorzugsweise doppelseitige strebenartige Verbindung vom Rad achsbereich (131) des Antriebsrades, über eine Querverbindung (132) vom jeweiligen Antrieb zum oberen Bereich (133) der Basisplatte (1) verläuft, welche unmittelbar mit dem Gewinderohr im oberen Lenkkopfbereich verbunden ist,
- b) daß der Antriebsstabilisator (13) so ausgebildet ist, daß er stufenlos auf Zug und Druck wirken kann, unabhängig von einander, in den einzelnen Bereichen, zwischen dem Radachsbereich (131) und der Querverbindung (132) sowie von dieser zum oberen Lenkkopfbereich (133) einstellbar ist,
- c) daß der Antriebsstabilisator (13) vorzugsweise so ausgebildet ist, daß er über einen Gewindestab (134) verfügt, welcher ganz oder teilweise von einem entsprechenden Rohr umgeben ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Energie-Versorgung bei Kraftfahrzeugen so ausgebildet ist, daß
durch die Verwendung von Kassetten und ihren Aufnahmen, die vor
zugsweise als Halterung dienen, wiederholte An- und Abklemmen
der Batterien entfällt,
- a) daß Batterie-Behältnisse für wiederaufladbare Batterien so aus gebildet sind, daß sie als typisierte Kassetten (41) sich dadurch auszeichnen, daß sie von den Aufnahmen (42) gleicher Typen so aufgenommen werden können, daß der Batteriestrom zur weiteren Verwendung auf die Aufnahmen oder Halterungen (43) oder ent gegengesetzt geleitet werden kann,
- b) daß der Batterie-Strom unmittelbar von den Anschlußklemmen der Batterien auf die erforderlichen Kontakte der Kassetten-Auf nahme (43) geleitet wird, auch durch starre oder flexible Leiter zu den Kontakten der Aufnahmen gelangen kann,
- c) daß der Batterie-Strom auch mittels flexibler Leiter, wie bei spielsweise Kabel darstellen, durch ein oder beidseitig frei hängende Kontakt-Kupplungen zwischen der in der Kassette be findlichen Batterie und der Kassettenaufnahme gelangen kann,
- d) daß die erfindungsgemäßen Batterie-Kassetten (41) so ausge bildet sein können, daß sie gleichzeitig die batterieeigene Umhüllung darstellen, aber auch als zusätzliche, vorzugsweise allseitigumkleidende zweite Hülle ausgeführt sein können,
- e) daß die Batterie-Kassetten (41) eine oder mehrere Batterien aufnehmen kann und vorzugsweise mit einem oder mehreren Grif fen zur besseren Handhabung versehen sind,
- f) daß die Batterie-Kassette und/oder die Aufnahmen so ausgebildet sind, daß vorzugsweise das Batteriegewicht zur guten Kontakther stellung ausgenutzt werden kann, welches aber auch durch Klemm-, Feder- oder Spannungsdruck erbracht werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet:
- a) daß die Batterie-Kassetten-Aufnahmen als Halterungen so aus gebildet sind, daß sie Batterie-Kassetten (21) gleicher Type aufnehmen können und vorzugsweise gleichzeitig durch das Ein führen der Batterie-Kassetten in die Lage versetzt werden, den Strom der Batterie aufzunehmen bzw. an diese abzugeben,
- b) daß die Batterie-Kassetten-Aufnahmen (41 + 42) über stromlei tende Kontakte verfügen, die vorzugsweise integriert sind, aber auch als lose stromleitende Kupplungshülle zur Stromführung ausgeführt sein können,
- c) daß die Batterie-Kassetten-Aufnahmen (42) Lage unabhängig aus geführt sein können, also auch vertikal oder horizontal,
- d) daß die Batterie-Kassetten-Aufnahme für einzelne oder gleich zeitig mehrere Kassetten so ausgebildet sein können, daß bei spielsweise paarweise zusammenhängend als Batterie-Zwillings- Box Fig. 4 verwendet oder paarweise durch zwei getrennte Bat terie-Kassetten-Aufnahmen erfolgen kann,
- e) daß die Batterie-Kassetten-Aufnahmen den jeweiligen Erforder nissen angepaßt werden können und so ausgebildet sein können, daß sie stationäre Verwendung finden bei jeglichen Batterie- Betrieb, sowie bei mobilen Einsatz der verschiedensten Energie- Speicherungsgründen, sei es zur Stromaufnahme oder/und -abgabe bzw. Bereitstellung der in der Kassette befindlichen Batterien,
- f) daß die erforderliche Batterie-Kapazität von einer Zwillings- Box (11) aufgenommen wird, die so ausgebildet ist, daß eine doppelseitige, niedrige und gleichseitige gewichtssymmetrische Anordnung der für den Antrieb bestimmten Batterien, im Bereich des Fahrrad-Gepäckträgers aufgenommen werden kann und dieser außerdem zur weiteren Mitnahme von Gepäck zur Verfügung steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet,
daß die erforderliche Batterie-Kapazität von einem, an einem
Zweirad mitgeführten Beiwagen (Fig. 5) aufgenommen werden kann,
welcher selbst mindest über ein Rad verfügt und wenigstens an
zwei verschiedenen Punkten am Zweirad, vorzugsweise so flexibel
angebracht ist, daß sowohl das Stehvermögen des Zweirades ge
geben ist, als auch die erforderliche Flexibilität, die es er
möglicht, das typische Fahrverhalten, welches normalerweise
nur einspurigen Fahrzeugen vorbehalten ist, zu erhalten und
gleichzeitig so ausgebildet ist, daß er durch Falten, Klappen
und/oder Trennen einzeln oder gemeinsam mit dem jeweiligen
Zweirad raumsparend verstaut werden kann,
- a) daß der Beiwagen gegenüber dem Fahrrad, derart flexibel verbun den ist, daß weitgehendst, das für einspurige Fahrzeuge typische Fahrverhalten, welches in den Kurven durch Schwerpunktverlage rung entsteht, erhalten bleibt und normalerweise bei mehrspurigen Fahrzeugen nicht gegeben ist,
- b) daß der Fahrgestellrahmen (34) als tragende Konstruktion so ausgebildet ist, daß das Beiwagenrad, einschließlich seiner Halterung (55) und dem Schmutzfänger, um etwa 90° so gefaltet werden kann, daß das Beiwagenrad im zusammengefalteten Zustand, etwa parallel zum übrigen Fahrgestellrahmen (34) verharrt, wäh rend dieser selbst, so gefaltet bzw. hochgeklappt werden kann, daß dieser zum jeweiligen Zweiradrahmen, in etwa, eine Parallele bildet,
- c) daß die Verbindungen und/oder deren Bereiche vom Zweirad zum Beiwagen, so ausgebildet sind, daß das Zweirad im Stillstand, trotz der flexiblen Aufnahme am Beiwagen, möglichst senkrecht frei stehend bleibt und am Umfallen, beispielsweise durch vor handene Anschläge, Feder-, Klemm- und/oder Spannungsdruck ge hindert wird,
- d) daß die Befestigungspunkte, beispielsweise so gewählt sind, daß ein weiterer Befestigungspunkt (3) im Bereich der Sattel muffe zur Aufnahme einer starren oder sich beidseitig längen verändernden Diagonalstrebe (56) Verwendung findet, die ander erseits mit dem Fahrgestellrahmen (54), vorzugsweise im Bereich der Radaufhängung (55) aufgenommen wird und drehbar gelagert oder in sich drehbar ausgebildet ist und durch Feder,- Klemm- und/oder Spannungsdruck in Mittelstellung so fixiert wird, daß hierdurch die Standfestigkeit des jeweiligen Zweirades er höht wird,
- e) daß alle Verbindungen vom Fahrgestellrahmen (54) zur Halterung (55) und zum jeweiligen Zweirad, vorzugsweise mit Aushäng- und/oder Steckverbindung bzw. Arretierung versehen sind, die ein schnelles, möglichst werkzeugloses Einstellen, Abnehmen und/oder Falten erlaubt,
- f) daß der Fahrkomfort eines am Zweirad mitgeführten Beiwagens durch eine spurverändernde Aufhängung erhöht wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Zahnrad-Getriebe Fig. 3(3), vorzugsweise ein Stirnrad-
Getriebe so angeordnet und ausgebildet ist, daß die Getriebe
ausgangswelle (5 a), soweit seitlich versetzt und in Richtung
weisend, daß die, vorzugsweise mit zwei Gelenken (4) versehe
ne Kardan-Welle (5), möglichst ohne Abwicklung zum Anschluß der
Antriebsnabe führt,
- a) daß die Kardan-Welle (5) so ausgebildet ist, daß diese von einer rohrartigen Schutzverkleidung umgeben sein kann, welche in den Endbereichen durch die Ausbildungen (5 a + 5 b) am Ge treibeausgang (3) und dem Anschluß der Antriebsnabe (6) auf genommen werden kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine für den Motorantrieb ausgelegte Antriebsnabe Fig. 6
(6), aus der Nabe (7) und dem Zahnrad-Antrieb (8) besteht,
welcher hier beispielsweise als Kegelrad-Antrieb aufgezeigt
wird, in dessen Gehäuse ein zweifach außengelagerter Kegel
rad-Triebling (9), so angeordnet ist, daß er in einem etwa
90° Winkel, zum Antriebs-Kegelrad (10) eingreift, welches
als zylindrischer Hohlkörper so ausgebildet ist, daß es
von der Zentralachse (11) mittels zwei Konuslager (12 a +
19 a) innenseitig mit dem größtmöglichen Abstand voneinan
der aufgenommen werden kann,
- a) daß das Abtriebs-Kegelrad (10) so ausgebildet ist, daß es durch die außenseitige Aufnahme von zwei Wälzlagern (13 + 14), welche mindest mit einer Dichtscheibe versehen sind, zum zentrierenden und kräfteübertragenden Verbindungsstück zwischen dem Kegelgehäuse (8) und dem Naben-Gehäuse (7) fungiert und hierbei die Dichtringe, die Abdichtung, sowohl gegenüber dem angrenzendem Gehäuse übernehmen als auch nach außen,
- b) daß die antriebsabgewandte Seite vom Naben-gehäuse (7), vor zugsweise als Trommelbremse zur Aufnahme der Bremsbacken so ausgebildet ist, daß es ein Wälzlager (15) aufnehmen kann welches selbst auf der verlängerten Konusverschraubung (12) so angeordnet ist, daß das Axialspiel von der Nabe (7) ein gestellt und fixiert werden kann.
- c) daß das Naben-Gehäuse (7) so ausgebildet ist, daß in seinen Randgebieten, je ein umlaufender Steg zur Speichenaufnahme vorhanden ist.
- d) daß die für den Antrieb erforderliche Kraftschlüssigkeit durch einen sogenannten Überholfreilauf (18), welcher entweder zwischen den Wälzlagern (15 + 14), auf dem Antriebskegelrad (10) so angeordnet ist, daß die Kraftschlüssigkeit von diesem auf das Naben-Gehäuse (7) übertragen werden kann oder dadurch, daß das Lager (14) so ausgebildet ist, daß es die Kraft schlüssigkeit durch Freilauf-Funktion übernehmen kann,
- e) daß der Kegelrad-Triebling (9) so ausgebildet ist, daß er die Antriebskräfte mittels einer Steckverbindung übernehmen kann, welcher vorzugsweise durch die teilweise Ausbildung als Hohlkörper, innen entsprechend beschaffen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebsnabe (6), zweiteilig so ausgebildet ist, daß ent
sprechend Fig. 7, das Naben-Gehäuse (7), einschließlich seinen
Einbauten vom Kegelrad-Gehäuse (8), durch Lösen und herauszie
hen der Steckachse (111) von einander getrennt werden kann.
- a) daß das Abtriebskegelrad (110), zweiteilig in zwei Hälften (110 a + 110 b), so ausgebildet ist, daß die Bereiche der hier durch entstehenden Berührungsflächen so ausgeführt sind, daß im betriebsbereiten Zustand die auftretenden Radial- und Axial kräfte einander übertragen werden, wobei außerdem die Abtriebs kegelradhälfte (110 a) so ausgebildet, daß diese auf der zahn abgewandten Seite, von einem Wälzlager (13), welches mit mindest einer Dichtscheibe versehen ist, aufgenommen werden kann und etwa bis zur Hälfte in das anschließende, ebenfalls mit mindest einer Dichtscheibe versehene Wälzlager (14), eingreift, in welchem die Abtriebskegelrad-Hälfte (110 b) gelagert ist,
- b) daß die Abtriebsachse (119) so ausgebildet ist, daß einer seits eine Aufnahme für die Steckachse (111), vorzugsweise durch eine Aufnahme mit Innengewinde, sowie für die Lager- Hülse (118), welche zunächst zylindrisch und im Endbereich konisch verläuft, gegeben ist und im selben Achsbereich au ßen, eine Aufnahme für ein Schulterlager (119 a) vorhanden ist, wobei ein zweites Lager (120 a) andererseits auf einem mit Gewinde versehenen verstellbaren Lagerkonus (120) auf die Abtriebsachse (119) so aufgeschraubt ist, daß die als Hohlkörper ausgebildete Abtriebskegelrad-Hälfte (110 a) eine beidseitige Schulter-Innenlagerung mit maximal mach baren, weitem Abstand von einander erhält,
- c) daß der verstellbare Lagerkonus (120) auf der lagerabge wandten Seite, ein durch eine umlaufende Fläche begrenztes Gewinde aufweist, welches geeignet ist, eine konstante Ver bindung zum Kegelrad-Gehäuse (8) mittels einer Gewindemutter (116) herzustellen, welche durch eine Hohlkehle einen O-Ring als Dichtung aufnehmen kann,
- d) daß die Lagerhülse (118) so ausgebildet ist, daß sie eine kraftschlüssige Verbindung zur Aufnahme von Radial- und Axi alkräften zur Abtriebsachse (119) und somit zur beidseitigen Aufnahme, der hier nicht näher erläuterten Fahrzeug-Gabel, mittels einer Steckachse (111), herstellt,
- e) daß die Lagerhülse (118) so ausgebildet ist, daß sie mindest zwei Wälzlager aufnehmen kann und diese selbst von verschie denen Bauteilen aufgenommen werden und vorzugsweise mindest ein Gewinde vorhanden ist, welches beispielsweise zur Fixierung von Lagern, Bremsplatten usw. geeignet ist,
- f) daß die Abtriebs-Hälfte (110 b) so ausgebildet ist, daß sie einerseits auf der Lagerhülse (118) innengelagert (112) ist und anderseits außen, durch ein Lager (14) gegenüber dem Naben- Gehäuse (7) abgestützt wird, welches auch gleichzeitig als Freilauf (18) ausgebildet sein kann bzw. ein Freilauf neben geordnet werden kann.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Antriebsnabe (6) auch so ausgebildet sein kann,
daß die vorgenannten Kegelrad-Antriebe, auch durch eine Schnec
kenrad-Übersetzung erbracht werden kann, wobei es sich dann
analog um ein Schneckenrad-Getriebe (8), sowie um die Schnecke
(9) und das Schneckenrad mit entsprechend ausgebildeter Hohl
achse (10) bzw. (110 b) handelt,
- a) daß die Antriebsnabe, eine handelsübliche Fahrradnabe, mit oder ohne Gänge sein kann, wie sie normalerweise als Hinter rad-Antrieb verwendet wird, aber vorzugsweise eine für den Vorderrad- und Motorantrieb ausgelegte Freilaufnabe, wie bei spielsweise Fig. 6 + 7 dargelegt, Verwendung finden kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftübertragung vom Motor über ein Schneckenrad-Ge
triebe (3), vorzugsweise auf das vordere Fahrzeugrad erfolgt,
mittels Kette, Keil- oder Zahnriemen o. dergl. auf eine handels
übliche Ein- oder Mehrgangnabe.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sicherheits-Hauptabschaltung für den gesamten Antrieb durch
die Sattel- bzw. Sitzentlastung des Fahrers bei motorange
triebenen Fahrzeugen vollzogen wird, wie beispielsweise bei
Fahrrädern o. dergl., durch die teleskopartig ausgebildete
Sattelstütze (Fig. 8),
- a) daß eine evtl. weitere Sicherheits-Abschaltung für den Antrieb durch ein Lenker-Drehgriffschalter (Fig. 9), besonders bei elektroangetriebenen Zweirädern, durch Loslassen des Dreh griffes ausgelöst wird, welcher gleichzeitig zur Regulierung der Leistungsabnahme Verwendung findet,
- b) daß die Sicherheits-Hauptabschaltung, entgegen der beispiels weisen Ausbildung der Fig. 8, so ausgebildet ist, daß die Ab schaltung direkt im Sattel- bzw. im Sitzbereich durch die Sitz entlastung des Fahrers, stattfindet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lenker-Drehgriffschalter Fig. 9, so ausgebildet ist, daß er
von einem Lenkerrohr aufgenommen werden kann und sich die
Drehgriffbewegung auf mindest einen Drehwiderstand und/oder
ein oder mehrere Drehpotentiometer, welche vorzugsweise mit
Ein- und Ausschaltung versehen sind, übertragen werden kön
nen,
- a) daß der Drehgriffschalter so ausgebildet ist, daß sich die Ruhestellung bei loslassen des Drehgriffes sofort selbst tätig, auf "Aus" bzw. "0" oder auf einen gewünschten niedri gen Wert einstellt, während bei entgegengesetzter Drehrich tung des Griffes die Einschaltung und/oder die Potenz zu nimmt,
- b) daß der Drehgriffschalter so ausgebildet ist, daß weitere, zusätzliche Schalter zum Schalten und/oder Regeln elektrischer Stromkreise der verschiedensten Bedienungsarten sowie Hebel, Griffe oder anderer Bedienungshilfen für mechanische oder hy draulische Kraftübertragungs-Elemente aufgenommen werden kön nen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Lenker-Drehgriffschalter Fig. 9 so ausgebildet ist, daß
sich der Einsatz auf alle elektrischen Schaltungen an Fahr
zeugen, Maschinen und Geräte o. dergl., erstreckt.
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