DK9600221U3 - Cykel med tilkoblelig elektrohjælpemotor - Google Patents

Description

i DK 96 00221 U3

Opfindelsen angår en cykel med tilkoblelig elektro-hjælpemotor og et i området omkring dens bagagebærer anbragt katteøje, hvor elektrohjælpemotoren forsynes fra en strømforsyningsenhed, og hvor motorstømmen kan styres ved hjælp af en 5 motorstrømregulator, der er omgivet af et hus.

Kendte cykler af denne art udmærker sig ved en meget miljøvenlig fremdrivning, hvor cyklisten ved stigninger og modvind gennem ekstra træden kan udligne elektrohjælpemotorens relativt ringe drejningsmoment. På grund af at der medio bringes en strømforsyningsenhed, der normalt realiseres med genopladelige akkumulatorer, opnås imidlertid en relativ høj egenvægt, der indskrænker effektiviteten af fremdrivningen.

For at realisere en bedst mulig udnyttelse af den til rådighed stående energi, har ved sådanne kendte cykler en motor-15 strømregulator til omdrejningstalsregulering, med hvilken det bedste omdrejningstal af motoren til de gældende kørselsbetingelser kan indstilles. Kendte cykler har her motorstrøm-regulatoren anbragt direkte på styret, hvorved der fremkommer en ugunstig vægtfordeling mellem fremdrivningens enkelte 20 komponenter. På grund af den på styret indvirkende vægt, fremkommer der en usymmetrisk kraftvirkning, der påvirker cyklens kørselsstabilitet væsentligt. Der skal altså altid modstyres med hånden for at modvirke forhjulets tendens til slingren. Endvidere vandrer tyngdepunktet ved sådanne an-25 ordninger i retning af kronrøret, hvilket er til ulempe for cyklens køreegenskaber.

Det er således opfindelsens opgave, at anvise en cykel af den indledningsvist nævnte art, ved hvilken der er realiseret en gunstig vægtfordeling af de enkelte komponen-30 ter, og hvor cyklens køreegenskaber trods hjælpefremdrivnin-gen er meget gode.

Ifølge opfindelsen opnås dette derved, at motorstrøm-regulatoren er anbragt i området omkring den bageste ende af bagagebæreren, og at katteøjet eventuelt er fastgjort til 35 motorstrømregulatorens hus.

Derved er motorstrømregulatorens vægt på den ene side anbragt relativt lavt, og på den anden side anbragt i nærheden af den øvrige cykels tyngdepunkt. Dette indvirker sær- 2 DK 96 00221 U3 deles positivt på cyklens køreegenskaber, da den derved bliver mere kørselsstabil og sporsikker.

Desuden er elektromotoren ved de hidtil kendte cykler med ekstra elektrofremdrivning anbragt på cyklens ramme, eksempelvis på saddelrøret, eller på specielle på rammen anbragte stivere til montering af elektromotoren. Ved denne anordningsmåde fremkommer den ulempe at elektromotoren er monteret i relativ stor afstand fra jorden, derved forskydes hele cyklens tyngdepunkt opad, og håndteringen af cyklen bliver således sværere. Således bliver f. eks. støtte ved hjælp af en støttefod mindre stabil, den normale kørsel kræver mere opmærksomhed med hensyn til at opretholde ligevægten, og ved traikning vælter cykelen lettere. Endvidere må der til montering forudses specielle indretninger, som f. eks. de allerede nævnte stivere eller lignende monteringshjælpemidler, hvorved indbygning af en elektrofremdrivning i en almindelig cykel bliver omstændelig. For at anbringe tyngdepunktet gunstigst muligt ved hjælp af elektrohjælpemotoren ved en cykel ifølge opfindelsen og for at muliggøre en enkel montering af elektromotoren kan det i videre udformninger af opfindelsen forudses, at elektrohjælpemotoren, der fortrinsvis er udformet som gearmotor, er fastgjort til en plade, fortrinsvis støttefodsmonteringspladen, anbragt på baggaflen i området omkring kranken.

Derved kommer elektromotoren til at ligge relativt lavt over jorden, og der fremkommer dermed ingen forskydning opad af det samlede tyngdepunkt, tværtimod opnås sågar en fordelagtig forskydning nedad af cyklens tyngdepunkt. Ved anvendelse af denne på næsten enhver cykel seriemæssigt forhåndenværende .støttefodsmonteringsplade, er det ikke nødvendigt med et ekstra monteringshjælpemiddel til fastgørelse af elektrohjælpemotoren.

I videreudviklinger i henhold til opfindelsen kan gearmotoren have en monteringsflange, der kan indbringes i en not udformet på undersiden af støttefodspladen, og gearmotoren kan fastgøres til støttefodspladen ved hjælp af en skrue, der går gennem støttefodspladen og griber ind i et på monteringsflangen anbragt gevind.

3 DK 96 00221 U3

Ved en sådan udformning af monteringsflangen kan gearmotoren fastgøres særligt simpelt og pålideligt.

Det kan være særligt fordelagtigt, at gearmotorens gear er udformet som snekkegear.

5 Ved hjælp af et snekkegear kan de til fremdrivning af en cykel nødvendige drejningsmomenter overføres pålideligt ved forholdsvis små dimensioner af gearet.

Det kan endvidere forudses at gearmotorens udgående aksel kan forbindes med en drivforbindelse via en første fri-10 løbsindretning.

Ved hjælp af denne indretning opnås, at gearet og elektromotoren ikke skal bevæges med ved normal trædedrift. Ved en udførelse som snekkegear er anvendelsen af et friløb tvingende nødvendigt, da snekkegearets udgående aksel ikke 15 kan bevæges udefra.

I denne sammenhæng kan i en videreudvikling ifølge opfindelsen drivforbindelsen udgøres af et kædedrev der driver cyklens baghjul.

Derved sikres en pålidelig overførsel af elektromo-20 torens drejningsmoment til baghjulet.

I en videre udformning af opfindelsen kan motorstrøm-regulatorens hus være forbundet med bagagebærerens bageste tværstiver, fortrinsvis ved hjælp af en skrueforbindelse.

Derved kan en meget solid og sikker fastgørelse af 25 motorstrømregulatorhuset opnås.

Endvidere kan katteøjet være fastgjort til motor-strømregulatorens hus ved hjælp af en snaplåsforbindelse.

På denne måde kan en hurtig montering af katteøjet udføres, der på grund af katteøjets ringe egenvægt, har helt 30 tilstrækkelig fasthed.

I denne sammenhæng kan snaplåsforbindelsen udgøres af snaplåsehager udformet på motorstrømregulatorens hus og åbninger udformet i bagvæggen af katteøjet, hvor snaplåseha-gen udgøres af et stiftformet element med et fremspring, i 35 hvilket der i længderetningen er findes en spalte, der muliggør en fjedrende låsning.

Derved lader katteøjet sig fastgøre på særlig enkel vis.

4 DK 96 00221 U3

Et yderligere træk ifølge opfindelsen kan være, at motorstrømregulatoren har en første og en anden, af hinanden uafhængige, strømbegrænsningsindretninger, hvor den første strømbegrænsningsindretning begrænser motorstrømmen og den anden strømforsyningsstrømmen.

På denne måde forhindres det på den ene side, at motorstrømmen ved for høj belastning kommer ind i et for motoren utilladeligt område, og på den anden side forhindres det, at strømforsyningsenheden belastes ud over sin mærkestrøm.

Ifølge en anden variant i henhold til opfindelsen kan det forudses, at motorstrømregulatoren til den elektriske adskillelse af strømforsyningsenheden og elektrohjælpemotoren har et motorstrømrelæ, der fortrinsvis kontrolleres af en omskifter, der kan spærres ved hjælp af en nøgle.

Derved er det muligt at bevirke en sikker elektrisk adskillelse af strømkredsen. Dette kan tjene som nødafbryder, der på styret kan udføres tilsvarende lille, men som også via relæstyringen kan udkoble den gennem motoren virkende last, selv ved den maksimale strøm. Endvidere kan spærrefunktionen anvendes som tyverisikring.

Ifølge en anden variant i henhold til opfindelsen kan der til styring af motorstrømregulatoren være udformet et drej egreb på cyklens styr, der i afhængighed af sin vinkelstilling drejer et modstandspotentiometer, der er en del af styrekredsen.

Derved kan man indstille motorstrømmen efter behov, uden at skulle tage hånden fra styret.

I en videre udførelse af opfindelsen kan der i potentiometerets slutstillingen betjenes en til/fra afbryder, der bevirker en afbrydelse af motorstrømmen.

Derved kan motorstrømmen ved hjælp af drejeknappen på simpel vis kobles til og fra.

Som et videre træk i henhold til opfindelsen kan strømforsyningsenheden udgøres af to genopladelige akkumulatorer, der befinder sig i to saddeltasker anbragt på bagagebæreren.

5 DK 96 00221 U3

Derved bliver akkumulatorernes vægt fordelt særdeles godt i forhold til cyklens tyngdepunkt og motorstrømregula-toren, således at der opnås meget gode køreegenskaber for cyklen ifølge opfindelsen.

5 Opfindelsen beskrives i det følgende, som udførelses eksempel og under henvisning til tegningen. Her viser fig. la den bageste del af en udførelsesforra af cyklen ifølge opfindelsen set fra siden, fig. Ib cykelen fra fig. la set bagfra, 10 fig. 2 træde- og elektrofremdrivningen set skematisk ovenfra, fig. 3 den på støttefodspladen anordnede gearmotor set fra siden, fig. 4 den på støttefodspladen anordnede gearmotor i 15 set ovenfra, fig. 5a et forstørret deludsnit af fig. la som eksplosions billede, og fig. 5b fig. 5a set bagfra i samlet tilstand.

Den i fig. la og lb viste cykel ifølge opfindelsen 20 har som en konventionel cykel en trædefremdrivning 50, 60, der er sammensat af en aksel 22 lejret i en krank 113, og et forreste kædehjul 53, der drives via pedaler 60, og som via en første drivkæde 61 driver et første bageste kædehjul 65 anbragt på et baghjul 45. Udover denne trædefremdrivning har 25 cyklen ifølge opfindelsen en elektrohjælpefremdrivning, der kan tilkobles efter behov. Denne omfatter en gearmotor 11, der er fastgjort til en plade 13, anbragt på baggaflen 12 i området omkring kranken (fig. 3). Ved den i fig. la, lb, 2, 3 og 4 viste udførelsesform af opfindelsen udgøres denne 30 plade af en støttefodsmonteringsplade 13, på hvilken der normalt er monteret en vippestøttefod, på hvilken motoren er fikseret ved hjælp af en skrueforbindelse. Elektrohjælpemotoren behøver ikke at være en elektrogearmotor, men kan også foreligge som andre former for elektromotorer.

Gearmotorens 11 drivaksel 110 i fig. 2 og 3 kan forbindes med en fremdrivningsindretning, fortrinsvis sker denne forbindelse via en første friløbsindretning 114. Alternativt 35 6 DK 96 00221 U3 kan der dog også være en stiv forbindelse mellem drivaksel 110 og drivforbindelse.

I den i figurerne la til 4 viste udførelsesform udgøres denne drivforbindelse af et kædedrev, der driver bag-5 hjulet 45, hvor gearmotorens 11 drejebevægelse, svarende til trædefremdrivningen, overføres via udgangskædehjulet 111 til en anden drivkasde 62, og af denne via et andet bageste kædehjul 66 overføres til baghjulets aksel 10. Alternativt kan drivforbindelsen også udgøres af et tandremsdrev, kilerems-10 drev eller lignende.

Forbindelsen af de to bageste kædehjul 65, 66 med bagakslen udgøres af en anden friløbsindretning 14. Denne kan enten være udført som konventionel enkel friløbsindretning, hvor de 2 bages te kædehjul 65, 66 er stift forbundet med hin-15 anden og via en fælles friløbsindretning virker på baghjulets aksel, eller som dobbelt friløbsindretning, dvs. hvert af de to kædehjul 65, 66 virker via en separat friløbsindretning på baghjulets aksel. Udførelsesformen som dobbelt friløb har overfor udførelsesformen med enkelt friløb den fordel, at 20 trædedrevets kaededrev ikke drejer med under drift af gearmotoren, altså at: pedalerne 60 forbliver i ro.

Måden gearmotoren 11 er fastgjort på cyklen, er vist i fig. 3 og fig. 4. Gearmotoren 11 har en monteringsflange 15, hvilken monteringsflange 15 kan indbringes i en not 130 25 xidformet på undersiden af støttefodspladen 13. Da gearmotorens 11 monteringsflange 15 er udformet til at passe nøjagtigt i denne not 130, sikres gearmotoren 11 mod drejning om den lodrette akse, ved den blotte indbringelse af monteringsflangen i denne not 130. Den egentlige fiksering af gearmotoren 30 11 sker ved hjaalp af en skrue 16, der går gennem støttefods pladen 13, og griber ind i et gevind 18 i monteringsflangen 15. Hertil kan der som vist på tegningen være anordnet en modplade 17 på oversiden af baggaflen 12, som hovedet af skruen 16 ligger an mod. En anordning med en sådan modplade 35 har overfor den anden tænkelige variant, nemlig at udforme skruen 16 med kortere gevind og lade skruehovedet ligge an mod støttefodspladen selv, den fordel, at skruehovedet er 7 DK 96 00221 U3 lettere tilgængeligt med værktøj og dermed lettere at montere .

Da noten 130 ved samtlige cykeltyper i det væsentlige er parallel med krankakslen 22, kan udgangskædehjulet ved 5 hjælp af den ovenfor beskrevne fastgørelse af gearmotoren 11 ved passende nøjagtig udformning af monteringsflangen 15 på særlig nem vis rettes ind flugtende med det bageste kædehjul 66 ved næsten enhver cykeltype. Eftermontering af den her beskrevne elektrofremdrivning på en konventionel cykel er altså 10 på særlig enkel vis mulig.

I det viste udførelseseksempel udgøres elektrohjælpe-motoren af en elektromotor med permanentmagnetisering og et meget lavohmet anker, med hvilken der kan nås en virkningsgrad større end 80%. Gearmotorens gear er f. eks. udformet 15 som snekkegear med stålsnekke og bronzehjul. Andre udførelsesformer af gearet er dog også mulige, som f. eks cylindrisk tandhjulsudveksling, konisk tandhjulsudveksling eller lignende .

Den til drift af gearmotoren 11 nødvendige strømfor-20 syning 20, f. eks. en genopladelig akkumulator, er anbragt i to dele i en dobbelt saddeltaske 21 anbragt på cyklens bagagebærer 3. Fra motorstrømregulatoren forløber en delvist fritliggende ledning 71 til den bageste del af bagagebæreren 3, i hvis område motorstrømregulatoren 4 er anbragt ifølge 25 opfindelsen. Det katteøje 2 der ellers er anbragt på dette sted, er fastgjort til motorstrømregulatorens hus. Den kan dog i givet fald være anbragt et andet sted, eller helt udelades hvis den i et land ikke er foreskrevet af lovgivningen. Fra motorstrømregulatoren 4 udgår endnu en ledning 30 72, der ligeledes er delvist fritliggende, til forsyning af gearmotoren 11. Her er ledningerne 71, 72, så vidt det er muligt, lagt tæt på rammens forløb ved cyklen ifølge opfindelsen .

Ved hjælp af et betjeningselement, der ikke er vist 35 på tegningen, der anbragt på rammen af cyklen ifølge opfindelsen, kan omdrejningstallet af gearmotoren 11, og dermed cyklens hastighed, påvirkes ved at styre motorstrømregulatoren 4. Motorstrømregulatorens indstillingsområde udgør 0- DK 96 00221 U3 a 100%. Denne har til opgave at holde den givne motorstrøm konstant uafhængigt af de optrædende belastninger. Særligt foretrukket er en udførelsesform af motorstrømregulatoren, hvor der er to af hinanden uafhængigt virkende strømbegræns-5 ninger, hvor en første strømbegrænsning forhindrer overskridelse af en maksimal motorstrøm, og en anden strømbegrænsning forhindrer overskridelse af en maksimal strømforsyningsmærkestrøm. Herved er en beskyttelse af begge disse indretninger sikret under alle forekommende betingelser uafhængigt at 10 driftssituationen. De til den elektriske forbindelse af betjeningselementet med motorregulatoren nødvendige ledninger er ikke vist i figurerne, men forløber imidlertid langs rammedelene eller i selve rammen, således at brugeren ikke forstyrres i sine bevægelser.

15 Det ikke viste betjeningselement kan eksempelvis være udformet således, at styrets greb er udformet som drej egreb, der i afhængighed af sin vinkelstilling drejer et potentiometer. Den respektivt indstillede vinkelstilling svarer så til en modstandsværdi, der anvendes til styring af motorstrømmen. 20 Potentiometeret kan i sin slutstilling have en omskifter der, styrer et motorstrømrelæ, således at motorstrømmen kan slås til og fra. Endvidere kan der på styrgrebet eller i dets område være en nødafbryder til afbrydelse af motorstrømmen, således at der kan opnås en sikker adskillelse af motor og 25 strømforsyning. Ved at styre et motorstrømrelæ kan også store strømme klares af selv en meget lille afbryder. Endvidere kan der også være en til/fra afbryder, der kan spærres med en nøgle, der spærbart kan afbryde forbindelsen mellem motor og strømforsyning, hvilket under visse omstændigheder kan an-30 vendes til tyverisikring.

Endvidere kan der på styret være anbragt en tofarvet LED-indikator, der ved grønt indikerer driftsklar, og ved rød indikation advarer mod lav ladetilstand af strømforsyningen, f. eks. akkumulatoren.

Cyklen ifølge opfindelsen er udrustet med en normal bagagebærer 3, der er monteret ved den bageste hjulgaffel og hjulaksel. I det væsentlige består den af to bøjler der for- 35 9 DK 96 00221 U3 løber langs siden af baghjulet 45 og en tværstiver 1. På denne er motorstrømregulatoren anbragt.

I fig. 5a og 5b er detaljen A fra fig. la vist, hvor to skruer 31 er skruet igennem tilsvarende boringer 49 i 5 bagagebærerens 3 tværstiver 1 ind i gevindboringer 48 i motorstrømregulatorens 4 hus 40. Forbindelsen af tværstiveren 1 og motorstrømregulatorhuset kan dog også gennemføres med andre egnede forbindelsesmidler. Derved kan motorstrømregulatorens 4 hus 40 skrues fast på bagagebæreren 3. På denne måde 10 opnås en meget.gunstig vægtfordeling på cyklen og en stabil fastgørelse af motorstrømregulatoren 4.

Et katteøje 2 fastgøres med en snaplås 5 til motorstrømregulatorens 4 hus 40. Hvor snaplåsen 5 består af 2 låsehager anbragt på den overfor husets 4 fastgørelsesside 15 liggende væg, der kan bringes til indgreb i en boring 59 i katteøjets 2 bagvæg. Hvor låsehagerne kan være udformet således, at de griber ind i de åbninger, der er forudset til fastskruningen af katteøjet. Hvor katteøjet er et gængs reflekselement til cykler, som er obligatorisk i mange lande. 20 Låsehagen 5 udgøres ifølge fig. 5a af et stiftformet element med et fremspring, ved hvilket der i længderetningen er udtaget en spalte, der muliggør den fjedrende låsning af låsehagerne 5. I indskudt tilstand går de under indskydningen i åbningen 59 sammenpressede dele igen tilbage til deres ud-25 gangsposition, medens fremspringet forhindrer at elementet kan glide ud af åbningen 59.

Fastgørelsen, af, katteøjet 2 på motorstrømregulatorhuset 4 kan dog også ske med vilkårligt valgte andre forbindelsesmidler .

Claims (14)

1. Cykel med tilkoblelig elektrohjælpemotor (11) og et i området omkring dens bagagebærer (3) anbragt katteøje (2) , hvor elektrohjælpemotoren (11) forsynes fra en strøm- 5 forsyningsenhed (20), og hvor motorstømmen kan styres ved hjælp af en motorstrømregulator (40) , der er omgivet af et hus (4) , som er ny ved, at motorstrømregulatoren (40) til elektrohjælpemotoren er anbragt i området omkring den bageste ende af bagagebæreren (3) , og at katteøjet (2) i givet fald 10 er fastgjort til motorstrømregulatorens (40) hus (4).

2. Cykel ifølge krav 1, som er ny ved, at elektrohjælpemotoren der fortrinsvis er udformet som gearmotor (11) , er fastgjort til en plade, fortrinsvis støttefodsmonteringspladen (13) , anbragt på baggaflen (12) i området omkring 15 kranken (1).

3. Cykel ifølge krav 2, som er ny ved, at gearmotoren (11) har en monteringsflange (15) , der kan indbringes i en not (130) udformet på undersiden af støttefodspladen (13), og at gearmotoren (11) kan fastgøres til støttefodspladen, ved 20 hjælp af en skrue (16), der går gennem støttefodspladen (13) og griber ind i et på monteringsflangen anbragt gevind.

4. Cykel ifølge krav 2 eller 3, som er ny ved, at gearmotorens (11) gear er udformet som snekkegear.

5. Cykel ifølge et af kravene 2 til 4, som er ny ved, 25 at gearmotorens (11) udgående aksel (110) kan forbindes med en drivforbindelse via en første friløbsindretning (114) .

6. Cykel ifølge et af kravene 1 til 5, som er ny ved, at drivforbindelsen udgøres af et kædedrev, der driver cyklens baghjul.

7. Cykel ifølge et af kravene 1 til 6, som er ny ved, at motorstrømregulatorens (40) hus (4) er forbundet med bagagebærerens bageste tværstiver, fortrinsvis ved hjælp af en skrueforbindelse (31, 49, 48).

8. Cykel ifølge et af kravene 1 til 7, som er ny ved, 35 at katteøjet (2) er fastgjort til motorstrømregulatorens (40) hus (4) ved hjælp af en snaplåsforbindelse (5, 59). DK 96 00221 U3

9. Cykel ifølge krav 8, som er ny ved, at snaplåsforbindelsen udgøres af snaplåsehager (5) udformet på motor-strømregulatorens (40) hus (4) og åbninger udformet i bagvæggen af katteøjet (2), hvor snaplåsehagen (5) udgøres af et 5 stiftformet element med et fremspring, i hvilket der i længderetningen findes en spalte, der muliggør en fjedrende låsning.

10. Cykel ifølge et af kravene 1 til 9, som er ny ved, at motorstrømregulatoren (40) har en første og en anden, 10 af hinanden uafhængige, strømbegrænsningsindretninger, hvor den første strømbegrænsningsindretning begrænser motorstrømmen og den anden strømforsyningsstrømmen.

11. Cykel ifølge et af de forudgående krav, som er ny ved, at motorstrømregulatoren (40) til den elektriske adskil- 15 lelse af strømforsyningsenheden (21) og elektrohjælpemotoren (11) har et motorstrømrelæ, der fortrinsvis kontrolleres af en omskifter, der kan spærres ved hjælp af en nøgle.

12. Cykel ifølge et af de foregående krav, som er ny ved, at der til styring af motorstrømregulatoren er udformet 20 et drej egreb på cyklens styr, der i afhængighed af sin vinkelstilling drejer et modstandspotentiometer, der er en del af styrekredsen.

13. Cykel ifølge kravene 12, som er ny ved, at der i potentiometerets slutstillingen kan betjenes en til/fra af- 25 bryder, som bevirker en afbrydelse af motorstrømmen.

14. Cykel ifølge et af de forudgående krav, som er ny ved, at strømforsyningsenheden (21) udgøres af to genopladelige akkumulatorer, der befinder sig i to saddeltasker (20) anbragt på bagagebæreren (3).