EP0906215A1 - Elektrisch betriebene antriebsvorrichtung - Google Patents

Elektrisch betriebene antriebsvorrichtung

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Publication number
EP0906215A1
EP0906215A1 EP97928222A EP97928222A EP0906215A1 EP 0906215 A1 EP0906215 A1 EP 0906215A1 EP 97928222 A EP97928222 A EP 97928222A EP 97928222 A EP97928222 A EP 97928222A EP 0906215 A1 EP0906215 A1 EP 0906215A1
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EP
European Patent Office
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drive
vehicle
electric motors
overrun
thrust
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97928222A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilhelm Kirchensteiner
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Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0906215A1 publication Critical patent/EP0906215A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2036—Electric differentials, e.g. for supporting steering vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M7/00—Motorcycles characterised by position of motor or engine
    • B62M7/14—Motorcycles characterised by position of motor or engine with the engine on an auxiliary wheeled unit, e.g. trailer, sidecar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/12—Bikes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/28—Trailers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the invention relates to an electrically operated drive device according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known from the German utility model G 87 06463.4.
  • the known device serves as an electromotive thrust drive, in which two electric motors designed as direct current motors and assigned to the two wheels are supplied with motor currents by accumulators. With the aid of an adjusting device, the motor currents can be switched to different power levels for the supply of the electric motors, a differential effect being achieved when cornering as a function of the wheel speed. This achieves a high level of driving safety.
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned, in which a reduced effort is necessary to achieve the required driving safety.
  • the electric motors designed as direct current motors are preferably designed as permanent magnet motors. Due to their current speed, they deliver a voltage value proportional to the speed when the motor current is interrupted. This voltage value is evaluated to release a corresponding power level for the respective motor current to be supplied by the accumulators.
  • the adjustment means which is controlled in dependence on the sensed voltage value to adjust the respective power stage can be formed as a switching device from ⁇ .
  • This switching device can operate in such a way that three notestu ⁇ fen can be set.
  • the two batteries are connected in parallel and the two electric motors are connected in series.
  • the two accumulators and the two electric motors are connected in series.
  • the accumulators are connected in series and the motors in parallel.
  • the accumulator voltages are in relation to the motor voltages, preferably in a ratio of 1: 2.
  • Two 24 V DC permanent magnet motors with an output of 750 W each are particularly suitable.
  • 12 V accumulators with 88 Ah each are suitable as accumulators.
  • the motor forces can be transferred directly to the wheels via toothed belt ratios or with the help of a gearbox.
  • the translation can be of the order of 1/7.
  • the sampled voltage values corresponding to the wheel speeds can be fed to a control device (electronic module) which controls the corresponding switching positions (power levels).
  • a control device electronic module which controls the corresponding switching positions (power levels).
  • a simple one is sufficient, e.g. as a microswitch, trained pushbutton with which - controlled by the control device - the appropriate thrust can always be switched.
  • temperature sensors can be provided on the electric motors, which can be evaluated for the control.
  • the control transmitter can be used to generate switch-on and switch-off signals which are used to switch the overrun mode and the motor currents on and off.
  • the appropriate power level can be switched depending on the voltage value proportional to the wheel speed that was last sensed when the overrun mode was switched off and which is supplied by the respective electric motor.
  • the voltages emitted by the electric motors are preferably sampled during the entire phase of the switched-off overrun operation or the switched-off motor currents, the wheel speed or motor voltage sampled last being set for setting the power level by means of the control device when the overrun operation is switched on .
  • Monitoring or scanning of the wheel speed can also be carried out during the overrun operation, in that the motor currents are briefly interrupted in a certain cycle (for example a second cycle) and during this interruption time the speed proportional voltage is evaluated for setting the appropriate power level in the overrun operation .
  • the device finds universal application as a push trailer in a vehicle.
  • the possible applications are the same as described in the German utility model G 87 06463.4.
  • the device can be equipped with a coupling device, in particular in the form of a drawbar with a trailer device, in particular a trailer ball and a capsule that can be connected to one another.
  • a coupling device in particular in the form of a drawbar with a trailer device, in particular a trailer ball and a capsule that can be connected to one another.
  • the control transmitter on the vehicle which is preferably a two-wheeler (moped or bicycle), e.g. provided in the area of the handlebar.
  • the control transmitter can be connected to the control device via a plug connection, which is provided in the area of the coupling.
  • the coupling device can be equipped with a mechanical overrun brake actuation device.
  • This overrun brake actuation device which works mechanically, can be designed in such a way that it does not require any changes or additional devices on the vehicle.
  • This overrun brake actuation device therefore works autonomously on the linear actuator.
  • the overrun brake actuation acts on the brakes on the wheels of the device and acts when there are different speeds between the vehicle and that as a thrust drive
  • overrun brake actuation In overrun operation (overrun drive), the overrun brake actuation is locked with the vehicle.
  • a pawl can be provided, which can be brought into locking engagement in various engagement positions on a coupling part connected to the vehicle.
  • This locking device can be actuated electromagnetically and unlocked, for example, by an acceleration sensor during braking, so that the overrun brake actuation can be used.
  • a lock can be provided on the clutch device, with which the open brake actuation is held in a braking position. In this position, the overrun brake actuation can be blocked using a key, for example.
  • the drive control and the drive are then automatically switched off in an advantageous manner.
  • Both the lock and the shut-off device of the vehicle can be accommodated in a small housing on the coupling device, in particular the drawbar.
  • FIG. 1 is a side view of an electrically operated trailer thruster coupled to a bicycle, which is an embodiment of the invention
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) 2 is a plan view of the device shown in FIG. 1,
  • FIGS. 1 and 2 are block diagrams of an embodiment for the control of various power levels of the overrun mode of the device shown in FIGS. 1 and 2,
  • Fig. 4 in plan view an embodiment for a coupling device
  • Fig. 5 is a side view of the coupling device shown in Fig. 4.
  • the electrically operated drive device is shown as a thrust drive 13 (thrust trailer) for a vehicle 12 designed as a bicycle.
  • the connection between the linear actuator 13 and the vehicle 12 is made with the aid of a coupling device 11, which is shown in detail in FIGS. 4 and 5.
  • the drive power is mediated by two batteries 7 and 8.
  • An electric motor 4, 5 for each wheel 1, 2 is assigned to each accumulator 7, 8.
  • the drive torque of the electric motors 4, 5 designed as direct current motors takes place directly via a toothed belt drive, which can also be designed as a chain drive.
  • an adjusting device 6 (FIG.
  • the adjusting device 6 being controlled by a control device 9.
  • the adjusting device 6 and the control device 9 can be combined to form one structural unit.
  • the accumulators 7, 8, the associated electric motors 4, 5 and the structural unit which contains the adjusting device 6 and the control device 9 are arranged below a loading area of the trailer.
  • the drive system consists of two accumulators 7.8, in particular 12 V accumulators and two electric motors 4.5, which are in particular 24 V DC current motors.
  • The is used to set these power levels
  • An adjusting device 6, which is designed as a switching device and produces the respective switching stages of the accumulators and motors.
  • the adjusting device 6 is controlled by the control device 9 (FIG. 3). This control takes place as a function of a speed detection on the electric motors 4, 5.
  • the control device 9 which may be embodied as an electronic control device evaluates sampled voltage ⁇ values, which is proportional to the respective rotational speed of the engines 4.5 are, and outputs the appropriate power level or switching position in the setting for Versor ⁇ supply of the electric motors 4, 5 with the motor currents free.
  • the control takes place as a function of preselected speed values which correspond to the driving speeds of the wheels 1, 2.
  • this button 10 can preferably be provided on the handlebar of the bicycle.
  • the adjusting device 6 is always switched to the appropriate thrust depending on the control of the control device 9.
  • a microswitch can be provided for the control transmitter 10, which is connected to the control device 9 via a two-wire line 42 and a plug connection 14 provided on the coupling device 11 and which calls up the respective drive power via on / off commands.
  • the respective speeds of the electric motors 4, 5 are always sampled during a brief interruption in the motor currents.
  • both accumulators 7.8 are connected in parallel and the electric motors 4.5 are connected in series.
  • the two batteries 7, 8 and the two electric motors 4, 5 are connected in series.
  • the accumulators 7, 8 are connected in series and the electric motors 4, 5 are connected in parallel.
  • the electric motors 4, 5 are operated in series connection, which automatically results in a differential drive during the drive. In the case of relatively tight cornering, there is therefore no transverse thrust on the two-wheeler, in particular the bicycle.
  • the pushing trailer 13 is coupled to the vehicle 12 designed as a bicycle via the coupling device 11, which has a drawbar 25, which at its front end forms a tube, e.g. Round tube or in particular square tube 26 converges.
  • a tube e.g. Round tube or in particular square tube 26 converges.
  • Inside this square tube 26 there is an inner tube, in particular square tube 27 (FIGS. 4, 5).
  • Cables 18, 19, which are designed as Bowden cables, are connected to the outer square tube 26 and the inner square tube 27.
  • Ropes 38, 39 of the two cables are connected to the outer square tube 26, for example, by means of cable screws 40, 41.
  • Sheaths in the form of outer spirals 28, 29 of the Bowden cables are connected to the inner square tube 27 via support means 30, 31.
  • a trailer capsule 32 is fastened to the front end of the inner square tube 27.
  • This trailer capsule 32 is placed in a known manner on a corresponding trailer coupling ball 33 (FIG. 1) in a known manner.
  • the coupling ball 33 can be resiliently mounted on the frame of the bicycle in a known manner as described in German utility model G 87 06 463.4. Springs 34 can be provided for this in a known manner.
  • a locking device 21 On the outer tube, in particular square tube 26, there is also a locking device 21.
  • the pawl 22 can be offset with respect to one another in the direction of travel.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) grip points 23, which can have the shape of a saw rack, engage.
  • the engagement points 23, for example in the form of the saw rack, are fastened to the inner square tube 27.
  • overrun which is preferably by the control timer 10 is in its switch-on position is reached, engages the pawl 22 in one of the input handle set so that mediated by the linear actuator 13 pushing force via the four ⁇ square tube 26 and the locking means 21 on the inner Square tube 27 and the trailer capsule 32 and the coupling ball 33 and thus transmitted to the vehicle 27.
  • the locking device 21 is unlocked electromechanically or mechanically, for example when the motor currents are switched off by the control transmitter 10 or with the aid of an acceleration sensor built into the locking device 21.
  • the inner square tube 27 is guided in the outer square tube 26 in the direction of travel by means of a slot guide 20.
  • the speed of the vehicle 12 is reduced compared to the speed of the thrust drive 13.
  • the outer square tube 26 shifts in the direction of travel compared to that on the vehicle 12 inner square tube 27 fixed in the direction of travel.
  • Ropes 38, 39 are moved within outer spirals 28, 29.
  • This movement is used to actuate thrust drive brakes 16, 17, which are assigned to the wheels 1, 2 of the thrust trailer 13.
  • an overrun brake which is assigned solely to the thrust drive 13 and which is automatically brought into effect when the vehicle 12 brakes is achieved.
  • This overrun brake is designed in such a way that it does not require any changes or additional devices on the vehicle 12.
  • a self-actuated overrun brake actuation device 15 is achieved, which is formed by the two tubes which can be displaced relative to one another and are in particular designed as square tubes 26, 27. These are suitably coupled to the elements of Bowden cables, so that the thrust drive brakes 16, 17 of the thrust drive 13 are actuated when the vehicle 12 is braked.
  • the locking device 21 provides for the
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) Power transmission from the thrust drive 13 to the vehicle 12 and establishes the rigid connection required for this in the direction of travel.
  • a shut-off lever 35 can also be provided on the outer square tube 26, by means of which the inner square tube 27 is held in a rear braking position 24.
  • the locking lever 35 engages in a locking pin 36 on the square tube 27, which locking pin can protrude for the longitudinal guidance of the square tube 27 through the slot guide 20 on the square tube 26.
  • the drive control and the drive can be switched off by a shutdown device 37 connected to the control device 9 (FIG. 3). This state can still be locked using a key.

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Abstract

Eine elektrisch betriebene Antriebsvorrichtung, welche bevorzugt als Schubantrieb (13) für ein Fahrzeug (12), insbesondere Fahrrad, zum Einsatz kommt und den beiden Rädern (1, 2) jeweils zugeordnete von Akkumulatoren (7, 8) angetriebene Elektromotoren (4, 5) aufweist, die in Abhängigkeit von der Raddrehzahl in verschiedenen Leistungsstufen mit Differenzialwirkung eine Schubkraft liefern.

Description

Elektrisch betriebene Antriebsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene Antriebsvorrichtung nach dem Oberbe¬ griff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 87 06463.4 bekannt. Die bekannte Vorrichtung dient als elektromotorischer Schubantrieb, bei wel¬ chem zwei als Gleichstrommotore ausgebildete den beiden Rädern zugeordnete Elek- tromotore von Akkumulatoren mit Motorströmen versorgt werden. Mit Hilfe einer Einstel- leinrichtung können für die Versorgung der Elektromotore die Motorströme in verschie¬ dene Leistungsstufen geschaltet werden, wobei in Abhängigkeit von der Raddrehzahl eine Differentialwirkung beim Kurvenfahren erreicht wird. Hierdurch erreicht man eine hohe Quantität der Fahrsicherheit.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher zur Erzielung der erforderlichen Fahrsicherheit ein verringerter Aufwand notwendig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa¬ tentanspruches 1 gelöst.
Dadurch daß die jeweilige Raddrehzahl bei abgeschaltetem Motorstrom in Form einer proportionalen Spannung am jeweiligen Elektromotor abgetastet wird, sind zusätzliche Tachogeneratoren zur Abtastung der Raddrehzahl überflüssig. Die als Gleichstrommoto¬ re ausgebildeten Elektromotore sind bevorzugt als Permanentmagnetmotore ausgebil¬ det. Aufgrund ihrer aktuellen Drehzahl liefern sie bei unterbrochenem Motorstrom einen drehzahlproportionalen Spannungswert. Dieser Spannungswert wird ausgewertet zur Freigabe einer entsprechenden Leistungsstufe für den jeweiligen von den Akkumulato¬ ren zu liefernden Motorstrom.
ERSATZBLÄTT (REGEL 26) Die EinStelleinrichtung, welche in Abhängigkeit vom abgetasteten Spannungswert zur Einstellung der jeweiligen Leistungsstufe gesteuert wird, kann als Schalteinrichtung aus¬ gebildet sein. Diese Schalteinrichtung kann in der Weise arbeiten, daß drei Leistungsstu¬ fen eingestellt werden können. Dabei werden in einer ersten Leistungsstufe die beiden Akkumulatoren parallel und die beiden Elektromotore in Reihe geschaltet. In einer zwei¬ ten Leistungsstufe sind die beiden Akkumulatoren und die beiden Elektromotore in Rei¬ he geschaltet. In einer dritten Leistungsstufe sind die Akkumulatoren in Reihe und die Motore parallel geschaltet.
Die Akkumulatorenspannungen stehen zu den Motorspannungen, bevorzugt im Ver¬ hältnis 1 : 2. Es eignen sich insbesondere zwei 24 V-Gleichstrompermanentmagnet- motore mit einer Leistung von jeweils 750 W. Als Akkumulatoren eignen sich 12 V- Akkumulatoren mit jeweils 88 Ah. Die Motorkräfte können über Zahnriemenübersetzun- gen direkt auf die Räder oder mit Hilfe eines Getriebes übertragen werden. Die Überset¬ zung kann in der Größenordnung von 1/7 liegen.
In geeigneterweise können die den Raddrehzahlen entsprechenden abgetasteten Spannungswerte einer Steuereinrichtung (Elektronikmodul) zugeführt werden, welche die entsprechenden Schaltstellungen (Leistungsstufen) steuert.
Als Steuergeber für eine Voreinstellung der Leistungsstufen genügt ein einfacher, z.B. als Mikroschalter, ausgebildeter Eintaster, mit dem - von der Steuereinrichtung gesteuert - immer der geeignete Schub geschaltet werden kann. Es können zusätzlich Tempera- tursensoren an den Elektromotoren vorgesehen sein, welche für die Steuerung ausge¬ wertet werden können.
Mit dem Steuergeber können Ein- und Ausschaltsignale gebildet werden, die zum Ein- und Ausschalten des Schubbetriebes bzw. der Motorströme dienen. Beim Einschalten des Schubbetriebes kann das Schalten der geeigneten Leistungsstufe in Abhängigkeit von dem zuletzt bei abgeschaltetem Schubbetrieb abgetasteten raddrehzahlproportiona- len Spannungswert, welcher vom jeweiligen Elektromotor geliefert wird, erfolgen. In be-
ERSATZBLÄTT (REGEL 26) vorzugter Weise erfolgt eine Abtastung der von den Elektromotoren abgegebenen rad- drehzahlproportionalen Spannungen während der gesamten Phase des abgeschalteten Schubbetriebes bzw. der abgeschalteten Motorströme, wobei beim Einschalten des Schubbetriebes die zuletzt abgetastete Raddrehzahl bzw. abgetastete Motorspannung für die Einstellung der Leistungsstufe mittels der Steuereinrichtung eingestellt wird. Eine Überwachung bzw. Abtastung der Raddrehzahl kann auch während des Schubbetriebes durchgeführt werden, dadurch daß die Motorströme in einem bestimmten Takt (z.B. Se¬ kundentakt) kurzzeitig unterbrochen werden und während dieser Unterbrechungszeit die Drehzahl proportionale Spannung für die Einstellung der geeigneten Leistungsstufe beim Schubbetrieb ausgewertet wird.
Die Vorrichtung findet universelle Einsatzmöglichkeiten als Schubanhänger bei einem Fahrzeug. Die Anwendungsmöglichkeiten sind die gleichen wie sie in der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 87 06463.4 beschrieben sind.
Für die Verbindung mit einem Fahrzeug als Schubantrieb kann die Vorrichtung eine Kupplungseinrichtung insbesondere in Form einer Deichsel mit Anhängereinrichtung insbesondere miteinander verbindbare Anhängerkugel und Anhängerkapsel ausgestattet sein. In vorteilhafter Weise ist der Steuergeber am Fahrzeug, welches bevorzugt ein Zweirad (Moped oder Fahrrad) ist, z.B. im Bereich des Lenkers vorgesehen. Der Steu¬ ergeber kann über eine Steckverbindung, welche im Bereich der Kupplung vorgesehen ist, mit der Steuereinrichtung verbunden werden.
Ferner kann die Kupplungseinrichtung mit einer mechanischen Auflaufbremsbetäti- gungseinrichtung ausgestattet sein. Diese Auflaufbremsbetätigungseinrichtung, welche mechanisch arbeitet, kann in der Weise ausgebildet sein, daß sie am Fahrzeug keinerlei Umänderungen oder zusätzliche Einrichtungen erfordert. Diese Auflaufbremsbetäti- gungseinrichtung arbeitet daher autark am Schubantrieb. Die Auflaufbremsbetätigung wirkt auf die Bremsen an den Rädern der Vorrichtung und wirkt dann, wenn unterschied- liehe Geschwindigkeiten zwischen dem Fahrzeug und der als Schubantrieb
(Schubanhänger) wirkenden Vorrichtung auftreten. Unterschiedliche Geschwindigkeiten führen zu einer Stauchung und es entstehen Stauchkräfte im Bereich der Kupplungs- einrichtung. Bei einer Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs hat der Schub¬ anhänger das Bestreben, mit der ursprünglichen Fahrgeschwindigkeit weiterzufahren. Hierbei auftretende Trägheitskräfte werden in der Auflaufbremsbetätigungseinrichtung ausgenutzt, derart, daß eine bewegliche träge Masse mit Seitzügen verbunden ist, die auf die Schubantriebsbremsen an den Rädern der Vorrichtung wirken. Die beim Ab¬ bremsen der Vorrichtung verschiebbare Masse kann in Fahrtrichtung an der Kupplung oder einem Kupplungsteil verschiebbar gelagert sein. In bevorzugter Weise wird die Masse des Schubanhängers als träge Masse, die gegenüber dem Fahrzeug sich ver¬ schiebt, ausgenützt.
Beim Schubbetrieb (Schubantrieb) ist die Auflaufbremsbetätigung mit dem Fahrzeug verriegelt. Hierzu kann eine Sperrklinke vorgesehen sein, welche in verschiedene Ein¬ griffsstellungen an einem mit dem Fahrzeug verbundenen Kupplungsteil in Sperreiπgriff gebracht werden kann. Diese Verriegelungseinrichtung kann elektromagnetisch betätig- bar sein und beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor beim Abbremsen ent¬ riegelt werden, so daß die Auflaufbremsbetätigung zum Einsatz kommen kann.
Ferner kann an der Kupplungseinrichtung eine Sperre vorgesehen sein, mit welcher die Aufiaufbremsbetätigung in einer Bremsposition gehalten wird. In dieser Position kann die Auflaufbremsbetätigung beispielsweise mit Hilfe eines Schlüssels abgesperrt werden. Automatisch ist dann in vorteilhafter Weise auch die Antriebssteuerung und der Antrieb abgeschaltet. Sowohl die Verriegelung als auch die Absperreinrichtung des Fahrzeugs können in einem kleinen Gehäuse an der Kupplungseinrichtung insbesondere der An¬ hängerdeichsel untergebracht sein.
Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläu¬ tert. Es zeigt
Fig. 1 in Seitenansicht eine mit einem Fahrrad gekoppelte elektrisch betriebene Anhängerschubeinrichtung, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist,
ERSATZBUTT (REGEL 26) Fig. 2 eine Draufsicht auf die in der in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung,
Fig. 3 eine Blockschaltbild einer Ausführungsform für die Steuerung verschiedener Leistungsstufen des Schubbetriebes der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 4 in Draufsicht eine Ausführungsform für eine Kupplungseinrichtung und
Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 4 dargestellten Kupplungseinrichtung.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die elektrisch betrie¬ bene Antriebsvorrichtung als Schubantrieb 13 (Schubanhänger) für ein als Fahrrad aus¬ gebildetes Fahrzeug 12 dargestellt. Die Verbindung zwischen dem Schubantrieb 13 und dem Fahrzeug 12 erfolgt mit Hilfe einer Kupplungseinrichtung 11, welche im einzelnen in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Die Antriebsleistung wird von zwei Akkumulatoren 7 und 8 vermittelt. Jedem Akkumulator 7,8 ist ein Elektromotor 4,5 für jeweils ein Rad 1 ,2 zu¬ geordnet. Das Antriebsmoment der als Gleichstrommotore ausgebildeten Elektromotore 4,5 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel direkt über einen Zahnriementrieb, der auch als Kettentrieb ausgebildet sein kann. Wie im einzelnen noch erläutert wird, ist eine EinStelleinrichtung 6 (Fig. 3) vorgesehen zur Einstellung verschiedener Leistungsstufen, wobei die Einstetleinrichtung 6 von einer Steuereinrichtung 9 angesteuert wird. Die Ein¬ steileinrichtung 6 und die Steuereinrichtung 9 können zu einer Baueinheit vereinigt sein. Die Akkumulatoren 7,8, die zugeordneten Elektromotore 4,5 sowie die Baueinheit, wel¬ che die Einsteileinrichtung 6 und die Steuereinrichtung 9 enthält, sind unterhalb einer Ladefläche des Anhängers angeordnet.
Das Antriebssystem besteht aus zwei Akkumulatoren 7,8, insbesondere 12 V- Akkumulatoren und zwei Elektromotore 4,5, welche insbesondere 24 V- Gteichstrommotore sind. Durch Reihen- und Parallelschaltung der Akkumulatoren 7,8 und der Motore 4,5 enthält man drei Leistungsstufen mit jeweils einer Vervierfachung der Leistung. Dies bedeutet jeweils eine Verdoppelung der Geschwindigkeit und des Drehmoments der Motoren 4,5. Für die Einstellung dieser Leistungsstufen dient die EinStelleinrichtung 6, welche als Schalteinrichtung ausgebildet ist und die jeweiligen Schaitstufen der Akkumulatoren und Motore herstellt. Die Einsteileinrichtung 6 wird von der Steuereinrichtung 9 (Fig. 3) angesteuert. Diese Ansteuerung erfolgt in Abhängigkeit einer Drehzahlerfassung an den Elektromotoren 4,5. Die Steuereinrichtung 9, welche als elektronische Steuereinrichtung ausgebildet sein kann, wertet abgetastete Spannungs¬ werte, welche proportional der jeweiligen Drehzahl der Motoren 4,5 sind, aus und gibt die geeignete Leistungsstufe bzw. Schaltstellung in der EinStelleinrichtung zur Versor¬ gung der Elektromotore 4,5 mit den Motorströmen frei. Die Ansteuerung erfolgt in Ab¬ hängigkeit von vorgewählten Drehzahlwerten, die Fahrgeschwindigkeiten der Räder 1 ,2 entsprechen. Auf diese Weise reicht es aus, wenn ein einfacher Eintaster als Steuerge¬ ber 10 mit der Steuereinrichtung 9 in Zwei-Draht-Technik verbunden ist. Dieser Eintaster 10 kann bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt am Lenker des Fahrrades vorgesehen sein. In Abhängigkeit von der eingetasteten Fahrge¬ schwindigkeit wird die Einsteileinrichtung 6 in Abhängigkeit von der Steuerung der Steu- ereinrichtung 9 immer auf den geeigneten Schub geschaltet. Für den Steuergeber 10 kann ein Mikroschalter vorgesehen sein, welcher über eine Zweidrahtleitung 42 und ei¬ ner an der Kupplungseinrichtung 11 vorgesehenen Steckverbindung 14 mit der Steuer¬ einrichtung 9 verbunden ist und über Ein-/Ausbefehle die jeweilige Antriebsieistung ab¬ ruft.
Die Abtastung der jeweiligen Drehzahlen der Elektromotoren 4,5 erfolgt immer während eines kurzzeitigen Unterbrechens der Motorströme. Die als Gleichstrommotore insbe¬ sondere Permanentmagnetmotore ausgebildeten Elektromotore 4,5 liefern dann einen ihrer aktuellen Drehzahl entsprechenden Spannungswert, welcher abgestastet wird und von der Steuereinrichtung 9 in entsprechende Schaltbefehle für die EinStelleinrichtung 6 umgesetzt werden.
Wie aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 87 06 463.4 bekannt, werden in der ersten Leistungsstufe beide Akkumulatoren 7,8 parallel und die Elektromotore 4,5 in Reihe geschaltet. In der zweiten Leistungsstufe sind die beiden Akkumulatoren 7,8 und die beiden Elektromotoren 4,5 in Reihe geschaltet. In der dritten Leistungsstufe sind die Akkumulatoren 7,8 in Reihe und die Elektromotoren 4,5 parallel geschaltet. Bei einer
ERSATZBUTT (REGEL 26) derartigen Leistungssteuerung entstehen keine magnetischen Störfelder in der Umge¬ bung des Fahrzeuges. Für die Entstörung notwendige Energieverluste ergeben sich da¬ her nicht. Zur Herstellung der verschiedenen Schaltstellungen besitzt die Einsteileinrich¬ tung 6 mechanische Relais, wobei sich der Vorteil ergibt, daß dann, wenn das Fahrzeug beispielsweise bei Bergabfahrten schneller fährt als es der angelegten Spannung ent¬ spricht, die Motore als Generatore arbeiten und Strom rückwärts über die Relaiskontakte zu den Akkumulatoren fließt.
In der ersten und zweiten Leistungsstufe werden die Elektromotoren 4,5 in Reihenschal- tung betrieben, wodurch sich automatisch beim Antrieb ein Differenzialantrieb ergibt. Bei relativen engen Kurvenfahrten entsteht daher kein Querschub auf das Zweirad insbe¬ sondere Fahrrad.
Die Ankoppelung des Schubanhängers 13 an das als Fahrrad ausgebildete Fahrzeug 12 erfolgt über die Kupplungseinrichtung 11 , die ein Deichsel 25, welche an ihrem vorderen Ende zu einem Rohr, z.B. Rundrohr oder insbesondere Vierkantrohr 26 zusammenläuft, aufweist. Im Inneren dieses Vierkantrohres 26 befindet sich ein inneres Rohr insbeson¬ dere Vierkantrohr 27 (Fig. 4,5). Mit dem äußeren Vierkantrohr 26 und dem inneren Vier¬ kantrohr 27 sind Seilzüge 18,19, welche als Bowdenzüge ausgebildet sind, verbunden. Seile 38,39 der beiden Züge sind beispielsweise mittels Kabelschrauben 40,41 mit dem äußeren Vierkantrohr 26 verbunden. Ummantelungen in Form von Außenspiralen 28,29 der Bowdenzüge sind über Abstützmittel 30,31 mit dem inneren Vierkantrohr 27 verbun¬ den. Am vorderen Ende des inneren Vierkantrohres 27 ist eine Anhängerkapsel 32 be¬ festigt. Diese Anhängerkapsel 32 wird in bekannter Weise auf eine entsprechende An- hängerkupplungskugel 33 (Fig. 1) in bekannter Weise aufgesetzt. Die Kupplungskugel 33 kann dabei in bekannter Weise wie in der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 87 06 463.4 beschrieben, federnd am Rahmen des Fahrrades gelagert sein. In be¬ kannter Weise können hierzu Federn 34 vorgesehen sein.
Am äußeren Rohr, insbesondere Vierkantrohr 26 befindet sich ferner eine Verriege¬ lungseinrichtung 21. Diese besitzt eine bevorzugte elektromagnetisch betätigbare Sperrklinke 22. Die Sperrklinke 22 kann mit in Fahrtrichtung zueinander versetzten Ein-
ERSATZBUπ (REGEL 26) griffstellen 23, welche die Form einer Sägezahnstange haben können, eingreifen. Die Eingriffsstellen 23 beispielsweise in Form der Sägezahnstange sind an dem inneren Vierkantrohr 27 befestigt. Im Schubbetrieb, welcher bevorzugt durch den Steuergeber 10 in seiner Ein-Schaltposition eingestellt ist, greift die Sperrklinke 22 in eine der Ein- griffsstellen ein, so daß die vom Schubantrieb 13 vermittelte Schubkraft über das Vier¬ kantrohr 26 und die Verriegelungseinrichtung 21 auf das innere Vierkantrohr 27 sowie die Anhängerkapsel 32 und die Kupplungskugel 33 und damit auf das Fahrzeug 27 übertragen wird.
Außerhalb des Schubbetriebes (Aus-Schaltstellung des Steuergebers 10), insbesondere im Bremsbetrieb wird die Verriegelungseinrichtung 21 elektromechanisch oder mecha¬ nisch beispielsweise beim Ausschalten der Motorströme durch den Steuergeber 10 oder mit Hilfe eines in die Verriegelungseinrichtung 21 eingebauten Beschleunigungssensors entriegelt. Das innere Vierkantrohr 27 ist im äußeren Vierkantrohr 26 in Fahrtrichtung mit Hilfe einer Schlitzführung 20 verschiebbar geführt. Wenn das Fahrzeug 12 durch Betäti¬ gung seiner Bremsen abgebremst wird, verringert sich die Geschwindigkeit des Fahr¬ zeuges 12 gegenüber der Geschwindigkeit des Schubantriebes 13. Aufgrund der Träg¬ heit des Schubantriebes 13 verschiebt das äußere Vierkantrohr 26 sich in Fahrtrichtung gegenüber dem am Fahrzeug 12 in Fahrtrichtung festgelegten inneren Vierkantrohr 27. Dabei werden die Seile 38,39 innerhalb der Außenspiralen 28,29 bewegt. Diese Bewe¬ gung wird zur Betätigung von Schubantriebsbremsen 16,17, welche den Rädern 1 ,2 des Schubanhängers 13 zugeordnet sind, ausgenützt. Auf diese Weise erreicht man eine allein dem Schubantrieb 13 zugeordnete Auflaufbremse, welche beim Bremsen des Fahrzeuges 12 selbsttätig zur Wirkung gebracht wird. Diese Auflaufbremse ist so gestal- tet, daß sie keinerlei Änderungen oder zusätzliche Vorrichtungen am Fahrzeug 12 benö¬ tigt. Am vorderen Ende der Deichset 25 erzielt man daher eine selbstbetätigte Auflauf- bremsbetätigungseinrichtung 15, welche gebildet wird durch die beiden gegeneinander verschiebbaren insbesondere als Vierkantrohre 26,27 ausgebildeten Rohre. Diese sind mit den Elementen von Bowdenzügen in geeigneter Weise gekoppelt sind, so daß die Schubantriebsbremsen 16,17 des Schubantriebes 13 beim Abbremsen des Fahrzeuges 12 betätigt werden. Im Schiebebetrieb sorgt die Verriegelungseinrichtung 21 für die
ERSATZBUTT (REGEL 26) Kraftübertragung vom Schubantrieb 13 auf das Fahrzeug 12 und stellt die hierfür erfor¬ derliche starre Verbindung in Fahrtrichtung her.
Es ist auch möglich, die Bowdenzüge durch Hydraulikleitungen zu ersetzen und die Re- lativbewegung zwischen den beiden Rohren 26 und 27 über die Hydraulikflüssigkeit in den Leitungen zur Betätigung der Schubantriebsbremsen 16,17 zu übertragen.
Am äußeren Vierkantrohr 26 kann ferner ein Absperrhebel 35 vorgesehen sein, durch welchen das innere Vierkantrohr 27 in einer hinteren Bremsposition 24 festgehalten wird. Der Sperrhebel 35 greift dabei in einen Sperrbolzen 36 am Vierkantrohr 27 ein, wobei dieser Sperrbolzen zur Längsführung des Vierkantrohres 27 durch die Schlitzführung 20 am Vierkantrohr 26 ragen kann.
Wenn das innere Vierkantrohr 27 in seiner hinteren Sperrposition 24 mittels des Sperrhebels 35 gehalten ist, können durch eine mit der Steuereinrichtung 9 (Fig. 3) ver¬ bundene Abschalteinrichtung 37 die Antriebssteuerung und der Antrieb abgeschaltet sein. Dieser Zustand kann noch mittels eines Schlüssels gesperrt werden.
ERSATZBUTT (REGEL 26)

Claims

Patentansprüche
1. Elektrisch betriebene Antriebsvorrichtung mit zwei auf einer Achse gelagerten Rädern, auf welche das Antriebsmoment übertragen wird, den beiden Rädern jeweils zugeordnete Elektromotore, die von Akkumulatoren gespeist werden, und einer EinStelleinrichtung, mit welcher für die Speisung der Elektromotore in ver¬ schiedene Leistungsstufen schaltbare Motorströme mit Differentialwirkung in Ab¬ hängigkeit von der Raddrehzahl einstellbar sind,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß
zur Abtastung eines der jeweiligen Raddrehzahl proportionalen Spannungswertes am zugeordneten Elektromotor (4,5) der jeweilige Motorstrom abgeschaltet ist und daß in Abhängigkeit von dem am Elektromotor (4,5) abgetasteten Span¬ nungswert eine geeignete Leistungsstufe für den von den Akkulumatoren (7,8) gelieferten Motorstrom freigegeben ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstel- leinrichtung (6) als Schalteinrichtung ausgebildet ist, welche in Abhängigkeit von dem am jeweiligen Elektromotor (4,5) abgetasteten Spannungswert in eine be¬ stimmte einer jeweiligen Leistungsstufe entsprechende Schaltstellung gesteuert Ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Schaltstellung beide Akkumulatoren (7,8) und beide Elektromotore (4,5) in Reihe geschaltet sind, daß in der zweiten Schaltstellung beide Akkumulatoren (7,8) und
ERSATZBUTT (REGEL 26) beide Elektromotore (4,5) in Reihe geschaltet sind und daß in der dritten Schalt¬ stellung beide Akkumulatoren (7,8) in Reihe und die Elektromotore (4,5) parallel geschaltet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils abgetastete Spannungswert einer Steuereinrichtung (9) zugeführt ist, welche die jeweilige Schaltstellung steuert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Steuerein- richtung (9) zum Ein- und Abschalten der Motorströme ein Steuergeber (10) ver¬ bunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungseinrichtung (11) zum Ankuppeln als Schubantrieb (13) an ein Fahrzeug (12) vorgesehen ist, welches den Steuergeber (10) aufweist, der über eine Steckverbindung (14) mit der Steuereinrichtung (9) verbindbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kupplungseinrichtung (11) eine mechanische Auflaufbremsbetätigung (15) gelagert ist, welche Bremsen (Schubantriebsbremsen 16,17) für die Räder (1 ,2) des Schubantriebes (13) betätigt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremsen auf¬ tretende Trägheitskräfte auf die Schubantriebsbremsen (16,17) übertragbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitskräfte mittels einer hydraulischen Übertragungseinrichtung auf die Schubantriebsbrem¬ sen (16,17) übertragbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitskräfte über Seilzüge (18,19) auf die Schubantriebsbremsen (16,17) übertragbar sind.
ERSATZBUTT (REGEL 26)
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung (Seilzüge 18,19; Hydrauiikleitungen) mit einer im Bremsbetrieb gegenüber dem Fahrzeug (12) verschiebbaren Masse verbun¬ den ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Masse vom als Schubanhänger ausgebildeten Schubantrieb gebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seilzüge (18,19) als Bowdenzüge ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufbremsbetätigung (15) im Schubbetrieb durch eine Verriegelungsein¬ richtung (21) mit dem Fahrzeug (12) verriegelt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungs¬ einrichtung (21) eine Sperrklinke (22) aufweist, welche mit in Fahrtrichtung ver¬ setzt an der Kupplungseinrichtung (11) vorgesehenen Eingriffstellen (23) in Sperreingriff bewegbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrie¬ gelungseinrichtung (21) elektromagnetisch betätigbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffstellen (23) an einem mit dem Fahrzeug (12) verbindbaren Kupplungsteil vorgesehen sind, gegenüber welchem sich die träge Masse zur Betätigung der Schuban¬ triebsbremsen (16,17) bewegt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufbremsbetätigung (15) in einer Bremsposition (24) an der Kupplungs¬ einrichtung (11) mechanisch verriegelbar ist.
ERSATZBUTT (REGEL 26)
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (12) als Zweirad ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schalten auf Schubbetrieb die Verriegelungseinrichtung (21) in ihre Sperrposition gesteuert ist und daß beim Abschalten des Schubbetriebes die Verriegelungseinrichtung entriegelt ist.
ERSATZBUTT (REGEL 26)
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