WO2017206971A1 - Generator arrangement for a vehicle and vehicle having the generator arrangement - Google Patents

Generator arrangement for a vehicle and vehicle having the generator arrangement Download PDF

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WO2017206971A1
WO2017206971A1 PCT/DE2017/100200 DE2017100200W WO2017206971A1 WO 2017206971 A1 WO2017206971 A1 WO 2017206971A1 DE 2017100200 W DE2017100200 W DE 2017100200W WO 2017206971 A1 WO2017206971 A1 WO 2017206971A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pedal
unit
generator
vehicle
transmission
Prior art date
Application number
PCT/DE2017/100200
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tobias Vogler
Ralf Wagner
Raphael Fischer
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/60Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at axle parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor

Definitions

  • the invention relates to a generator assembly for a vehicle having at least one pedal unit for initiating a pedal force, wherein the pedal unit comprises a pedal for a muscle-operated operation, with a generator unit for converting the pedal force into electrical energy, and with a transmission, wherein the at least one pedal unit via the transmission with the generator unit driving and / or transmission technology connected and / or connectable.
  • the invention further relates to a vehicle with this generator arrangement.
  • Bicycles are vehicles that have traditionally been and will be powered by muscle power.
  • auxiliary engines In addition to the muscle-powered bicycles and bicycles were developed with auxiliary engines. With the development of powerful batteries, the auxiliary motors were realized environmentally friendly as electric motors.
  • Such electric bicycles have now become an integral part of the street scene, for example as pedelecs.
  • the document DE 10 201 1 082 082 A1 which probably forms the closest prior art proposes a bicycle with at least one hub auxiliary motor and at least one drive wheel, which has a generator for the pedals, wherein the generator with the auxiliary motor so electrically is connected, that it is operable with the electrical energy converted by the generator.
  • This object is achieved by a generator arrangement with the features of claim 1 and by a vehicle with the generator arrangement having the features of claim 7.
  • the invention relates to a generator arrangement for a vehicle.
  • the vehicle is designed in particular for road traffic.
  • the vehicle may be single lane, such as a bicycle with two in-flight wheels. It is also possible for the vehicle to have at least one two-lane axle or even two two-lane axles and thus to have e.g. like a trike or a quad.
  • the generator arrangement has at least one pedal unit for initiating a pedal force.
  • the pedal unit includes a pedal for a muscle-operated operation. It is possible in principle that the pedal is arranged and / or designed so that it can be operated with one hand. However, it is preferred that the pedal is configured for one foot operation to initiate the pedaling force.
  • the generator arrangement has a generator unit which is designed to convert the pedal force into electrical energy.
  • the generator unit is driven by the pedal force, wherein the generator unit generates or converts electrical energy from the kinetic energy.
  • the pedal force is especially designed as a translated or squat pedal force.
  • the generator assembly further comprises a transmission, wherein the at least one pedal unit is connected via the transmission with the generator unit and / or connectable. It is particularly provided that the pedal force is introduced into the transmission and is discharged to drive the generator unit from the transmission, wherein the pedal force can optionally be translated or stunted.
  • the transmission can be designed so that the force or torque path between the Pedal unit and the generator unit is always closed. However, it is also possible that the transmission is designed so that this force or torque path can be opened and closed selectively or controlled.
  • the pedal in particular in the pedal unit, is linearly guided.
  • the pedal can be reciprocated on a straight line oscillating.
  • the generator arrangement according to the invention differs from the prior art in that in the prior art, the pedal is guided in rotation about a pedal axis.
  • the pedal unit on a pedal frame wherein the pedal in the pedal frame about a pedal axis is rotatable, in particular pivotally mounted.
  • the pedal frame may be formed as a circumferentially closed frame or as a U-shaped frame, wherein the pedal is mounted between the legs of the U.
  • the pedal unit on a pedal guide wherein the pedal frame is guided linearly in the pedal guide.
  • the transmission is designed as a traction mechanism, wherein the pedal force is transmitted from the pedal unit to the generator unit at least in sections via a traction device.
  • the traction means are in particular a pull rope, a pull strap or around a drawstring.
  • a driven portion of the traction means is wound on a driven pulley and coupled to a drive portion of the traction means with the pedal unit.
  • the connection is designed so that when an oscillating movement of the pedal in a linear direction, the traction means oscillates the driven pulley.
  • the winding of the traction means may be provided in a first alternative that this is wound or wound up by more than 360 degrees.
  • this is wound on the driven pulley by a larger angular amount and unwound in a countermovement of the traction means of the driven pulley.
  • the output disk and in particular a winding portion for the traction means has a constant radius with respect to the axis of the driven pulley.
  • the driven pulley and in particular the winding portion is formed spirally, so that a different effective radius is used on the driven pulley as a function of AbwickelFigs.
  • the winding of the traction means on the driven pulley can be implemented by a second traction means, which is arranged with an opposite winding direction on the same driven pulley or coupled to the driven pulley another driven pulley.
  • the assignment of the second traction means can be designed both to the first pedal unit and to the second pedal unit: In the first case, a pedal or independent pedals is present. The pedal or pedals are then designed retractable, eg as a hand pedal or click pedal.
  • a coupling of the pedal movement of two pedal units so that upon actuation of the first pedal unit in the direction of travel, the second pedal unit is withdrawn against the direction of travel.
  • two traction means assigned to a first pedal unit act on two different output disks and in each case two traction means assigned to a second pedal unit on the same two drive disks.
  • the connection of the traction means to the driven pulleys is done so that when pedaling an opposite rotational movement of the two drive pulleys arises.
  • the traction means is wound on the driven pulley preferably over an angular range of greater than 100 degrees, but in an oscillating motion, the same amount of traction means is wound up as unwound, so that the length of the winding portion always remains constant.
  • the traction means is directly connected to the pedal, optionally with the interposition of the pedal frame.
  • the traction means is fixed to the frame with one end, wherein the pedal unit engages over a loose role in the traction means.
  • the generator arrangement has a further pedal unit.
  • the further pedal unit includes another pedal.
  • the generator arrangement comprises a pedal coupling unit, which is functionally designed such that it forces an alternating and / or always opposite, oscillating movement of the two pedals.
  • the pedal coupling unit may be formed as a traction means, wherein the pedals or the associated pedal frame are each attached to the traction means and the traction means is guided over a fixed roller.
  • the same traction means is used for the transmission of the pedal forces to the generator unit and for the pedal coupling unit.
  • ends of the traction means are arranged fixed to the frame and the driven pulley is designed as a fixed roller.
  • the pedals or pedal frames are coupled via loose rollers to the traction means.
  • the driven pulley is arranged between the loose pulleys of the pedal units, so that a linear movement of the one pedal in a direction of travel leads to a linear movement of the other pedal in the opposite direction, at the same time the revolving driven pulley is rotated.
  • the generator arrangement has at least one freewheel device, wherein the freewheel device is arranged to be driven or geared between the driven pulley and the generator unit.
  • the freewheel device is arranged to be driven or geared between the driven pulley and the generator unit.
  • the generator assembly may comprise two of the freewheel devices, which are designed so that the oscillating rotating driven pulley movements is converted into a swelling rotating transmission or generator input shaft movement.
  • the vehicle which has an electric drive for driving the vehicle by means of electrical energy.
  • the vehicle has the generator arrangement, as described above, which is adapted to generate the electrical energy or a part of the electrical energy for the electric drive.
  • the vehicle may have an electric motor as an electric drive or a plurality of electric motors, such as wheel hub motors, as an electric drive.
  • the vehicle has storage means for storing the electrical energy generated by the generator assembly.
  • it is possible to forward the electrical energy of the generator assembly directly to the electric drive to the drive.
  • the pedal force is always and exclusively routed to the generator unit and the electrical energy is passed to the electric drive to drive the vehicle.
  • This embodiment has the advantage that the actual power of the electric motor is independent of the current performance of the driver, so that the vehicle is driven evenly.
  • the vehicle has at least a two-lane axis, since in such an embodiment, the linearly driven pedal unit can be integrated in a particularly space-saving and comfortable.
  • Figure 1 is a schematic block diagram of a vehicle having a generator assembly as a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic block diagram of a pedal unit of the vehicle in Figure 1;
  • FIG. 3 shows a first possible embodiment of a pedal coupling unit for the vehicle in FIG. 1;
  • Figure 4 shows a possible embodiment of the pedal unit of Figure 2;
  • FIG. 5 is a schematic representation of a second possible embodiment of the pedal unit of Figure 2;
  • Figure 6 shows a possible arrangement of pedal units for driving a generator unit.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a vehicle 1 as an exemplary embodiment of the invention.
  • the vehicle 1 preferably has at least one two-lane axis and is designed, for example, as a trike or as a quad.
  • the vehicle 1 is designed as a muscle-operated, in particular serial, bio-hybrid with an electric motor 18.
  • the vehicle 1 can be driven by a muscle as well as by an electric motor.
  • the vehicle 1 is operated exclusively by an electric motor, but electrical energy is generated by muscle operation and supplies the electric drive 18 for driving the vehicle 1.
  • the vehicle 1 comprises a generator arrangement 2, which makes it possible to generate electrical energy for the vehicle 1 via an introduction of a pedal force.
  • the generator assembly 2 has two pedal units 3a and 3b.
  • the pedal units 3a, b each have a pedal 4a, b (FIG. 2) for a muscle-operated actuation.
  • the pedals 4a, b are respectively actuated by a foot or by a hand of a driver of the vehicle 1.
  • the generator assembly 2 has a generator unit 5, which is designed to convert the pedal force into electrical energy.
  • the generator assembly 2 For coupling the pedal units 3a, b with the generator unit 5, the generator assembly 2 comprises a gear 6, wherein the pedal units 3a, b are connected via the gear 6 with the generator unit 5 so driving or transmission technology that the pedal force introduced into the pedals 4a, b is passed to the generator unit 5 and drives them to generate the electrical energy.
  • the electrical energy from the generator unit 5 can on the one hand directly be transmitted to the electric drive 18 for driving the vehicle 1.
  • FIG. 2 diagrammatically shows in a block diagram the pedal unit 3a, b.
  • the pedal unit 3a, b respectively has a pedal 4a, b.
  • This pedal 4a, b is arranged in each case in a pedal frame 7a, b.
  • the pedal 4a, b in the respective pedal frame 7a, b arranged pivotably or even rotatably, so that the pedal 4a, b can adjust freely to an angle of a foot of the driver.
  • the pedal frame 7a, b is linearly guided in each case in a pedal guide 8a, b, so that the pedal frame 7a, b and thus the pedal 4a, b can be moved back and forth and / or oscillating only linearly and / or in a straight line.
  • the pedal guide 8a, b is arranged fixed to the frame in the vehicle 1 and preferably comprises a linear guide with a WälzSystemlagerung or with a plain bearing.
  • This particular kinematics for the pedal 4a, b brings significant advantages for the design of the two- or multi-lane muscle hybrid vehicle 1, since both the space required for the actual pedal movement space, and the driver's maximum adjusting H Cosmeticallyugewinkel smaller in the linear pedal movement as with the rotating pedal movement.
  • a pedal block unit 9 is shown in a schematic block diagram in FIG. 3, wherein the two pedal frames 7a and 7b are connected to one another via a traction means 10.
  • the traction means 10 is deflected twice over 90 degrees by two fixed, in particular frame-fixed rollers 1 1 a, b, in particular deflection rollers.
  • the pedal coupling unit 9 ensures that the pedal frames 7a, b can only be operated alternately and / or in opposite directions with the pedals 4a, b.
  • a further traction means arranged on the opposite side, which is deflected by a further two rollers, so that the traction means form a closed circuit for the pedal frame.
  • FIG. 4 shows a first embodiment of a part of the transmission 6 for transmitting the pedal force from the pedal 7a, b to the generator unit 5.
  • the pedal 4a, b is arranged in the pedal frame 7a, b, which can be linearly moved back and forth according to the arrow T in the pedal guide 8a, b, not shown in FIG.
  • a traction means 1 1 is fixed at one end, in particular fixed to the frame, arranged in the vehicle 1.
  • the pedal frame 7a, b are two loose rollers 12a, b, in particular pulleys, arranged, which are moved together with the pedal frame 7a, b and which deflect the traction means 1 1 twice by 90 degrees.
  • the free end of the traction means 1 1 is wound on a driven pulley 13, so that the driven pulley 13 is placed in an oscillating, rotating movement in an oscillating, linear movement of the pedal frame 7a, b.
  • the driven pulley 13 can be coupled to the generator unit 5 via a freewheel device, not shown, wherein the oscillating or then rectified rotating or swelling rotating movement is introduced into the generator unit 5 in order to drive it and to generate the electrical energy.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment for a part of the transmission 6 for transmitting the pedal force from the pedal 7a, b to the generator unit 5, the pedal frame 7a, b being fastened directly to the traction means 11. However, this is deflected via a fixed guide roller 14, which is arranged fixed to the frame, to the driven pulley 13. In an oscillatory, linear movement of the pedal frame 7a, b, the driven pulley 13 is placed in a rotating oscillating motion.
  • the transmission 6 shows an embodiment of the transmission 6 is shown for the generator assembly 2, wherein in the figure 6, the two pedal frame 7a, b with the pedals 4 a, b are shown side by side.
  • the transmission 6 has two traction means 1 1, 15, which are performed in sections in parallel.
  • the pedal frame 7a, b each have two rollers 12 a, b and 12 c, d, which as loose rollers are formed, wherein the rollers 12 a, b are attached as deflection rollers on the pedal frame 7 a and the rollers 12 c, d as deflection rollers on the pedal frame 7 b.
  • a first and a second driven pulley 17a, b are arranged coaxially, which are aligned in the illustration in FIG. Further, in the gear 6, a guide roller is arranged, whose axis of rotation is arranged offset parallel to the axis of rotation of the driven pulleys 17a, b.
  • the traction means 1 1, 15 extend over the rollers 12 a, b of the pedal frame 7 a. Subsequently, the traction means 1 1, 15 share.
  • the traction means 1 1 rotates the driven pulley 17 a counterclockwise.
  • the traction means 15 rotates the driven pulley 17b in the clockwise direction and / or in opposite directions to that of the pulling means 1 1.
  • the guide roller 16 is provided. After the driven pulleys 17 a, b, the traction means again run parallel over the rollers 12 c, d of the pedal frame 7b.
  • two traction means are provided, which are each fixed to the frame and attached to the discs 17a / 17b. Depending traction means each side 1 1 a / 1 1 b is guided over the guide roller 16.
  • the transmission 6 has two non-illustrated freewheel devices, which converts the rotating movements of the driven pulleys 17 a, b into a swelling, rotating movement, which is subsequently transmitted to the generator unit 5.
  • the swelling, rotating transmission or generator input shaft movement is advantageous because, on the one hand, there is no change in the direction of rotation and, on the other hand, the rotational speed between the reciprocating movements does not have to drop to a standstill.
  • the generator unit 5 may be preceded by another transmission, for example a planetary gear for adjusting the speed. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Abstract

Bicycles are vehicles which are traditionally operated with muscle power. With the development of efficient batteries, the auxiliary motors have been realized in an environmentally protective manner as electric motors. Electric bicycles of this type, for example in the form of pedelecs, have in the meanwhile become a permanent part of the street scene. The problem addressed by the present invention is to propose a generator arrangement for a vehicle having an electric motor and pedals, and a corresponding vehicle, which generator arrangement can be operated particularly effectively. For this purpose, a generator arrangement 2 is proposed for a vehicle 1 having at least one pedal unit 3a for introducing a pedal force, wherein the pedal unit 3a has a pedal 4a for muscle-operated actuation, with a generator unit 5 for converting the pedal force into electrical energy, and with a transmission 6, wherein the at least one pedal unit 3a is connected and/or is connectable in terms of drive and/or transmission to the generator unit 5 via the transmission 6, wherein the pedal 4a is guided linearly.

Description

Generatoranordnung für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug mit der  Generator arrangement for a vehicle and vehicle with the
Generatoranordnung  generator arrangement
Die Erfindung betrifft eine Generatoranordnung für ein Fahrzeug mit mindestens einer Pedaleinheit zur Einleitung einer Pedalkraft, wobei die Pedaleinheit ein Pedal für eine muskelbetriebene Betätigung aufweist, mit einer Generatoreinheit zur Umsetzung der Pedalkraft in elektrische Energie, und mit einem Getriebe, wobei die mindestens eine Pedaleinheit über das Getriebe mit der Generatoreinheit trieblich und/oder getriebetechnisch verbunden und/oder verbindbar ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit dieser Generatoranordnung. The invention relates to a generator assembly for a vehicle having at least one pedal unit for initiating a pedal force, wherein the pedal unit comprises a pedal for a muscle-operated operation, with a generator unit for converting the pedal force into electrical energy, and with a transmission, wherein the at least one pedal unit via the transmission with the generator unit driving and / or transmission technology connected and / or connectable. The invention further relates to a vehicle with this generator arrangement.
Fahrräder sind Fahrzeuge, welche traditionell mit Muskelkraft betrieben wurden und werden. Neben den muskelbetriebenen Fahrrädern wurden auch Fahrräder mit Hilfsmotoren entwickelt. Mit der Entwicklung von leistungsfähigen Akkus wurden die Hilfsmotoren umweltschonend als Elektromotoren realisiert. Derartige Elektrofahrräder sind mittlerweile zum Beispiel als Pedelecs ein fester Bestandteil im Straßenbild geworden. Bicycles are vehicles that have traditionally been and will be powered by muscle power. In addition to the muscle-powered bicycles and bicycles were developed with auxiliary engines. With the development of powerful batteries, the auxiliary motors were realized environmentally friendly as electric motors. Such electric bicycles have now become an integral part of the street scene, for example as pedelecs.
Die Druckschrift DE 10 201 1 082 082 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, schlägt ein Fahrrad mit mindestens einem Naben-Hilfsmotor und mindestens einem Antriebsrad vor, welches einen Generator für die Pedalerie aufweist, wobei der Generator mit dem Hilfsmotor derart elektrisch verbunden ist, dass dieser mit der durch den Generator umgewandelten elektrischen Energie betreibbar ist. The document DE 10 201 1 082 082 A1, which probably forms the closest prior art proposes a bicycle with at least one hub auxiliary motor and at least one drive wheel, which has a generator for the pedals, wherein the generator with the auxiliary motor so electrically is connected, that it is operable with the electrical energy converted by the generator.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Generatoranordnung für ein Fahrzeug mit einem Elektroantrieb und Pedalen sowie ein entsprechendes Fahrzeug vorzuschlagen, welche besonders effektiv betrieben werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Generatoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit der Generatoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. It is an object of the present invention to propose a generator arrangement for a vehicle with an electric drive and pedals and a corresponding vehicle, which can be operated particularly effectively. This object is achieved by a generator arrangement with the features of claim 1 and by a vehicle with the generator arrangement having the features of claim 7. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.
Gegenstand der Erfindung ist eine Generatoranordnung für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug ist insbesondere für den Straßenverkehr ausgebildet. Das Fahrzeug kann einspurig, wie ein Fahrrad mit zwei in Flucht liegenden Rädern, ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Fahrzeug mindestens eine zweispurige Achse oder sogar zwei zwei-spurige Achsen aufweist und damit z.B. wie ein Trike oder wie ein Quad ausgebildet ist. The invention relates to a generator arrangement for a vehicle. The vehicle is designed in particular for road traffic. The vehicle may be single lane, such as a bicycle with two in-flight wheels. It is also possible for the vehicle to have at least one two-lane axle or even two two-lane axles and thus to have e.g. like a trike or a quad.
Die Generatoranordnung weist mindestens eine Pedaleinheit zur Einleitung einer Pedalkraft auf. Die Pedaleinheit umfasst ein Pedal für eine muskelbetriebene Betätigung. Es ist prinzipiell möglich, dass das Pedal so angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass dieses mit einer Hand bedient werden kann. Es ist jedoch bevorzugt, dass das Pedal für eine Bedienung mit einem Fuß ausgebildet ist, um die Pedalkraft einzuleiten. The generator arrangement has at least one pedal unit for initiating a pedal force. The pedal unit includes a pedal for a muscle-operated operation. It is possible in principle that the pedal is arranged and / or designed so that it can be operated with one hand. However, it is preferred that the pedal is configured for one foot operation to initiate the pedaling force.
Die Generatoranordnung weist eine Generatoreinheit auf, welche zur Umsetzung der Pedalkraft in elektrische Energie ausgebildet ist. Insbesondere wird durch die Pedalkraft die Generatoreinheit angetrieben, wobei die Generatoreinheit elektrische Energie aus der Bewegungsenergie generiert oder umwandelt. Die Pedalkraft ist insbesondere als eine übersetzte oder untersetzte Pedalkraft ausgebildet. The generator arrangement has a generator unit which is designed to convert the pedal force into electrical energy. In particular, the generator unit is driven by the pedal force, wherein the generator unit generates or converts electrical energy from the kinetic energy. The pedal force is especially designed as a translated or squat pedal force.
Die Generatoranordnung umfasst ferner ein Getriebe, wobei die mindestens eine Pedaleinheit über das Getriebe mit der Generatoreinheit trieblich verbunden und/oder verbindbar ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass in das Getriebe die Pedalkraft eingeleitet wird und zum Antrieb der Generatoreinheit aus dem Getriebe ausgeleitet wird, wobei die Pedalkraft optional übersetzt oder untersetzt sein kann. Das Getriebe kann so ausgebildet sein, dass der Kraft- oder Momentenweg zwischen der Pedaleinheit und der Generatoreinheit stets geschlossen ist. Es ist jedoch auch möglich, dass das Getriebe so ausgebildet ist, dass dieser Kraft- oder Momentenweg selektiv oder gesteuert geöffnet und geschlossen werden kann. The generator assembly further comprises a transmission, wherein the at least one pedal unit is connected via the transmission with the generator unit and / or connectable. It is particularly provided that the pedal force is introduced into the transmission and is discharged to drive the generator unit from the transmission, wherein the pedal force can optionally be translated or stunted. The transmission can be designed so that the force or torque path between the Pedal unit and the generator unit is always closed. However, it is also possible that the transmission is designed so that this force or torque path can be opened and closed selectively or controlled.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Pedal, insbesondere in der Pedaleinheit, linear geführt ist. Vorzugsweise kann das Pedal auf einer Geraden oszillierend hin- und herbewegt werden. Im Speziellen grenzt sich die erfindungsgemäße Generatoranordnung von dem Stand der Technik dadurch ab, dass im Stand der Technik das Pedal rotierend um eine Tretachse geführt ist. In the context of the invention it is proposed that the pedal, in particular in the pedal unit, is linearly guided. Preferably, the pedal can be reciprocated on a straight line oscillating. In particular, the generator arrangement according to the invention differs from the prior art in that in the prior art, the pedal is guided in rotation about a pedal axis.
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass eine linear gerichtete Pedalbewegung gegenüber einer rotierenden Pedalbewegung deutliche Vorteile für die Gestaltung von muskelhybridisch betriebenen Fahrzeugen mit sich bringt. Sowohl der für die eigentliche Pedalbewegung benötigte Bauraum, als auch der sich beim Fahrer maximal einstellende Hüftbeugewinkel sind bei einer linearen Pedalbewegung kleiner als bei einer rotierenden Pedalbewegung. It is a consideration of the invention that a linearly directed pedal movement relative to a rotating pedal movement brings significant benefits for the design of muscle hybrid vehicles operated with it. Both the space required for the actual pedal movement, as well as the Hüftbeugewinkel maximally adjusting the driver are smaller in a linear pedal movement than in a rotating pedal movement.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung weist die Pedaleinheit einen Pedalrahmen auf, wobei das Pedal in dem Pedalrahmen um eine Pedalachse drehbar, insbesondere schwenkbar, gelagert ist. Der Pedalrahmen kann als ein umlaufend gschlossener Rahmen oder als ein U-förmiger Rahmen ausgebildet sein, wobei das Pedal zwischen den Schenkeln des U gelagert ist. Ferner weist die Pedaleinheit eine Pedalführung auf, wobei der Pedalrahmen in der Pedalführung linear geführt ist. Somit wird im Ergebnis das Pedal linear geführt, kann jedoch um eine eigene Pedalachse, welche vorzugsweise durch das Pedal verläuft, gedreht oder zumindest geschwenkt werden. In dieser einfachen konstruktiven Umsetzung kann das Pedal linear zuverlässig geführt werden. In a preferred structural realization of the invention, the pedal unit on a pedal frame, wherein the pedal in the pedal frame about a pedal axis is rotatable, in particular pivotally mounted. The pedal frame may be formed as a circumferentially closed frame or as a U-shaped frame, wherein the pedal is mounted between the legs of the U. Furthermore, the pedal unit on a pedal guide, wherein the pedal frame is guided linearly in the pedal guide. Thus, as a result, the pedal is guided linearly, but can be rotated about its own pedal axis, which preferably passes through the pedal, or at least pivoted. In this simple design implementation, the pedal can be performed linearly reliable.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist das Getriebe als ein Zugmittelgetriebe ausgebildet, wobei die Pedalkraft von der Pedaleinheit zu der Generatoreinheit zumindest abschnittsweise über ein Zugmittel übertragen wird. Bei dem Zugmittel handelt es sich insbesondere um ein Zugseil, einen Zugriemen oder um ein Zugband. Durch die Umsetzung des Getriebes als ein Zugmittelgetriebe kann dieses besonders kostengünstig hergestellt werden und zudem in einfacher Weise auf unterschiedliche Größen eingestellt werden. Ferner kann durch die Umsetzung als Zugmittelgetriebe die lineare Bewegung des Pedals besonders einfach an das Getriebe angekoppelt werden. In a preferred embodiment of the invention, the transmission is designed as a traction mechanism, wherein the pedal force is transmitted from the pedal unit to the generator unit at least in sections via a traction device. The traction means are in particular a pull rope, a pull strap or around a drawstring. Through the implementation of the transmission as a traction mechanism this can be made particularly inexpensive and also be easily adjusted to different sizes. Furthermore, the linear movement of the pedal can be particularly easily coupled to the transmission through the implementation of a traction mechanism.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein Abtriebsabschnitt des Zugmittels auf einer Abtriebsscheibe aufgewickelt und ein Antriebsabschnitt des Zugmittels mit der Pedaleinheit gekoppelt. Die Verbindung ist so ausgestaltet, dass bei einer oszillierenden Bewegung des Pedals in linearer Richtung das Zugmittel die Abtriebsscheibe oszillierend bewegt. In a preferred embodiment of the invention, a driven portion of the traction means is wound on a driven pulley and coupled to a drive portion of the traction means with the pedal unit. The connection is designed so that when an oscillating movement of the pedal in a linear direction, the traction means oscillates the driven pulley.
Bei der Aufwicklung des Zugmittels kann bei einer ersten Alternative vorgesehen sein, dass dieses um mehr als 360 Grad aufgewickelt oder aufwickelbar ist. In dieser Alternative ist es bevorzugt, dass bei einer oszillierenden Bewegung des Zugmittels dieses um einen größeren Winkelbetrag auf der Abtriebsscheibe aufgewickelt und bei einer Gegenbewegung des Zugmittels von der Abtriebsscheibe abgewickelt wird. Es ist möglich, dass die Abtriebsscheibe und insbesondere ein Wickelabschnitt für das Zugmittel einen konstanten Radius in Bezug auf die Achse der Abtriebsscheibe aufweist. Bei einer alternativen Ausgestaltung ist die Abtriebsscheibe und insbesondere der Wickelabschnitt spiralförmig ausgebildet, sodass in Abhängigkeit des Abwickelzustands ein unterschiedlicher effektiver Radius auf der Abtriebsscheibe genutzt wird. Mit der letztgenannten Ausgestaltung ist es möglich, eine benötigte Pedalkraft zum Betrieb der Abtriebsscheibe anzupassen. Die Aufwicklung des Zugmittels auf die Abtriebsscheibe kann durch ein zweites Zugmittel umgesetzt werden, welches mit einer gegensätzlichen Wickelrichtung auf derselben Abtriebsscheibe oder einer mit der Abtriebsscheibe gekoppelten weiteren Abtriebsscheibe angeordnet ist. Die Zuordnung des zweiten Zugmittels kann sowohl zur ersten Pedaleinheit als auch zu der zweiten Pedaleinheit gestaltet sein: Im ersten Fall ist ein Pedal bzw. voneinander unabhängige Pedale vorhanden. Das oder die Pedale sind dann rückziehbar ausgestaltet sein, z.B. als Handpedal oder Klickpedal. Im zweiten Fall entsteht eine Kopplung der Pedalbewegung von zwei Pedaleinheiten, so dass beim Betätigen der ersten Pedaleinheit in Tretrichtung die zweite Pedaleinheit entgegen der Tretrichtung zurückgezogen wird. In einer weiteren Ausführungsvariante wirken jeweils zwei einer ersten Pedaleinheit zugeordneten Zugmittel auf zwei unterschiedliche Abtriebsscheiben und jeweils zwei einer zweiten Pedaleinheit zugeordnete Zugmittel auf dieselben zwei Antriebsscheiben. Die Anbindung der Zugmittel an die Abtriebsscheiben erfolgt so, dass beim Pedalieren eine gegenläufige Drehbewegung der beiden Antriebsscheiben entsteht. In the winding of the traction means may be provided in a first alternative that this is wound or wound up by more than 360 degrees. In this alternative, it is preferred that in an oscillating movement of the traction means this is wound on the driven pulley by a larger angular amount and unwound in a countermovement of the traction means of the driven pulley. It is possible that the output disk and in particular a winding portion for the traction means has a constant radius with respect to the axis of the driven pulley. In an alternative embodiment, the driven pulley and in particular the winding portion is formed spirally, so that a different effective radius is used on the driven pulley as a function of Abwickelzustands. With the last-mentioned embodiment, it is possible to adapt a required pedal force for the operation of the driven pulley. The winding of the traction means on the driven pulley can be implemented by a second traction means, which is arranged with an opposite winding direction on the same driven pulley or coupled to the driven pulley another driven pulley. The assignment of the second traction means can be designed both to the first pedal unit and to the second pedal unit: In the first case, a pedal or independent pedals is present. The pedal or pedals are then designed retractable, eg as a hand pedal or click pedal. In the second case, a coupling of the pedal movement of two pedal units, so that upon actuation of the first pedal unit in the direction of travel, the second pedal unit is withdrawn against the direction of travel. In a further embodiment, in each case two traction means assigned to a first pedal unit act on two different output disks and in each case two traction means assigned to a second pedal unit on the same two drive disks. The connection of the traction means to the driven pulleys is done so that when pedaling an opposite rotational movement of the two drive pulleys arises.
Bei einer weiteren Alternative ist das Zugmittel zwar auf der Abtriebsscheibe vorzugsweise über einen Winkelbereich von größer als 100 Grad aufgewickelt, bei einer oszillierenden Bewegung wird jedoch der gleiche Betrag des Zugmittels aufgewickelt wie abgewickelt, sodass die Länge des Wickelabschnitts stets konstant bleibt. In a further alternative, the traction means is wound on the driven pulley preferably over an angular range of greater than 100 degrees, but in an oscillating motion, the same amount of traction means is wound up as unwound, so that the length of the winding portion always remains constant.
Bei der Kopplung des Zugmittels mit der Pedaleinheit können ebenso unterschiedliche Varianten umgesetzt werden. Bei einer ersten Variante ist das Zugmittel unmittelbar mit dem Pedal, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung des Pedalrahmens, verbunden. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Zugmittel mit einem Ende gestellfest, wobei die Pedaleinheit über eine lose Rolle in das Zugmittel eingreift. When coupling the traction means with the pedal unit as well, different variants can be implemented. In a first variant, the traction means is directly connected to the pedal, optionally with the interposition of the pedal frame. In an alternative embodiment of the invention, the traction means is fixed to the frame with one end, wherein the pedal unit engages over a loose role in the traction means.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Generatoranordnung eine weitere Pedaleinheit auf. Die weitere Pedaleinheit umfasst ein weiteres Pedal. Bei einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Generatoranordnung eine Pedalkoppeleinheit, welche funktional so ausgebildet ist, dass diese eine alternierende und/oder stets gegenläufige, oszillierende Bewegung der zwei Pedale erzwingt. In einer sehr einfachen Ausgestaltung kann die Pedalkoppeleinheit als ein Zugmittel ausgebildet sein, wobei die Pedale oder die zugehörigen Pedalrahmen jeweils an dem Zugmittel befestigt sind und das Zugmittel über eine feste Rolle geführt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass für die Übertragung der Pedalkräfte an die Generatoreinheit und für die Pedalkoppeleinheit das gleiche Zugmittel verwendet wird. In dieser Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass Enden des Zugmittels gestellfest angeordnet sind und die Abtriebsscheibe als eine feste Rolle ausgebildet ist. Die Pedale beziehungsweise Pedalrahmen sind dagegen über lose Rollen an das Zugmittel gekoppelt. Die Abtriebsscheibe ist zwischen den losen Rollen der Pedaleinheiten angeordnet, sodass eine lineare Bewegung des einen Pedals in eine Tretrichtung zu einer linearen Bewegung des anderen Pedals in die Gegentretrichtung führt, wobei zugleich die umschlungene Abtriebsscheibe in Drehung versetzt wird. In a preferred development of the invention, the generator arrangement has a further pedal unit. The further pedal unit includes another pedal. In a preferred embodiment, the generator arrangement comprises a pedal coupling unit, which is functionally designed such that it forces an alternating and / or always opposite, oscillating movement of the two pedals. In a very simple embodiment, the pedal coupling unit may be formed as a traction means, wherein the pedals or the associated pedal frame are each attached to the traction means and the traction means is guided over a fixed roller. However, it is also possible that the same traction means is used for the transmission of the pedal forces to the generator unit and for the pedal coupling unit. In this embodiment, for example, be provided that ends of the traction means are arranged fixed to the frame and the driven pulley is designed as a fixed roller. The pedals or pedal frames, however, are coupled via loose rollers to the traction means. The driven pulley is arranged between the loose pulleys of the pedal units, so that a linear movement of the one pedal in a direction of travel leads to a linear movement of the other pedal in the opposite direction, at the same time the revolving driven pulley is rotated.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Generatoranordnung wenigstens eine Freilaufeinrichtung auf, wobei die Freilaufeinrichtung trieblich oder getriebetechnisch zwischen der Abtriebsscheibe und der Generatoreinheit angeordnet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Drehbewegung der Abtriebsscheibe in eine erste Richtung an die Generatoreinheit übertragen wird und eine Gegendrehbewegung in die Gegenrichtung nicht übertragen wird beziehungsweise die Abtriebsscheibe relativ zur Generatoreinheit freiläuft. In an advantageous development, the generator arrangement has at least one freewheel device, wherein the freewheel device is arranged to be driven or geared between the driven pulley and the generator unit. For example, it can be provided that a rotational movement of the driven pulley is transmitted in a first direction to the generator unit and a counter-rotation in the opposite direction is not transmitted or the driven pulley relative to the generator unit free running.
Insbesondere bei dem Einsatz von zwei Pedaleinheiten und der Verwendung von zwei Abtriebsscheiben kann die Generatoranordnung zwei der Freilaufeinrichtungen aufweisen, welche so ausgebildet sind, dass die oszillierend rotierenden Abtriebsscheibenbewegungen in eine schwellend rotierende Getriebebeziehungsweise Generatoreingangswellenbewegung umgewandelt wird. In particular, with the use of two pedal units and the use of two output disks, the generator assembly may comprise two of the freewheel devices, which are designed so that the oscillating rotating driven pulley movements is converted into a swelling rotating transmission or generator input shaft movement.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft das Fahrzeug, welches einen Elektroantrieb zum Antrieb des Fahrzeugs mittels elektrischer Energie aufweist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug die Generatoranordnung aufweist, wie diese zuvor beschrieben wurde und welche zur Generierung der elektrischen Energie oder eines Teils der elektrischen Energie für den Elektroantrieb angepasst ist. Das Fahrzeug kann einen Elektromotor als Elektroantrieb oder auch mehrere Elektromotoren, z.B. Radnabenmotoren, als Elektroantrieb aufweisen. Optional weist das Fahrzeug eine Speichereinrichtung zur Speicherung der elektrischen Energie auf, welche durch die Generatoranordnung erzeugt wurde. Somit ist es möglich, die elektrische Energie der Generatoranordnung unmittelbar an den Elektroantrieb zum Antrieb weiterzuleiten. Alternativ hierzu ist es möglich, diese elektrische Energie in der Speichereinrichtung zwischenzuspeichern und zeitversetzt an den Elektroantrieb zu leiten, um das Fahrzeug mittels des Elektroantriebs anzutreiben. Another object of the invention relates to the vehicle which has an electric drive for driving the vehicle by means of electrical energy. According to the invention, it is proposed that the vehicle has the generator arrangement, as described above, which is adapted to generate the electrical energy or a part of the electrical energy for the electric drive. The vehicle may have an electric motor as an electric drive or a plurality of electric motors, such as wheel hub motors, as an electric drive. Optionally, the vehicle has storage means for storing the electrical energy generated by the generator assembly. Thus, it is possible to forward the electrical energy of the generator assembly directly to the electric drive to the drive. Alternatively, it is possible to temporarily store this electrical energy in the memory device and to lead time-shifted to the electric drive to drive the vehicle by means of the electric drive.
Es ist bevorzugt, dass die Pedalkraft stets und ausschließlich zur Generatoreinheit geleitet wird und die elektrische Energie an den Elektroantrieb geleitet wird, um das Fahrzeug anzutreiben. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die aktuelle Leistung des Elektromotors unabhängig von der aktuellen Leistung des Fahrers ist, sodass das Fahrzeug gleichmäßig angetrieben wird. It is preferred that the pedal force is always and exclusively routed to the generator unit and the electrical energy is passed to the electric drive to drive the vehicle. This embodiment has the advantage that the actual power of the electric motor is independent of the current performance of the driver, so that the vehicle is driven evenly.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Fahrzeug mindestens eine zweispurige Achse aufweist, da in einer derartigen Ausgestaltung die linear angetriebene Pedaleinheit besonders platzsparend und komfortabel integriert werden kann. It is particularly preferred that the vehicle has at least a two-lane axis, since in such an embodiment, the linearly driven pedal unit can be integrated in a particularly space-saving and comfortable.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen: Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention and the accompanying figures. Showing:
Figur 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einer Generatoranordnung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 1 is a schematic block diagram of a vehicle having a generator assembly as a first embodiment of the invention;
Figur 2 ein schematisches Blockdiagramm einer Pedaleinheit des Fahrzeugs in der Figur 1 ; Figure 2 is a schematic block diagram of a pedal unit of the vehicle in Figure 1;
Figur 3 eine erste mögliche Ausgestaltung einer Pedalkoppeleinheit für das Fahrzeug in der Figur 1 ; Figur 4 eine mögliche Ausgestaltung der Pedaleinheit der Figur 2; FIG. 3 shows a first possible embodiment of a pedal coupling unit for the vehicle in FIG. 1; Figure 4 shows a possible embodiment of the pedal unit of Figure 2;
Figur 5 eine schematische Darstellung einer zweiten möglichen Ausgestaltung der Pedaleinheit der Figur 2; Figure 5 is a schematic representation of a second possible embodiment of the pedal unit of Figure 2;
Figur 6 eine mögliche Anordnung von Pedaleinheiten zum Antrieb einer Generatoreinheit. Figure 6 shows a possible arrangement of pedal units for driving a generator unit.
Die Figur 1 zeigt in einem schematisierten Blockdiagramm ein Fahrzeug 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 1 weist vorzugsweise mindestens eine zweispurige Achse auf und ist beispielsweise als ein Trike oder als ein Quad ausgebildet. Das Fahrzeug 1 ist als ein muskelbetriebener insbesondere serieller Biohybrid ausgebildet mit einem Elektromotor 18. Das Fahrzeug 1 kann in einer ersten möglichen Ausgestaltung sowohl muskelbetrieben als auch elektromotorisch angetrieben werden. Bei einer anderen Ausführung wird das Fahrzeug 1 ausschließlich elektromotorisch betrieben, wobei jedoch elektrische Energie durch Muskelbetrieb erzeugt wird und den Elektroantrieb 18 zum Antrieb des Fahrzeugs 1 versorgt. FIG. 1 shows a schematic block diagram of a vehicle 1 as an exemplary embodiment of the invention. The vehicle 1 preferably has at least one two-lane axis and is designed, for example, as a trike or as a quad. The vehicle 1 is designed as a muscle-operated, in particular serial, bio-hybrid with an electric motor 18. In a first possible embodiment, the vehicle 1 can be driven by a muscle as well as by an electric motor. In another embodiment, the vehicle 1 is operated exclusively by an electric motor, but electrical energy is generated by muscle operation and supplies the electric drive 18 for driving the vehicle 1.
Das Fahrzeug 1 umfasst eine Generatoranordnung 2, welche es ermöglicht, über eine Einleitung einer Pedalkraft elektrische Energie für das Fahrzeug 1 zu erzeugen. Die Generatoranordnung 2 weist zwei Pedaleinheiten 3a und 3b auf. Die Pedaleinheiten 3a, b weisen jeweils ein Pedal 4a, b (Figur 2) für eine muskelbetriebene Betätigung auf. Insbesondere werden die Pedale 4a, b jeweils durch einen Fuß oder durch eine Hand eines Fahrers des Fahrzeugs 1 betätigt. Die Generatoranordnung 2 weist eine Generatoreinheit 5 auf, welche zur Umsetzung der Pedalkraft in elektrische Energie ausgebildet ist. Zur Kopplung der Pedaleinheiten 3a, b mit der Generatoreinheit 5 umfasst die Generatoranordnung 2 ein Getriebe 6, wobei die Pedaleinheiten 3a, b über das Getriebe 6 mit der Generatoreinheit 5 derart trieblich oder getriebetechnisch verbunden sind, dass die in die Pedale 4a, b eingeleitete Pedalkraft zur Generatoreinheit 5 geleitet wird und diese antreibt, um die elektrische Energie zu erzeugen. Die elektrische Energie aus der Generatoreinheit 5 kann zum einen direkt an den Elektroantrieb 18 zum Antrieb des Fahrzeugs 1 übertragen werden. Alternativ hierzu wird die elektrische Energie in einer Speichereinrichtung 19, z.B. einem Akku, zwischengespeichert und zeitversetzt an den Elektromotor 18 übertragen. The vehicle 1 comprises a generator arrangement 2, which makes it possible to generate electrical energy for the vehicle 1 via an introduction of a pedal force. The generator assembly 2 has two pedal units 3a and 3b. The pedal units 3a, b each have a pedal 4a, b (FIG. 2) for a muscle-operated actuation. In particular, the pedals 4a, b are respectively actuated by a foot or by a hand of a driver of the vehicle 1. The generator assembly 2 has a generator unit 5, which is designed to convert the pedal force into electrical energy. For coupling the pedal units 3a, b with the generator unit 5, the generator assembly 2 comprises a gear 6, wherein the pedal units 3a, b are connected via the gear 6 with the generator unit 5 so driving or transmission technology that the pedal force introduced into the pedals 4a, b is passed to the generator unit 5 and drives them to generate the electrical energy. The electrical energy from the generator unit 5 can on the one hand directly be transmitted to the electric drive 18 for driving the vehicle 1. Alternatively, the electrical energy in a storage device 19, such as a battery, cached and transferred to the electric motor 18 with a time delay.
In der Figur 2 ist schematisiert in einem Blockdiagramm die Pedaleinheit 3a, b visualisiert. Die Pedaleinheit 3a, b weist jeweils ein Pedal 4a, b auf. Dieses Pedal 4a, b ist jeweils in einem Pedalrahmen 7a, b angeordnet. Insbesondere ist das Pedal 4a, b in dem jeweiligen Pedalrahmen 7a, b schwenkbar oder sogar drehbar angeordnet, damit sich das Pedal 4a, b frei auf einen Winkel eines Fußes des Fahrers einstellen kann. Der Pedalrahmen 7a, b ist jeweils in einer Pedalführung 8a, b linear geführt, sodass der Pedalrahmen 7a, b und damit das Pedal 4a, b nur linear und/oder in einer geraden Linie hin und her und/oder oszillierend bewegt werden kann. Die Pedalführung 8a, b ist in dem Fahrzeug 1 gestellfest angeordnet und umfasst vorzugsweise eine Linearführung mit einer Wälzkörperlagerung oder mit einer Gleitlagerung. Diese besondere Kinematik für das Pedal 4a, b bringt deutliche Vorteile für die Gestaltung von dem zwei- oder mehrspurigen muskelhybridisch betriebenen Fahrzeug 1 , da sowohl der für die eigentliche Pedalbewegung benötigte Bauraum, als auch der sich beim Fahrer maximal einstellende Hüftbeugewinkel bei der linearen Pedalbewegung kleiner als bei der rotierenden Pedalbewegung sind. FIG. 2 diagrammatically shows in a block diagram the pedal unit 3a, b. The pedal unit 3a, b respectively has a pedal 4a, b. This pedal 4a, b is arranged in each case in a pedal frame 7a, b. In particular, the pedal 4a, b in the respective pedal frame 7a, b arranged pivotably or even rotatably, so that the pedal 4a, b can adjust freely to an angle of a foot of the driver. The pedal frame 7a, b is linearly guided in each case in a pedal guide 8a, b, so that the pedal frame 7a, b and thus the pedal 4a, b can be moved back and forth and / or oscillating only linearly and / or in a straight line. The pedal guide 8a, b is arranged fixed to the frame in the vehicle 1 and preferably comprises a linear guide with a Wälzkörperlagerung or with a plain bearing. This particular kinematics for the pedal 4a, b brings significant advantages for the design of the two- or multi-lane muscle hybrid vehicle 1, since both the space required for the actual pedal movement space, and the driver's maximum adjusting Hüftbeugewinkel smaller in the linear pedal movement as with the rotating pedal movement.
In der Figur 3 ist in einer schematisierten Blockdarstellung eine Pedalkoppeleinheit 9 gezeigt, wobei die zwei Pedalrahmen 7a und 7b über ein Zugmittel 10 miteinander verbunden sind. Das Zugmittel 10 ist über zwei feste, insbesondere gestellfeste Rollen 1 1 a, b, insbesondere Umlenkrollen, zwei Mal um 90 Grad umgelenkt. Durch die Pedalkoppeleinheit 9 wird erreicht, dass die Pedalrahmen 7a, b mit den Pedalen 4a, b nur abwechselnd und/oder gegensinnig betrieben werden können. Optional kann ein weiteres Zugmittel auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet, welches über weitere zwei Rollen umgelenkt wird, so dass die Zugmittel einen geschlossenen Umlauf für die Pedalrahmen bilden. Statt der Umlenkung über 2 x 90° kann auch eine Umlenkung um 180° (z.B. über eine große Umlenkrolle) erfolgen. Theoretisch sind auch n Umlenkrollen denkbar, wenn sich die Gesamtumlenkung auf 180° ergänzt. ln der Figur 4 ist eine erste Ausgestaltung für einen Teil des Getriebes 6 zur Übertragung der Pedalkraft von dem Pedal 7a, b zu der Generatoreinheit 5 gezeigt. Das Pedal 4a, b ist in dem Pedalrahmen 7a, b angeordnet, welcher gemäß dem Pfeil T in der in der Figur 4 nicht dargestellten Pedalführung 8a, b linear hin und her bewegt werden kann. Ein Zugmittel 1 1 ist mit seinem einen Ende fest, insbesondere gestellfest, in dem Fahrzeug 1 angeordnet. An dem Pedalrahmen 7a, b sind zwei lose Rollen 12a, b, insbesondere Umlenkrollen, angeordnet, welche gemeinsam mit dem Pedalrahmen 7a, b verschoben werden und welche das Zugmittel 1 1 zwei Mal um jeweils 90 Grad umlenken. Das freie Ende des Zugmittels 1 1 ist auf einer Abtriebsscheibe 13 aufgewickelt, sodass die Abtriebsscheibe 13 bei einer oszillierenden, linearen Bewegung des Pedalrahmens 7a, b in eine oszillierende, rotierende Bewegung versetzt wird. Die Abtriebsscheibe 13 kann über eine nicht dargestellte Freilaufeinrichtung mit der Generatoreinheit 5 gekoppelt sein, wobei die oszillierende beziehungsweise dann gleichgerichtete rotierende oder schwellend rotierende Bewegung in die Generatoreinheit 5 eingeleitet wird, um diese anzutreiben und die elektrische Energie zu generieren. A pedal block unit 9 is shown in a schematic block diagram in FIG. 3, wherein the two pedal frames 7a and 7b are connected to one another via a traction means 10. The traction means 10 is deflected twice over 90 degrees by two fixed, in particular frame-fixed rollers 1 1 a, b, in particular deflection rollers. The pedal coupling unit 9 ensures that the pedal frames 7a, b can only be operated alternately and / or in opposite directions with the pedals 4a, b. Optionally, a further traction means arranged on the opposite side, which is deflected by a further two rollers, so that the traction means form a closed circuit for the pedal frame. Instead of the deflection over 2 x 90 ° can also be a deflection by 180 ° (eg via a large pulley). Theoretically n pulleys are also conceivable if the total deflection complements 180 °. FIG. 4 shows a first embodiment of a part of the transmission 6 for transmitting the pedal force from the pedal 7a, b to the generator unit 5. The pedal 4a, b is arranged in the pedal frame 7a, b, which can be linearly moved back and forth according to the arrow T in the pedal guide 8a, b, not shown in FIG. A traction means 1 1 is fixed at one end, in particular fixed to the frame, arranged in the vehicle 1. On the pedal frame 7a, b are two loose rollers 12a, b, in particular pulleys, arranged, which are moved together with the pedal frame 7a, b and which deflect the traction means 1 1 twice by 90 degrees. The free end of the traction means 1 1 is wound on a driven pulley 13, so that the driven pulley 13 is placed in an oscillating, rotating movement in an oscillating, linear movement of the pedal frame 7a, b. The driven pulley 13 can be coupled to the generator unit 5 via a freewheel device, not shown, wherein the oscillating or then rectified rotating or swelling rotating movement is introduced into the generator unit 5 in order to drive it and to generate the electrical energy.
In der Figur 5 ist eine alternative Ausgestaltung für einen Teil des Getriebes 6 zur Übertragung der Pedalkraft von dem Pedal 7a, b zu der Generatoreinheit 5 gezeigt, wobei der Pedalrahmen 7a, b unmittelbar an dem Zugmittel 1 1 befestigt ist. Dieses wird jedoch über eine feste Umlenkrolle 14, welche gestellfest angeordnet ist, zu der Abtriebsscheibe 13 umgelenkt. Bei einer oszillatorischen, linearen Bewegung des Pedalrahmens 7a, b wird die Abtriebsscheibe 13 in eine rotierende oszillierende Bewegung versetzt. FIG. 5 shows an alternative embodiment for a part of the transmission 6 for transmitting the pedal force from the pedal 7a, b to the generator unit 5, the pedal frame 7a, b being fastened directly to the traction means 11. However, this is deflected via a fixed guide roller 14, which is arranged fixed to the frame, to the driven pulley 13. In an oscillatory, linear movement of the pedal frame 7a, b, the driven pulley 13 is placed in a rotating oscillating motion.
In der Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel des Getriebes 6 für die Generatoranordnung 2 gezeigt, wobei in der Figur 6 die zwei Pedalrahmen 7a, b mit den Pedalen 4 a, b nebeneinander dargestellt sind. Das Getriebe 6 weist zwei Zugmittel 1 1 , 15 auf, welche abschnittsweise parallel geführt sind. So sind die zwei Zugmittel 1 1 , 15 an dem Anfang und am Ende gestellfest an dem Fahrzeug 1 befestigt. Die Pedalrahmen 7a, b weisen jeweils zwei Rollen 12 a, b bzw. 12 c, d auf, welche als lose Rollen ausgebildet sind, wobei die Rollen 12 a, b als Umlenkrollen an dem Pedalrahmen 7a und die Rollen 12 c, d als Umlenkrollen an dem Pedalrahmen 7b befestigt sind. 6 shows an embodiment of the transmission 6 is shown for the generator assembly 2, wherein in the figure 6, the two pedal frame 7a, b with the pedals 4 a, b are shown side by side. The transmission 6 has two traction means 1 1, 15, which are performed in sections in parallel. Thus, the two traction means 1 1, 15 at the beginning and at the end fixed to the frame fixed to the vehicle 1. The pedal frame 7a, b each have two rollers 12 a, b and 12 c, d, which as loose rollers are formed, wherein the rollers 12 a, b are attached as deflection rollers on the pedal frame 7 a and the rollers 12 c, d as deflection rollers on the pedal frame 7 b.
In einem Bereich zwischen den Pedalrahmen 7a, b sind eine erste und eine zweite Abtriebsscheibe 17a, b koaxial angeordnet, welche in der Darstellung in der Figur 6 in Flucht liegen. Ferner ist in dem Getriebe 6 eine Führungsrolle angeordnet, deren Drehachse parallel versetzt zu der Drehachse der Abtriebsscheiben 17a, b angeordnet ist. In a region between the pedal frame 7a, b, a first and a second driven pulley 17a, b are arranged coaxially, which are aligned in the illustration in FIG. Further, in the gear 6, a guide roller is arranged, whose axis of rotation is arranged offset parallel to the axis of rotation of the driven pulleys 17a, b.
Ausgehend von dem linken Ende verlaufen die Zugmittel 1 1 , 15 über die Rollen 12a,b des Pedalrahmens 7a. Nachfolgend teilen sich die Zugmittel 1 1 , 15 auf. Das Zugmittel 1 1 umläuft die Abtriebsscheibe 17a gegen die Uhrzeigerrichtung. Das Zugmittel 15 umläuft dagegen die Abtriebsscheibe 17b in der Uhrzeigerrichtung und/oder gegenläufig zu der dem Zugmittel 1 1. Zur Verbesserung der Führung des Zugmittels ist die Führungsrolle 16 vorgesehen. Nach den Abtriebsscheiben 17 a, b laufen die Zugmittel wieder parallel über die Rollen 12 c, d des Pedalrahmens 7b. Alternativ sind je zwei Zugmittel vorgesehen, die jeweils gestellfest und an den Scheiben 17a/17b angebunden sind. Je ein Zugmittel jeder Seite 1 1 a/1 1 b wird über die Führungsrolle 16 geführt. Starting from the left end, the traction means 1 1, 15 extend over the rollers 12 a, b of the pedal frame 7 a. Subsequently, the traction means 1 1, 15 share. The traction means 1 1 rotates the driven pulley 17 a counterclockwise. The traction means 15, however, rotates the driven pulley 17b in the clockwise direction and / or in opposite directions to that of the pulling means 1 1. To improve the guidance of the traction means, the guide roller 16 is provided. After the driven pulleys 17 a, b, the traction means again run parallel over the rollers 12 c, d of the pedal frame 7b. Alternatively, two traction means are provided, which are each fixed to the frame and attached to the discs 17a / 17b. Depending traction means each side 1 1 a / 1 1 b is guided over the guide roller 16.
Bei einer Betätigung der Pedale 4a, b werden die Abtriebsscheiben 17a,b stets gegenläufig rotiert. Das Getriebe 6 weist zwei nicht-dargestellte Freilaufeinrichtungen auf, die die rotierenden Bewegungen der Abtriebsscheiben 17a, b in eine schwellende, rotierende Bewegung umgesetzt, die nachfolgend auf die Generatoreinheit 5 übertragen wird. Die schwellende, rotierende Getriebe- bzw. Generatoreingangswellenbewegung ist vorteilhaft, da einerseits keine Drehrichtungsänderung stattfindet und andererseits die Drehzahl zwischen den Hin- und Herbewegungen nicht bis zum Stillstand absinken muss. Der Generatoreinheit 5 kann ein weiteres Getriebe, z.B. ein Planetengetriebe zur Anpassung der Drehzahl vorgeschaltet sein. Bezugszeichenliste Upon actuation of the pedals 4a, b, the driven pulleys 17a, b are always rotated in opposite directions. The transmission 6 has two non-illustrated freewheel devices, which converts the rotating movements of the driven pulleys 17 a, b into a swelling, rotating movement, which is subsequently transmitted to the generator unit 5. The swelling, rotating transmission or generator input shaft movement is advantageous because, on the one hand, there is no change in the direction of rotation and, on the other hand, the rotational speed between the reciprocating movements does not have to drop to a standstill. The generator unit 5 may be preceded by another transmission, for example a planetary gear for adjusting the speed. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Fahrzeug vehicle
Generatoranordnung generator arrangement
a, b Pedaleinheitena, b pedal units
a, b Pedal a, b pedal
Generatoreinheit  generator unit
Getriebe transmission
a, b Pedalrahmena, b pedal frame
a, b Pedalführung a, b pedal guide
Pedalkoppeleinheit Pedal coupling unit
0 Zugmittel0 traction means
1 Zugmittel1 traction device
2a-c lose Rollen/Umlenkrollen2a-c loose rollers / pulleys
3 Abtriebsscheibe3 driven pulley
4 Umlenkrolle4 pulley
5 Zugmittel5 traction means
6 Führungsrolle6 leadership role
7 a, b Abtriebsscheibe7 a, b output disk
8 Elektroantrieb8 electric drive
9 Speichereinrichtung 9 storage device

Claims

qeänderte Patentansprüche (Stand 13.03.2017) changed patent claims (as of March 13, 2017)
1 . Generatoranordnung (2) für ein Fahrzeug (1 ) mit mindestens einer Pedaleinheit (3a) zur Einleitung einer Pedalkraft, wobei die Pedaleinheit (3a) ein Pedal (4a) für eine muskelbetriebene Betätigung aufweist, mit einer Generatoreinheit (5) zur Umsetzung der Pedalkraft in elektrische Energie, mit einem Getriebe (6), wobei die mindestens eine Pedaleinheit (3a) über das Getriebe (6) mit der Generatoreinheit (5) trieblich und/oder getriebetechnisch dergestalt verbunden ist, dass die Pedalkraft ausschließlich zur Generatoreinheit geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Pedal (4a) linear geführt ist. 1 . Generator arrangement (2) for a vehicle (1) with at least one pedal unit (3a) for introducing a pedal force, the pedal unit (3a) having a pedal (4a) for muscle-powered operation, with a generator unit (5) for converting the pedal force into electrical energy, with a transmission (6), the at least one pedal unit (3a) being connected to the generator unit (5) via the transmission (6) in terms of drive and/or transmission technology in such a way that the pedal force is directed exclusively to the generator unit, characterized that the pedal (4a) is guided linearly.
2. Generatoranordnung (2) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Pedalrahmen (7a), wobei das Pedal (4a) in dem Pedalrahmen (7a) um eine Pedalachse drehbar gelagert ist, sowie eine Pedalführung (8a), wobei der Pedalrahmen (7a) mit dem Pedal (4a) in der Pedalführung (8a) linear geführt ist. 2. Generator arrangement (2) according to claim 1, characterized by a pedal frame (7a), wherein the pedal (4a) is rotatably mounted in the pedal frame (7a) about a pedal axis, and a pedal guide (8a), wherein the pedal frame (7a) is guided linearly with the pedal (4a) in the pedal guide (8a).
3. Generatoranordnung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) als ein Zugmittelgetriebe ausgebildet ist, wobei die Pedalkraft von der Pedaleinheit (3a) zu der Generatoreinheit (5) über ein Zugmittel (1 1 , 15) übertragen wird. 3. Generator arrangement (2) according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission (6) is designed as a traction mechanism, the pedal force being transmitted from the pedal unit (3a) to the generator unit (5) via a traction mechanism (1 1, 15 ) is transferred.
4. Generatoranordnung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebsabschnitt des Zugmittels (1 1 ) auf einer Abtriebsscheibe (13) aufgewickelt und ein Antriebsabschnitt mit der Pedaleinheit (3a,b) verbunden ist, so dass bei einer oszillierenden Bewegung des Pedals (4a) das Zugmittel (1 1 ) die Abtriebsscheibe (13) oszillierend bewegt. 4. Generator arrangement (2) according to claim 3, characterized in that an output section of the traction means (1 1) is wound on an output pulley (13) and a drive section is connected to the pedal unit (3a, b), so that at a oscillating movement of the pedal (4a), the traction means (1 1) moves the driven pulley (13) in an oscillating manner.
5. Generatoranordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine weitere Pedaleinheit (3b), wobei die weitere Pedaleinheit (3b) eine weitere Pedale (4b) aufweist, und eine Pedalkoppeleinheit (9), wobei die Pedalkoppeleinheit (9) eine alternierende und/oder stets gegenläufige, oszillierende Bewegung der zwei Pedalen (4a, b) erzwingt. 5. Generator arrangement (2) according to one of the preceding claims, characterized by a further pedal unit (3b), wherein the further pedal unit (3b) has a further pedal (4b), and a pedal coupling unit (9), wherein the pedal coupling unit (9) an alternating and/or always opposite, oscillating movement of the two pedals (4a, b).
6. Generatoranordnung (2) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Freilaufeinrichtung, wobei die Freilaufeinrichtung zwischen der Abtriebsscheibe (13, 17 a, b) und der Generatoreinheit (5) angeordnet ist, so dass eine Drehbewegung der Abtriebsscheibe (13, 17a, b) an die Generatoreinheit (5) übertragen wird und dass eine Gegendrehbewegung der Abtriebsscheibe (13, 17 a, b) frei läuft. 6. Generator arrangement (2) according to one of claims 4 or 5, characterized by a freewheel device, wherein the freewheel device is arranged between the output pulley (13, 17 a, b) and the generator unit (5), so that a rotational movement of the output pulley (13 , 17a, b) is transmitted to the generator unit (5) and that a counter-rotational movement of the driven pulley (13, 17 a, b) runs freely.
7. Fahrzeug (1 ) mit einem Elektromotor (18) zum Antrieb des Fahrzeugs durch elektrische Energie, gekennzeichnet durch die Generatoranordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Generierung der elektrischen Energie für den Elektromotor (18). 7. Vehicle (1) with an electric motor (18) for driving the vehicle by electrical energy, characterized by the generator arrangement (2) according to one of the preceding claims for generating the electrical energy for the electric motor (18).
8. Fahrzeug (1 ) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung (19) zur Speicherung der elektrischen Energie. 8. Vehicle (1) according to claim 7, characterized by a storage device (19) for storing the electrical energy.
9. Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalkraft, ausschließlich zu der Generatoreinheit (5) geleitet wird. 9. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pedal force is directed exclusively to the generator unit (5).
10. Fahrzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug mindestens eine zweispurige Achse aufweist. 10. Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle has at least one two-track axle.
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