WO2020109318A1 - Antriebsvorrichtung für ein fahrrad und fahrrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (12) für ein Fahrrad (1), insbesondere ein Elektrofahrrad, aufweisend eine Energiespeichervorrichtung (13), eine zu der Energiespeichervorrichtung (13) separate Motorvorrichtung (17) mit einem Elektromotor (30) zum Antreiben einer Tretkurbelachse des Fahrrads (1), wobei die Motorvorrichtung (17) und die Energiespeichervorrichtung (13) ausgebildet sind, mittels einer elektromechanischen Kopplung (21) miteinander derart verbunden zu werden, dass der Elektromotor (30) mit Energie der Energiespeichervorrichtung (13) versorgbar ist, und dass die Motorvorrichtung (17) und die Energiespeichervorrichtung (13) in verschiedenen Winkeln (22), insbesondere zwischen ihren Längsachsen (23, 24), zueinander koppelbar sind.

Description

Beschreibung

Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad und Fahrrad

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahr rad und ein Fahrrad mit einer solchen.

Fahrräder erfreuen sich seit langem als kostengünstige, leicht zu handhabende und emissionsfreie Fortbewegungsmittel großer Beliebtheit. Über viele Jahre haben sie auch als

Sport- bzw. Fitnessgeräte massenhafte Verbreitung gefunden, und es haben sich für unterschiedliche sportliche Einsatzfel der besonders geeignete Typen herausgebildet.

Seit einigen Jahren wächst auch die Begeisterung für Elektro- fahrräder (insb. sogenannte "Pedelecs"), und das auch trotz der für Fahrräder hohen Gewichte und Preise. Potenzielle Kunden sind nicht nur ältere, weniger konditionsstarke oder von sportlichen Ambitionen freie Radfahrer, sondern auch sportliche, jüngere Fahrer, sei es zur Nutzung auf dem Ar beitsweg oder wegen der Möglichkeit, mit ihnen ohne Überbean spruchung der eigenen Physis den Aktionsradius zu erweitern und/oder die Reisegeschwindigkeit zu erhöhen. Gerade bei Mountainbikern scheint das Interesse an elektrisch unter stützten Mountainbikes zu wachsen.

Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Antriebskonzept für Elektrofahrräder zu schaffen, welches eine besonders einfache und flexible Montage ermöglicht.

Gemäß einem Aspekt wird eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad, insbesondere für ein Elektrofahrrad offenbart. Die Antriebsvorrichtung weist eine Energiespeichervorrichtung auf. Bei der Energiespeichervorrichtung handelt es sich bei spielsweise um eine Batterievorrichtung oder eine Akkuvor richtung. Die Antriebsvorrichtung weist weiter eine zu der Energiespeichervorrichtung separate Motorvorrichtung mit ei nem Elektromotor zum Antreiben einer Tretkurbelachse des Fahrrads auf. Die Motorvorrichtung und die Energiespeicher vorrichtung sind ausgebildet, mittels einer elektromechani schen Kopplung miteinander derart verbunden zu werden, dass der Elektromotor mit Energie der Energiespeichervorrichtung versorgbar ist, und dass die Motorvorrichtung und die Ener giespeichervorrichtung in verschiedenen Winkeln, insb. zwi schen ihren Längsachsen, zueinander koppelbar sind.

Die beschriebene Antriebsvorrichtung, die insbesondere zur Montage an ein Unterrohr oder an ein Sitzrohr vorgesehen ist, ermöglicht aufgrund der winkligen Anordnung der Energiespei chervorrichtung und der Motorvorrichtung zueinander eine Mon tage an unterschiedliche Rahmenstrukturen beziehungsweise Rahmengeometrien. Beispielsweise für besondere Mountainbi kerahmen, sogenannte Citybikes oder Tiefeinsteiger, bei wel chen der Rahmenabschnitt, der zum Tretlager hin führt, einen geschwungenen oder bogenförmigen Verlauf mit einem typischer weise waagrechten Abschnitt aufweist, eignet sich die be schriebene Antriebsvorrichtung besonders. Je nach Wunsch und Rahmengeometrie, können die Motorvorrichtung und die Energie speichervorrichtung in einem definierten Winkel zueinander elektromechanisch gekoppelt werden und so der Rahmengeometrie des Fahrrads im Wesentlichen folgen. Für Fahrradhersteller hat die Antriebsvorrichtung damit den Vorteil, dass diese bei einer Vielzahl von verschiedenen Rahmenstrukturen beziehungs weise Rahmengeometrien einsetzbar ist. Darüber hinaus kann die Antriebsvorrichtung im Nachhinein auf einfache Art und Weise an eine gewünschte Rahmenstruktur angepasst werden. Die gerade für Fahrradhersteller besonders wichtige und oft als Alleinstellungsmerkmal benutzte Rahmenstruktur kann somit beibehalten bzw. individuell gestaltet werden und ist nicht an eine zwingend vorgegebene Geometrie der Antriebsvorrich tung anzupassen. Ein gerades Unterrohr und eine lediglich ge rade Antriebsvorrichtung sind nicht zwingend. Die Antriebs vorrichtung ermöglicht somit eine besonders flexible Montage an unterschiedliche Rahmenstrukturen.

Für die Ausbildung der elektromechanischen Kopplung sind die Formgebungen der Energiespeichervorrichtung und der Motorvor richtung in jeweiligen Kopplungsabschnitten oder

-bereichen entsprechend aufeinander angepasst.

Aufgrund der elektromechanischen Kopplung der besagten Ele mente ist eine einfache Montage der Motorvorrichtung mit der Energiespeichervorrichtung möglich, wobei insbesondere keine Kabel zur Übertragung von elektrischen Daten beziehungsweise elektrische Energie von Nöten sind. Mit anderen Worten bedeu tet die elektromechanische Kopplung eine kabellose elektri sche und mechanische Verbindung, beispielsweise eine Schnapp verbindung .

Darüber hinaus ermöglicht die Antriebsvorrichtung eine einfa che und auch flexible Montage an der Rahmenstruktur derart, dass die Antriebsvorrichtung einerseits als Ganzes, das heißt im gekoppelten Zustand der Motorvorrichtung und der Energie speichervorrichtung, andererseits auch im ungekoppelten Zu stand in ihren Einzelkomponenten an den Fahrradrahmen mon tierbar ist. Im letzteren Fall, findet die elektromechanische Kopplung erst am Rahmen selbst statt. Zudem kann im letzten Fall der Rahmen dadurch besonders stabil ausgeführt werden, wobei die Motorvorrichtung und/oder die Energiespeichervor richtung jeweils zumindest teilweise in den Rahmen eingescho ben oder eingeführt werden.

Wie bereits erwähnt bedeutet die elektromechanische Kopplung dass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung im Wesentlichen direkt miteinander mechanisch und elektrisch gekoppelt werden. Die Motorvorrichtung umfasst insbesondere einen Elektromotor, der zum Antrieb einer Tretkurbel bezie hungsweise einer Tretkurbelachse des Fahrrads ausgebildet ist .

Weitere Details und weitere Elemente einer möglichen Ausfüh rungsform der Motorvorrichtung beziehungsweise der Energie speichervorrichtung sowie der Kopplung der Motorvorrichtung mit der Tretkurbel beziehungsweise Tretkurbelachse werden im Kontext dieser Offenbarung nicht weiter erläutert. Diesbezüg lich wird beispielhaft auf die europäische Patentschrift EP 2 731 858 Bl verwiesen.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Motorvorrichtung in dem elektromechanisch verbundenen Zustand mittels einer elektri schen Steckverbindung elektrisch direkt mit der Energiespei chervorrichtung verbunden. Mit anderen Worten handelt es sich um eine Direktsteckverbindung, bei der keine Kabel oder Ka belverbindungen notwendig sind.

Selbstverständlich sind auch andere elektrische Kontaktierun gen, wie beispielsweise ein Schleifkontakt oder ein Federkon takt denkbar. Gemäß einer Ausführungsform weist die Motorvorrichtung einen ersten elektrischen Steckverbinder und die Energiespeicher vorrichtung einen korrespondierenden zweiten elektrischen Steckverbinder zur Ausbildung der elektrischen Kopplung auf, wobei die beiden Steckverbinder jeweils mehrere messerartige Kontakte aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt nicht nur die Übertragung von hohen Strömen, sondern darüber hinaus auch eine sichere mechanische Verbindung, sodass es bei einer betriebsgemäßen Verwendung des Fahrrads nicht zum Lösen des Kontaktes kommt.

Die Messerkontakte können beispielsweise einen abgerundeten Konturverlauf haben, sodass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in verschiedenen Winkeln, insbe sondere stufenlos, zueinander angeordnet werden können.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Motorvorrichtung und/o der die Energiespeichervorrichtung eine Arretiervorrichtung auf, sodass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervor richtung im elektromechanisch verbundenen Zustand zueinander arretierbar sind. Die Arretiervorrichtung sorgt dafür, dass die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in einem gekoppelten Zustand relativ zueinander festgelegt sind.

Gemäß einer Ausführungsform verrasten die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung im elektromechanisch ver bunden Zustand miteinander und sind somit zueinander lösbar arretiert. Beispielsweise verrasten die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in mehreren Winkeln zueinan der. Die zuvor beschriebene Arretierungsvorrichtung kann op tional zusätzlich vorgesehen sein, sodass die beiden Elemente nicht mehr voneinander gelöst werden können. Gemäß einer Ausführungsform bilden die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung im elektromechanisch gekoppel ten Zustand eine gemeinsame Kopplungsachse aus, um welche die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung relativ zueinander ausrichtbar sind zum Einstellen der unterschiedli chen Winkel. Mit anderen Worten, können die beiden Elemente miteinander in Verbindung gebracht werden und anschließend um die Kopplungsachse zueinander verschwenkt werden, sodass die gewünschte Ausrichtung im Winkel zueinander eingestellt wird. Dabei ist beispielsweise denkbar, dass die beiden Elemente in bestimmten Winkelschritten beim Verschwenken zueinander ver- rasten .

Gemäß einer Ausführungsform sind die Motorvorrichtung und die Energiespeichervorrichtung in einem Winkelbereich von 0° bis 90°, insb. zwischen ihren Längsachsen, miteinander koppelbar. Mit anderen Worten ist die winklige Anordnung auf einem vor bestimmten Winkelbereich limitiert. Demzufolge sind die Ver bindungsbereiche der Motorvorrichtung und der Energiespei chervorrichtung jeweils so aufeinander abgestimmt, dass im gekoppelten Zustand eine winklige Anordnung über dem bestimm ten Winkelbereich hinaus nicht möglich ist.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Motorvorrichtung eine Getriebevorrichtung auf, die ausgebildet ist zum Antreiben einer Tretkurbel des Fahrrads. Beispielhafte Ausführungsfor men herfür sind in der oben genannten europäischen Patent schrift EP 2 731 858 Bl angegeben. Die Motorvorrichtung kann daher auch als Motor-Getriebeeinheit ausgebildet sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrrad offenbart, ins besondere ein Elektrofahrrad . Das Fahrrad weist einen Fahr radrahmen mit einem Rahmenabschnitt auf. Der Rahmenabschnitt erstreckt sich zu einem Tretlager und weist einen geschwunge nen oder winkligen Verlauf auf. Das Fahrrad weist eine An triebsvorrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausfüh rungsformen auf, die an dem Rahmenabschnitt im Bereich des geschwungenen oder winkligen Verlaufs angeordnet ist, insbe sondere an einer Unterseite des Rahmenabschnitts. Die Motor vorrichtung und die Energiespeichervorrichtung sind winklig zueinander angeordnet, d.h. in einem vorbestimmten Winkel zu einander, etwa zwischen ihren Längsachsen.

Das Fahrrad ermöglicht im Wesentlichen die zuvor genannten Vorteile und Funktionen.

Zur Anbringung an dem Rahmenabschnitt weist dieser beispiels weise eine Aussparung aus. Beispielsweise ist der Rahmenab schnitt grundsätzlich hohlförmig, etwa als Rohrkörper, ausge bildet, wobei der Rohrkörper im Bereich der Aussparung teil weise aufgebrochen ist, so dass die Antriebsvorrichtung auf genommen werden kann. Die Aussparung kann auch so ausgebildet sein, dass der Rahmenabschnitt als Träger verbleibt, wobei der Träger als flaches Profil ausgeführt ist. Es sei ange merkt, dass die Aussparung auch auf der Oberseite des Rahmen abschnitts ausgebildet sein kann.

Der geschwungene, bogenförmige oder winklige Verlauf des Rah menabschnitts bedeutet beispielsweise Folgendes: Der Rahmen abschnitt hat einen ersten Teilabschnitt, der in einen zwei ten Teilabschnitt übergeht, wobei Längsachsen der beiden Teilabschnitte in einem vorgegebenen Winkel zueinander ausge richtet sind. Der Übergang vom ersten auf den zweiten Teilab schnitt kann geschwungen, bogenförmig, eckig, winklig oder dergleichen verlaufen. Der erste Teilabschnitt ist beispiels- weise weiter entfernt vom Tretlager als der zweite Teilab schnitt. Die Energiespeichervorrichtung ist im montierten Zu stand beispielsweise im Wesentlichen am ersten Teilabschnitt angeordnet und/oder erstreckt sich im Wesentlichen entlang dessen. Die Motorvorrichtung ist im montierten Zustand bei spielsweise im Wesentlichen am zweiten Teilabschnitt angeord net und/oder erstreckt sich im Wesentlichen entlang dessen.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung als Baugruppe im bereits gekoppelten Zustand an den Rahmenab schnitt angeordnet, insb. montiert. Dies bedeutet, dass der Winkel zwischen der Motorvorrichtung und der Energiespeicher vorrichtung bereits vor der Montage an das Fahrrad einge stellt ist und die beiden Komponenten zueinander arretiert sind. Somit kann die Antriebsvorrichtung als Einheit montiert werden .

Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebsvorrichtung der art am Fahrrad angeordnet, dass vor der elektromechanischen Kopplung die Energiespeichervorrichtung zumindest teilweise in einen rohrartigen Abschnitt des Rahmenabschnitts einge schoben wird und anschließend die Motorvorrichtung derart am Rahmenabschnitt angeordnet wird, dass die elektromechanische Kopplung ausgebildet ist. Beispielsweise wird die Energie speichervorrichtung am ersten Teilabschnitt angeordnet, wobei sich teilweise in den Rahmenabschnitt eingeschoben wird. Die Motorvorrichtung wird am zweiten Teilabschnitt angeordnet, wobei diese ebenfalls zumindest teilweise in den Rahmen ein geschoben sein kann. Die Motorvorrichtung kann jedoch auch mit dem der Kopplung abgewandten Ende bzw. Endbereich am Rah men und/oder am Tretlager montiert werden, etwa eingehängt o- der eingesteckt. Diese Ausführungsform sorgt für zusätzlichen Schutz und eine stabile Halterung, da zumindest die Energie speichervorrichtung teilweise durch den umgebenden Rahmen ge schützt und gehalten ist.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Motorvorrichtung und/o der die Energiespeichervorrichtung am Rahmenabschnitt verras- tet. Dadurch wird eine einfache Montage ermöglicht.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Rahmenabschnitt eine Verschlussvorrichtung auf, die nach dem Anordnen der An triebsvorrichtung am Rahmenabschnitt die Antriebsvorrichtung mechanisch am Rahmenabschnitt sichert. Die Verschlussvorrich tung sichert beispielsweise die Motorvorrichtung und/oder die Energiespeichervorrichtung jeweils am Rahmen mechanisch.

Diese rahmenfeste Verschlussvorrichtung kann verschiedenartig ausgeführt sein, beispielsweise als Schiebeverriegelung, als Fallenschloss oder dergleichen. Die Verschlussvorrichtung be wirkt beispielsweise einen Formschluss mit der Motorvorrich tung und/oder der Energiespeichervorrichtung, so dass ein un gewolltes Lösen dieser Komponenten und somit der Antriebsvor richtung vom Rahmen verhindert ist.

Es können auch zwei Verschlussvorrichtungen vorgesehen, wobei die eine die Motorvorrichtung und die andere die Energiespei chervorrichtung sichert.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Verschlussvorrichtung einen elektrischen Schalter auf zum Betätigen der Motorvor richtung. Beispielsweise ist der Schalter ausgebildet die Un terstützung durch den Elektromotor beim Treten ein- oder aus zuschalten . Gemäß einer Ausführungsform weist die Verschlussvorrichtung zumindest ein Bedienelement auf, welches eingerichtet ist, eine Funktion der Antriebsvorrichtung zu betätigen. Bei spielsweise könnte eine maximale Energie oder Kraft, die auf die Tretkurbelachse übertragen wird, eingestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Verschlussvorrichtung einen Display, etwa einen Touchdisplay, auf. Mittels des Dis plays können Daten, die die Antriebsvorrichtung betreffen, angezeigt werden, etwa ob der Motor betriebsbereit oder funk tionstüchtig ist, welche Kräfte übertragen werden oder der gleichen. Mittels des Touchdisplays können zusätzlich Ein stellungen oder Funktionen, welche die Antriebsvorrichtung betreffen, vom Benutzer vorgenommen werden.

Weitere Ausführungsformen, Vorteile und Funktionen werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen un ter Zuhilfenahme der angehängten Figuren erläutert. Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente können in den Figu ren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.

In den Figuren zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Fahrrads mit einer montierten Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine schematische, vergrößerte Teilansicht des Fahrrads mit der Antriebsvorrichtung im montierten Zustand,

Figuren 3 bis 5 schematische, perspektivische Ansichten bei der Montage der Antriebsvorrichtung, Figuren 6 und 7 schematische, perspektivische Ansichten von Kopplungsbereichen einer Motorvorrichtung und einer Energie speichervorrichtung der Antriebsvorrichtung,

Figur 8 eine schematische, perspektivische Ansicht bei der Montage der Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Figur 9 eine schematische Schnittansicht des Fahrrads im Bereich der Antriebsvorrichtung,

Figuren 10 und 11 schematische, perspektivische Ansichten ei ner Verschlussvorrichtung des Fahrrads in offenem und ge schlossenem Zustand, und

Figuren 12 und 13 schematische, perspektivische Detailansich ten der Verschlussvorrichtung des Fahrrads in offenem und ge schlossenem Zustand.

Figur 1 zeigt schematisch ein Fahrrad 1, insbesondere ein Elektrofahrrad . Das Fahrrad 1 hat einen Fahrradrahmen 2, wel cher unter anderem einen Rahmenabschnitt 3, bei welchem es sich im Ausführungsbeispiel um ein Unterrohr handelt und wel cher sich vom Steuerrohr (nur angedeutet und ohne Bezugszei chen) erstreckt. Der Unterrohr 3 erstreckt sich in Richtung eines Tretlagers 4 und hat einen geschwungen Verlauf. Das Un terrohr 3 weist einen ersten Teilabschnitt 5 auf, der ge schwungen in einen zweiten Teilabschnitt 6 übergeht. Längs achsen 7 und 8 (etwa Haupterstreckungsrichtungen oder Mittel längsachsen) der Teilabschnitte 5, 6 verlaufen unter einem bestimmten Winkel 9 zueinander. Ein winkliges Unterrohr 3, etwa ein winkliger Übergang in den zweiten Teilabschnitt 6, ist ebenfalls denkbar. Figur 2 zeigt eine Detailansicht des Fahrrads 1. An einer Un terseite 10 weist das Unterrohr 3 eine Aussparung 11 auf, in die eine Antriebsvorrichtung 12 gemäß einem Ausführungsbei spiel der Erfindung festgelegt ist. Die Antriebsvorrichtung 12 weist zwei separate Komponenten, eine Energiespeichervor richtung 13 und eine Motorvorrichtung 17, auf, die miteinan der elektromechanisch gekoppelt sind und zusammen im montier ten Zustand (wie in Figur 2 gezeigt) eine Baueinheit bilden. Die Energiespeichervorrichtung 13 ist im Wesentlichen (also zumindest überwiegend) am ersten Teilabschnitt 5 angeordnet. Bei der Energiespeichervorrichtung 13 handelt es sich um eine Batteriespeichervorrichtung, insb. eine Akkuvorrichtung. Die Energiespeichervorrichtung 13 hat ein eigenes Gehäuse 14 und hat an einem Ende 15 einen Koppelabschnitt 16 (s. Figur 3) . Die Motorvorrichtung 17 weist an einem der Energiespeicher vorrichtung 13 zugewandten Ende 18 einen korrespondierenden Koppelabschnitt 19 auf (s. Figur 5) . Auch die Motorvorrich tung 17 hat ein eigenes Gehäuse 20. Die Motorvorrichtung 17 weist beispielsweise einen Elektromotor auf, sie kann optio nal weitere Komponenten wie Getriebe, Steuereinheit etc. auf weisen. Die Motorvorrichtung 17 ist derart am Unterrohr 3 an geordnet und ausgebildet, dass diese eine Kraft auf eine Tretkurbelachse zum Antreiben dieser übertragen kann (nicht dargestellt) . Die Motorvorrichtung 17 und die Energiespei chervorrichtung 13 können jeweils oder gemeinsam von einer Blende abgedeckt sind.

Eine mögliche Ausgestaltung des Tretlagers 4 und der Motor vorrichtung 17 zu mechanischen Kopplung mit der Tretkurbe lachse können beispielsweise der eingangs genannten EP 2 731 858 Bl entnommen werden. Über die beiden Koppelabschnitte 16 und 19 sind die Motorvor richtung 17 und die Energiespeichervorrichtung 13 elektrome chanisch verbunden. Mit anderen Worten sind diese mittels ei ner elektromechanischen Kopplung 21 verbunden. Die Kopplung 21 ist dergestalt, dass eine direkte elektrische Steckkontak tierung ausgebildet ist, wie anhand der weiteren, noch zu be schreibenden Figuren deutlich wird. Die beiden Komponenten 13 und 17 sind nicht mittels Kabel elektrisch verbunden. Durch die elektromechanische Kopplung wird die Motorvorrichtung 17 mit Strom versorgt, wobei insbesondere der Elektromotor be trieben wird zum Antreiben der Tretkurbelachse.

Eine wesentliche Besonderheit der Antriebsvorrichtung 12 ist, dass diese an die Rahmengeometrie des Unterrohrs 3 anpassbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Motorvorrichtung 17 und die Energiespeichervorrichtung 13 in einem vorbestimmten Winkel 22 zueinander gekoppelt sind. Der Winkel 22 ist bei spielsweise auf die Längsachsen 23 und 24 der beiden Kompo nenten 13 und 17 bezogen. Dabei handelt es sich beispiels weise um Hauptlängsachsen, also Achsen, entlang derer sich die jeweilige Komponente hauptsächlich erstreckt.

Die beiden Komponenten 13 und 17 sind so ausgebildet, dass die Kopplung 21 nicht auf einen Winkel 22 beschränkt ist, sondern derart, dass verschiedene Winkel möglich sind. Mit anderen Worten können die beiden Komponenten 13 und 17 ver schiedene Ausrichtungen zueinander haben. Dadurch werden die eingangs genannten Vorteile und Funktionen erreicht. Insbe sondere kann die Antriebsvorrichtung 12 an verschiedene Rah menabschnitte, die winklig oder bogenförmig oder dergleichen verlaufen, einfach und schnell angepasst werden. Figuren 3 bis 5 zeigen die Antriebsvorrichtung 12 bei der Montage gemäß einer ersten Variante. Bei dieser Variante wird die Antriebsvorrichtung 12 derart montiert, dass zunächst die Energiespeichervorrichtung 13 am Unterrohr 3 angeordnet wird. Dabei wird diese zumindest teilweise in den ersten Teilab schnitt 5 eingeschoben, der hohl ausgeführt ist und an die Formgebung der Energiespeichervorrichtung 13 angepasst ist. Anschließend wird die Motorvorrichtung 17 im Bereich des dem Ende 18 gegenüberliegenden Endes 25 am Unterrohr 3, d.h. dem zweiten Teilabschnitt 6, angeordnet. Daraufhin wird die Mo torvorrichtung 17 gegen das Unterrohr 3 geschwenkt und mit der Energiespeichervorrichtung 13 wie in Figur 2 dargestellt gekoppelt. Dadurch ist der Antriebsvorrichtung 12 am Unter rohr 3 angeordnet.

Figuren 6 und 7 zeigen eine mögliche Ausführung der Energie speichervorrichtung 13, insb. im Bereich des Endes 15 und dem Koppelabschnitt 16, sowie der Motorvorrichtung 17, insb. im Bereich des Endes 18 und dem Koppelabschnitt 19.

Die beiden Koppelabschnitte 16 und 19 sind so aufeinander ab gestimmt und angepasst, dass bei Ausbilden der elektromecha nischen Kopplung 21 eine gemeinsame Drehachse 26 (auch Kopp lungsachse) gebildet ist (schematisch angedeutet) , bezüglich derer die Energiespeichervorrichtung 13 und die Motorvorrich tung 17 zueinander ausgerichtet werden können. Beispielsweise können die beiden Komponenten 13 und 17 aneinander gekoppelt werden und dann entsprechend bzgl. der Drehachse 26 zueinan der verschwenkt oder verrastet werden, bis der gewünschte Winkel 22 eingestellt ist.

Weiterhin weist die Motorvorrichtung 17, insb. der Koppelab schnitt 19, einen ersten elektrischen Steckverbinder 27 auf, der mit einem zweiten elektrischen Steckverbinder 28 der Energiespeichervorrichtung 13 bzw. dessen Koppelabschnitt 16 koppelbar ist. Beide Steckverbinder 27 und 28 sind korrespon dierend zueinander ausgebildet und weisen korrespondierende messartige Kontakte 29 auf. Diese Ausgestaltung erlaubt eine mechanisch sichere Kontaktierung und zudem auch die zuverläs sige Übertragung von hohen Strömen, wie sie beim Betrieb des Fahrrads 1 und der Antriebsvorrichtung 12 fließen können.

Im gekoppelten Zustand sind die Energiespeichervorrichtung 13 und die Motorvorrichtung 17 zueinander optional verrastet und damit lösbar verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist eine Arretiervorrichtung, etwa ein Schnellspanner (ähnlich bei Fahrradreifen) oder dergleichen, vorgesehen, mittels derer die beiden Komponenten 13, 17 sicher aneinander festgelegt werden können. Das Verrasten und/oder Arretieren kann stufen los erfolgen. Alternativ sind die Verrast- bzw. Arretierposi tionen vorgegeben, so dass diskrete winklige Anordnungen zwi schen beiden Komponenten 13, 17 möglich sind.

Weiterhin kann die Ausrichtung der beiden Komponenten 13, 17 auf einen Winkelbereich von 0° bis 90° beschränkt sein.

Figur 8 zeigt eine andere Variante, bei welcher die Antriebs vorrichtung 12 vor der Montage am Fahrrad 1 zusammengebaut wird, d.h. Energiespeichervorrichtung 13 und Motorvorrichtung 17 werden miteinander in der gewünschten Winkelanordnung ge koppelt. Die Kopplung 21 ist dergestalt, dass die beiden Kom ponenten 13, 17 in ihrer Ausrichtung fixiert sind, etwa mit einander verrastet und/oder arretiert mittels einer zusätzli chen Arretiervorrichtung wie oben beschrieben. Die Antriebs vorrichtung 12 wird dann als Baueinheit an das Unterrohr 3 montiert. Die Aussparung 11 am Unterrohr 3 ist daher im Ver gleich zu der ersten Variante größer bzw. erstreckt sich über einen größeren Bereich entlang des Unterrohrs 3. Ein Ein schieben zumindest einer Komponente 13, 17 in das Unterrohr 3 ist nicht vorgesehen bzw. im Wesentlichen nicht möglich. Alle bereits beschriebenen Merkmale und Details gelten analog. Der Rahmenaufbau des Fahrrads kann bis auf die Aussparung 11 identisch sein.

Figur 9 zeigt eine schematische Schnittansicht der Antriebs vorrichtung 12 im montierten Zustand. Es ist zu erkennen, dass die Motorvorrichtung 17 neben einem Elektromotor 30 wei tere Komponenten aufweisen kann, wie etwa ein Getriebe etc.

Figuren 10 bis 13 zeigen perspektivisch ein weiteres Detail des Fahrrads 1. Rahmenfest im Unterrohr 3 ist eine Ver schlussvorrichtung 31 vorgesehen (auch in Figuren 1 bis 5, 8 und 9 zu erkennen) . Die Verschlussvorrichtung 31 weist ein Betätigungselement 32 auf, welches als Schiebeschalter auf der Oberseite 33 des Unterrohrs 3 angeordnet und an diesem verschiebbar geführt ist. Bevorzugt ist das Betätigungsele ment 32 zwischen einer Offen- (Figur 11) und einer Schließpo sition (Figur 10) begrenzt schiebbar. Figuren 12 und 13 zei gen die Verschlussvorrichtung 31 ohne Unterrohr 3 aus Gründen der Übersicht.

Das Betätigungselement kann auch andere Ausgestaltungen ha ben. Beispielsweise ist es als Druckschalter oder Zuggriff ausgebildet .

In der Schließposition sichert die Verschlussvorrichtung 31 die Antriebsvorrichtung 12 mechanisch am Unterrohr 3, damit sich diese nicht ungewollt löst. Im gezeigten Ausführungsbei spiel weist das Betätigungselement 32 einen Verriegelungsvor sprung 34 auf, der in der Schließposition in eine entspre chende Verriegelungsnut 35 bzw. -aussparung 36 der Motorvor- richtung 17 eingreift. In der Offenposition (s. Figur 13) ist der Verriegelungsvorsprung 34 nicht im Eingriff mit der Ver riegelungsnut 35, so dass die Antriebsvorrichtung 12 vom Un terrohr 3 demontiert werden kann. Wie eingangs erwähnt, kann die Verschlussvorrichtung 31 noch weitere Merkmale aufweisen, die jedoch in den Figuren nicht weiter dargestellt sind und vom Fachmann leicht implementier bar sind.

Bezugszeichenliste

1 Fahrrad

2 Fahrradrahmen

3 Rahmenabschnitt (Unterrohr)

4 Tretlager

5 erster Teilabschnitt

6 zweiter Teilabschnitt

7 Längsachse des ersten Teilabschnitts

8 Längsachse des zweiten Teilabschnitts

9 Winkel

10 Unterseite

11 Aussparung

12 Antriebsvorrichtung

13 Energiespeichervorrichtung

14 Gehäuse der Energiespeichervorrichtung

15 Ende der Energiespeichervorrichtung

16 Koppelabschnitt der Energiespeichervorrichtung

17 Motorvorrichtung

18 Ende der Motorvorrichtung

19 Koppelabschnitt der Motorvorrichtung

20 Gehäuse der Motorvorrichtung

21 elektromechanische Kopplung

22 Winkel

23 Längsachse der Energiespeichervorrichtung

24 Längsachse der Motorvorrichtung

25 gegenüberliegendes Ende der Motorvorrichtung

26 Drehachse

27 erster Steckverbinder

28 zweiter Steckverbinder

29 messartige Kontakte

30 Elektromotor

31 Verschlussvorrichtung Betätigungselement Oberseite

Verriegelungsvorsprung Verriegelungsnut

Claims

Patentansprüche

1. Antriebsvorrichtung (12) für ein Fahrrad (1), insbeson dere ein Elektrofahrrad, aufweisend

eine Energiespeichervorrichtung (13),

eine zu der Energiespeichervorrichtung (13) separate Mo torvorrichtung (17) mit einem Elektromotor (30) zum Antreiben einer Tretkurbelachse des Fahrrads (1),

wobei die Motorvorrichtung (17) und die Energie speichervorrichtung (13) ausgebildet sind, mittels einer elektromechanischen Kopplung (21) miteinander derart verbunden zu werden,

dass der Elektromotor (30) mit Energie der Energiespeichervorrichtung (13) versorgbar ist, und dass die Motorvorrichtung (17) und die Ener giespeichervorrichtung (13) in verschiedenen Win keln (22), insbesondere zwischen ihren Längsachsen (23, 24), zueinander koppelbar sind.

2. Antriebsvorrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei die Mo torvorrichtung (17) im elektromechanisch verbundenen Zustand mittels einer elektrischen Steckverbindung elektrisch direkt mit der Energiespeichervorrichtung (13) verbunden ist.

3. Antriebsvorrichtung (12) nach Anspruch 2, wobei die Mo torvorrichtung (17) einen ersten elektrischen Steckverbinder (27) und die Energiespeichervorrichtung (13) einen korrespon dierenden zweiten elektrischen Steckverbinder (28) zur Aus bildung der elektrischen Kopplung aufweisen, wobei die beiden Steckverbinder (27, 28) jeweils mehrere messerartige Kontakte (29) aufweisen.

4. Antriebsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Motorvorrichtung (17) und/oder die Ener giespeichervorrichtung (13) eine Arretiervorrichtung aufwei sen, so dass die Motorvorrichtung (17) und die Energiespei chervorrichtung (13) im elektromechanisch verbundenen Zustand zueinander arretierbar sind.

5. Antriebsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Motorvorrichtung (17) und die Energie speichervorrichtung (13) im elektromechanisch verbundenen Zu stand miteinander verrasten und zueinander lösbar arretiert sind .

6. Antriebsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Motorvorrichtung (17) und die Energie speichervorrichtung (13) im elektromechanisch gekoppelten Zu stand eine gemeinsame Kopplungsachse (26) ausbilden, um wel che die Motorvorrichtung (17) und die Energiespeichervorrich tung (13) relativ zueinander ausrichtbar sind zum Einstellen der unterschiedlichen Winkel (22).

7. Antriebsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Motorvorrichtung (17) und die Energie speichervorrichtung (13) in einem Winkelbereich von 0° bis 90°, insbesondere zwischen ihren Längsachsen (23, 24), mitei nander koppelbar sind.

8. Antriebsvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Motorvorrichtung (17) eine Getriebevor richtung aufweist, die ausgebildet ist zum Antreiben einer Tretkurbel des Fahrrads (1) .

9. Fahrrad (1), insb. Elektrofahrrad, aufweisend einen Fahrradrahmen (2) mit einem Rahmenabschnitt (3), wobei sich der Rahmenabschnitt (3) zu einem Tretlager er streckt und einen geschwungenen oder winkligen Verlauf auf weist,

eine Antriebsvorrichtung (12) nach einem der vorherge henden Ansprüche, die an dem Rahmenabschnitt (3) im Bereich des geschwungenen oder winkligen Verlaufs angeordnet ist, wo bei die Motorvorrichtung (17) und die Energiespeichervorrich tung (13) winklig zueinander angeordnet sind.

10. Fahrrad (1) nach Anspruch 9, wobei die Antriebsvorrich tung (12) als Baugruppe im bereits gekoppelten Zustand an den Rahmenabschnitt (3) angeordnet ist.

11. Fahrrad (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Antriebsvorrichtung (12) derart am Fahrrad (1) angeordnet ist, dass vor der elektromechanischen Kopplung (21) die Ener giespeichervorrichtung (13) zumindest teilweise in einen rohrartigen Abschnitt des Rahmenabschnitts eingeschoben ist und anschließend die Motorvorrichtung (17) derart am Rahmen abschnitt (3) angeordnet wird, dass die elektromechanische Kopplung ausgebildet ist.

12. Fahrrad (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Motorvorrichtung (17) und/oder die Energiespeichervorrichtung (13) am Rahmenabschnitt (3) verrastet sind.

13. Fahrrad (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Rahmenabschnitt (3) eine Verschlussvorrichtung (31) aufweist, die nach dem Anordnen der Antriebsvorrichtung (12) am Rahmen abschnitt (3) die Antriebsvorrichtung (12) mechanisch am Rah menabschnitt (3) sichert.

14. Fahrrad (1) nach Anspruch 13, wobei die Verschlussvor richtung (31) einen elektrischen Schalter aufweist zum Betä tigen der Motorvorrichtung (17) .

15. Fahrrad (1) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Ver schlussvorrichtung (31) zumindest ein Bedienelement aufweist, welches eingerichtet ist, eine Funktion der Antriebsvorrich tung (12) zu betätigen.

16. Fahrrad (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Verschlussvorrichtung (31) einen Display aufweist, insb. einen Touchdisplay.