DE2627603C3 - Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor - Google Patents

Description

30

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Es sind Fahrräder mit elektrischem Hilfsmotor bekannt, bei denen der Hilfsmotor nach Belieben ein- und ausgeschaltet werden kann, z. B. durch einen Fahrtregler an der Lenkstange des Fahrrads (US-PS 57 430). Es ist ferner ein Fahrrad bekannt (DE-OS 968) bei dem mittels einer elektronische Schalteinrichtung der Elektromotor bei Erreichen einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit eingeschaltet wird, wobei dieser dann allein den Antrieb des Fahrrads übernimmt, so

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor zu schaffen, der nicht allein den Antrieb des Fahrrads übernimmt wie bei den bekannten Fahrrädern, sondern den Antrieb des Fahrrads durch den Fahrer unterstützt, um die vom Fahrer aufzubringende Antriebsleistung zu verringern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Aus verschiedenen Gründen ist es erwünscht, ein Fahrrad zur Verfügung zu stellen, bei dem der Elektfö'Hilfsrnötof lediglich die Leistung des Fahrers unterstützt, nicht aber allein zum Antrieb des Fahrrades benutzt werden kann, Zunächst einmal dürfte ein solches Fahrrad eine größere Sicherheit bieten als ein Fahrrad, dessen Hilfsmotor allein durch einen ischalter öder Fahrtregler gesteuert wifd. Ein weiterer Grund für die Entwicklung eines Fahrrades, bei dem der Hilfsmotor nur die Leistung des Fahrers unterstützt, ist die Kraftfahrzeuggesetzgebung in manchen Ländern. Fahrräder mit Hilfsmotor, die allein mit dem Motor angetrieben werden können, gelten dort als Kraftfahrzeuge, die nur mit einer amtlichen Zulassung und nur beim Bestehen einer Haftpflichtversicherung betrieben werden dürfen. Vielfach ist auch eine amtliche Fahrerlaubnis erforderlich, die nur nach Ablegen einer Prüfung erteilt wird. Oft ist auch das Tragen von Schutzhelmen vorgeschrieben. Für Fahrräder gelten diese Bestimmungen meist nicht, und es kann erwartet werden, daß ein Fahrrad mit Hilfsmotor, der nur beim Antrieb des Rades durch den Fahrer tätig wird und nur dessen eigene Leistung unterstützt, nicht als Kraftfahrzeug oder Kraftrad eingestuft wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Fahrrad erfolgt das Ein- und Ausschalten des elektrischen Hilfsmotors mit einfachen mechanischen Mitteln. Ferner bietet das erfindungsgemäße Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor eine größere Sicherheit als die bekannten, bei denen der Antrieb allein durch den elektrischen Hilfsmotor erfolgL Bei den bekannten Fahrrädern muß zum Abbremsen der Hilfsmotor abgeschaltet werden, während bei dem erfindungsgemäßen Fahrrad vom Fahrer selbst eine Bremswirkung ausgeübt werden kann, was bei kurzen Reaktionszeiten von erheblichem Vorteil sein kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es?eigt

F i g. 1 die schematische Seitenansicht eines Fahrrads,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Elektromotors und

F i g. 3 den Schnitt längs der Linie 3-3 aus F i g. 2.

Das Hinterrad 11a des Fahrrads besitzt in der üblichen Weise ein Kettenrad 25, das von der Rollenkette 26 angetrieben wird. Die Rollen 26 umschlingt am Tretlager ein Kettenrad 12 größeren Durchmessers. Der Fahrer kann ai^> in der normalen Weise über den Tretkurbelantrieb das Fahrrad benutzen, wobei ein übliches Freilaufgetriebe verwendet werden kann.

Zur Unterstützung für den Fahrer ist ein Elektromotor 13 vorgesehen, der vom Rahmen 11 getragen wird; außerdem wird eine zugehörige elektrische Speicherbatterie 27 vom Rahmen 11 getragen. An den Elektromotor 13 ist ein Getriebe 15 angeschlossen, wobei beide Teile eine einzige Einheit zur vereinfachten Lagerung am Rahmen U bilden. Das Getriebe 15 überträgt die Drehung der Abtriebswelle des Motors 14 auf ein Kettenrad 16. das in der gleichen Ebene wie der Ionenantrieb gelagert ist, und von der Kette 26 umgriffen wird. Wenn also der Elektromotor 14 von der elektrischen Speicherbatterie 27 angetrieben wird, wird über das Kettenrad 16das Hinterrad 11a angetrieben.

Damit der elektrische Hilfsmotor 13 jedoch nur dazu benutzt werden kann, den Fahrer beim Antreiben des Rads zu unterstützen, also nicht dazu benutzt werden kann, das Rad ohne Kraftanstrengung seitens des Fahrers anzutreiben, ist ein elektrischer Schalter !7 vorgesehen, der erst ein Einschalten des Motors 14 ermöglicht. In der Praxis ist der Schalter 17 ein Mikroschalter relativ geringer Stromstärkenkapazität, und er regelt nicht direkt den Strom zum Hilfsmotor 14, sondern bestimmt die Erregung eines Relais, das erst Stromkontakte hat, die den Motorstrom führen. Damit def Schältef 17 nüf dann geschlössen wird, während der Fahrer des Fahrzeugs Antriebskraft durch die Pedale

aufbringt, ist der Elektromotor 13 zur begrenzten Bewegung dem Rahmen 11 gegenüber gelagert, und der Schalter 17 ist so eingerichtet, daß er auf die Bewegung der Antriebsvorrichtung dem Rahmen 11 gegenüber anspricht Die Antriebsvorrichtung, d. h. Elektromotor i 13 und Getriebe 15 sind also mit dem Rahmen 11 durch ein erstes und ein zweites Verbindungsglied 18 und 19 verbunden. Das Glied 18 ist an einem Ende mit einer Halterung 21 dir Antriebsvorrichtung verbunden, und an seinem anderen Ende ist es mit einer Halterung 22 verbunden, die starr mit dem Rahmen 11 verbunden ist.

Die Verbindung des Glieds 18 mit den Halterungen 21, 22 erfolgt über Gummibuchsen, so daß das Glied 18 sich gegenüber den Halterungen 21 und 22 gegenüber verschwenken kann, wobei diese Schwenkbewegung η durch eine Verformung der Gummibuchsen ermöglicht wird. Die Gummibuchsen ermöglichen einerseits die Schwenkbewegung, während sie zur gleichen Zeit sich einer Bewegung entgegenstellen und eine federnde Vorspannung schaffen, um das Verbindungsglied 18 in :n seine Normaisieiiung zu halten. Das Verbindungsglied 19 ist in gleicher Weise an einem Ende mit einer Halterung 23 an der Antriebsvorrichtung gekoppelt, und an seinem anderen Ende ist es mit einer Halterung 24 gekoppelt, die starr am Rahmen 11 befestigt ist. Die Wirkung dieser Verbindung ist die gleiche wie beim unterem Verbindungsglied 18.

Fig. 3 zeigt im Schnitt die Ausbildung einer derartigen elastischen Halterung. Das Glied 15 besteht aus zwei seitlichen Laschen 19a, 196, die die Halterung so 24 umfassen. Die Halterung 24 weist eine Bohrung 31 auf, deren Längsachse quer zur Ebene des Rahmens 11 liegt In der Bohrung 31 ist eine hohle Gummibuchse 32 gelagert und koaxial in dieser erstreckt sich eine zweite Metallhülse 33. Die Hülse 33 hat eine größere axiale j? Länge, so daß sie seitlich aus der Bohrung 31 vorsteht. Ferner ist das relative Maß der Bohrung 31, der Hülse 33 und der Gummibuchse 32 derart daß die Innenseite der Buchse 32 an der Außenseite der Hülse 33 bindet, während die Außenseite der Buchse 32 an der w Innenseite der Bohrung 31 bindet Jeder Versuch zum Drehen der zweiten Hülse 33 in der Bohrutig 31 wird also durch die Buchse 32 gehemmt und führt damit zur Verformung der Buchse 32, so daß bei Freilassen der Hülse 33 diese in ihre ursprüngliche Position durch Rückverformung der Buchse 32 zurückgeführt wird. Ein Ende jeder der Laschen 19a, 196 legt sich gegen ein betreffendes axiales Ende tier Hülse 33 und wird mittels einer Schraube 34 fest gegen die vorstehenden Enden der Hülse 33 gespannt. Die Spannwirkung ist derart, daß sich die Laschen 19a, 19Zj nicht gegenüber der Hülse bewegen können, und damit erfolgt die einzige Bewegung, die an der Halterung 24 zwischen der Halterung 24 und dem Verbindungsglied 19 zugelassen wird, durch Verformung der Buchse 32, so daß bei Freilassen der Laschen 19a. 196 diese unter der Wirkung der Buchse 32 in ihre ursprüngliche Position zurückkehren.

Die gegenüberliegenden Enden der Laschen 19a, 19Λ sind in gleicher Weise mit der Halterung 23 gekoppelt. In genau der gleichen Weise ist das Verbindungsglied 18 mit den Halterungen 21 und 22 verbunden.

Wenn somit die Kette 26 durch den Fahrer nicht gespannt wird, halten bei funktionslosem Elektromotor 13 die elastischen Gummibuchsen 32 den Hilfsmotor 13 in einer inaktiven Ruhestellung in bezug auf den Rahmen 11.

Wird aber der Zug im oberen Trumm der Kette 26, der das Zahnrad 16 umschließt erhöht bewirkt diese Zugerhöhung eine Bewegung des Zahnrades 16 zum Kettenrad 12 hin, so daß damit die Antriebsvorrichtung räumlich dem Rahmen 11 gegenüber bewegt wird. Diese Bewegung der Antriebsvorrichtung dem Rahmen 11 gegenüber läßt die Kontakte des Schalters 17 schließen, so daß sich der Motor 14 einschaltet

Der Schalter 17 ist nicht der einzig> Schäker, der das Einschalten des rwoiors i4 bestimmt. "Ξίη von Hand bedienbarer Betäligungsschalter an den Lenkergnffen des Fahrrades kann in Reihe mit dem Schalter 17 vorgesehen sein, so daß das Schließen beider Schalter erforde lieh ist. um ein Laufen des Motors 14 zu bewirken. Wenn der Fahrer das Rad antreiben will, schließt er den von Hand bedienbaren Betätigungsschalter an der Lenker^riffen und beginnt in die Pedalen des Rads zu steigen. Die erste Ausübung und Antriebskraft auf die Pedalen bewegt die Antriebsvorrichtung dem Rahmen 11 gegenüber aus der Ruhestellung, um damit den Schalter 17 zu schließen und den Motor 14 laufenzulassen. Danach ist der Motor 14 so lange in Betrieb, wie der Fahrer weiter Antriebskraft auf das Kettenrad 12 durch die Pedale ausübt Wenn jedoch der Zug durch die Kette 26 unterbleibt kehrt die Antriebsvorrichtung jedoch in ihre Ruhestellung unter der Wirkung der federnden Buchsen zurück, so d<iß sich der Motor ausschaltet

Es versteht sich, daß gegebenenfalls der Schalter 17 dur^n Bewegung der Antriebsvorrichtung aus der Ruheorientierung weg geöffnet v/erden kann, und in diesem Fall ist der elektrische Stromkreis so eingerichtet, daß das Öffnen des Schalters 17 ein Schließen des elektrischen Stromkreises zum Motor 14 ermöglicht

Vorzugsweise ist ein Freilaufmechanismus in die Antriebsverbindung zum Zahnrad 16 eingebaut und zwar im Getriebe 15, so daß das Rad beispielsweise vom Fahrer angetrieben werden kann, ohne daß der Widerstand des Getriebes 15 überwunden werden muß.

Während das erfindungsgemäße Ausführungsbeispipl unter Bezugnahme auf ein Fahrrad beschrieben worden is·, Vii-s.eht es sich, daß auch andere Räder auf diese Weise antreibbar sind, beispielsweise Dreiräder und vierrädrige Pedalgttährte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fahrrad mit elektrischem Hilfsmotor, bestehend aus einem Rahmen, einem am Rahmen drehbar gelagerten Tretkurbelantrieb mit einem Kettenrad, das mit einem im Durchmesser kleinerem Kettenrad an der Hinterradnabe über eine endlose Rollenkette verbunden ist, einem am Rahmen befestigten Elektromotor, der mit einer ebenfalls am Rahmen befestigten Akkumulatorenbatterie verbunden ist und ein drittes Kettenrad antreibt, über das die Kette geführt ist, und einer elektrischen Schaltvorrichtung zum Ein- und Ausschalten des Motors, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (13) am Rahmen (II) gegen eine Federkraft beweglich gelagert ist, und die Schaltvorrichtung (17) in der Ruhelage des Elektromotors dessen Stromkreis unterbricht, aber in bei einer Auslenkung des Elektromotors aus seiner Ruhelage den Stromkreis schließ .

2. Fahrrad nach .Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (13) durch Verbindungsglieder (18, 19) an Halterungen (21, 22) befestigt ist, die ihrerseits an dem Rahmen (11) angebracht sind, und daß zur Befestigung des Elektromotors an den Verbindnngsgliedern Gummibuchsen (32) vorgesehen sind.

3. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Greifbereich des Fahrers eine zweite, von Hand betätigbare Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die mit der Schaltvorrichtung (17), die von einer Relativbewegung des Elektromotors (13) gegenüber dem Rahmen (11) be.ätigt wird, in Reihe geschalte; ist

10