DE10219962A1

DE10219962A1 - Motor or drive device for fitting to a standard bicycle or go-cart, is mounted on the frame so that power can be transmitted to a chain or toothed belt attached to the rim of the vehicle wheel with a sprung mechanism

Info

Publication number: DE10219962A1
Application number: DE2002119962
Authority: DE
Inventors: Rainer Martin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-04
Filing date: 2002-05-04
Publication date: 2003-11-20

Abstract

Drive device that can be simply mounted on a muscle-powered vehicle such as a bicycle or go-cart. Drive device comprises a motor mounted on the vehicle frame so that the torque can be applied via a meshing coupling to the wheel rim from a motor spindle. The torque is transferred from the motor spindle to a chain or toothed belt fastened to the rim with a sprung connection element. The invention also relates to a corresponding pedal power sensor for an inventive drive unit, which measures drive chain deflection due to a transverse force and the chain speed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung, die für die einfache Montage an mit Muskelkraft betriebenen Fahrzeugen, insbesondere an Fahrrädern oder Rollstühlen geeignet ist. The invention relates to a drive device which for easy installation with Muscle powered vehicles, especially on bicycles or wheelchairs suitable is.

Hierbei wird das Antriebsmoment von einem am Fahrzeugrahmen (10) angebrachten Motor (1) formschlüssig über ein Ritzel oder eine Zahnscheibe (9) auf eine Kette/einen Zahnriemen (6) übertragen. Diese(r) ist über ein elastisches Element oder mehrerer elastische Elemente (5) und Verbindungselemente (4a, 4b) mit der Felge (3) verbunden. The drive torque is transmitted from a motor ( 1 ) attached to the vehicle frame ( 10 ) to a chain / toothed belt ( 6 ) via a pinion or a toothed pulley ( 9 ). This (r) is connected to the rim ( 3 ) via an elastic element or a plurality of elastic elements ( 5 ) and connecting elements ( 4 a, 4 b).

Bei Fahrzeugen, bei denen die Muskelkraft über eine Kette (7) übertragen wird, kann der Tretleistungs-Sensor (8) als Istwertgeber für die Motorleistung benutzt werden. In vehicles in which the muscle power is transmitted via a chain ( 7 ), the pedaling power sensor ( 8 ) can be used as an actual value transmitter for the engine power.

motor unit

Als Antriebsmotor kann ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor verwendet werden. Je nach Leistung und Drehzahl des Motors, dem Verhältnis der Zähnezahl des Ritzels und der Anzahl der Kettenglieder bzw. der Zähne des Zahnriemens muss unter Umständen eine Untersetzung vorgesehen werden. An electric motor or an internal combustion engine can be used as the drive motor become. Depending on the power and speed of the engine, the ratio of the number of teeth of the Pinion and the number of chain links or teeth of the toothed belt must be under A reduction may be provided under certain circumstances.

Die Drehmomentübertragung zum Ritzel (9) erfolgt entweder über einen Freilauf oder über eine schaltbare Kupplung. Beim Einsatz eines geeigneten Elektromotors kann durch den Einsatz der Kupplung anstatt des Freilaufes Bremsenergie zurückgewonnen werden. The torque is transmitted to the pinion ( 9 ) either via a freewheel or via a switchable clutch. If a suitable electric motor is used, braking energy can be recovered by using the clutch instead of the freewheel.

Die Motoreinheit kann fest am Rahmen des Fahrzeuges montiert sein oder auf einer Führung sitzen und mit Federkraft gegen die Kette bzw. den Zahnriemen vorgespannt werden. The motor unit can be fixed to the frame of the vehicle or on a Guide and sit with spring force against the chain or toothed belt become.

Power transfer to the rim

Die zum Anbau an das Rad vorgesehene Einheit besteht aus den Verbindungsteilen (4a, 4b), einem oder mehreren elastischen Elementen (5) und einer Kette bzw. einem Zahnriemen (6). Die vom Ritzel ausgeübte Kraft wird formschlüssig auf die Kette/den Zahnriemen übertragen. Die Kette bzw. der Zahnriemen ist auf dem elastische Element befestigt. Das elastische Element dient zum Ausgleich von Unrundheiten der Felge. Die Verbindungselemente (4a, 4b) stellen die Verbindung zwischen dem elastischen Element und der Felge her. The unit intended for attachment to the wheel consists of the connecting parts ( 4 a, 4 b), one or more elastic elements ( 5 ) and a chain or toothed belt ( 6 ). The force exerted by the pinion is positively transmitted to the chain / toothed belt. The chain or toothed belt is attached to the elastic element. The elastic element serves to compensate for non-roundness of the rim. The connecting elements ( 4 a, 4 b) establish the connection between the elastic element and the rim.

Das Verbindungselement 4a muss dem Felgentyp angepasst sein und an der die Felge berührenden Seite einen hohen Reibwert aufweisen. The connecting element 4 a must be adapted to the type of rim and have a high coefficient of friction on the side touching the rim.

Hat die Felge eine der Nabe zugewandte, zylinderförmige Fläche, muss das Verbindungselement eine Spreizvorrichtung aufweisen, mit der es in die Felge gespannt werden kann. Die Verbindung kann auch durch Kleben oder durch das Aufblasen einer pneumatische Vorrichtung hergestellt werden. Tangentiale, radiale und axiale Kräfte können so reibschlüssig aufgenommen werden. Zur Unterstützung wird ein Verbindungselement (4a) von der gegenüberliegenden Speichenseite her gegen das Verbindungselement 4a gezogen. If the rim has a cylindrical surface facing the hub, the connecting element must have a spreading device with which it can be clamped into the rim. The connection can also be made by gluing or by inflating a pneumatic device. Tangential, radial and axial forces can be absorbed frictionally. To support a connecting element ( 4 a) is pulled from the opposite spoke side against the connecting element 4 a.

Ist die Felge an ihrer Innenseite konusförmig ausgebildet, kann u. U. das Spreizelement entfallen und das Verbindungselement 4a mit Hilfe des Verbindungselementes 4b an die Felge gezogen werden. If the rim is conical on the inside, u. U. the expansion element is omitted and the connecting element 4 a can be pulled to the rim with the help of the connecting element 4 b.

Die Elemente 4a, 4b 5 und 6 können so ausgeführt sein, dass sie an einer Stelle aufgetrennt werden und so ohne Ausbau des Rades montiert werden können. The elements 4a, 4b 5 and 6 can be designed so that they are in one place be separated and can thus be assembled without removing the wheel.

Tretleistungs pickup

Soll die Leistung des Motors bei einem Fahrzeug, bei dem die Tretleistung durch eine Kette übertragen wird, von dieser Tretleistung abhängen, kann diese mit dem nachfolgend beschriebenem Tretleistungs-Aufnehmer abgenommen werden. Should the performance of the engine in a vehicle in which the pedaling power by a Chain is transferred, depend on this pedaling power, this can be done with the the pedal power sensor described below.

Der Tretleistungs-Aufnehmer besteht aus drei Kettenrädern (12a, 12b, 13), wobei das mittlere Rad gegenüber den zwei äußeren Räder so verschiebbar gelagert ist (14), dass beim Aufbringen einer Federkraft (15) senkrecht zur Ketten-Längsachse eine Auslenkung der Kette erfolgt. Beim Aufbringen einer Längskraft auf die Kette wird die Auslenkung kleiner. Die Auslenkung der Kette wird mit einem Wegaufnehmer (16) gemessen, in ein elektrisches Signal umgewandelt und in einer Steuerung in die Kettenlängskraft umgerechnet. The pedal power sensor consists of three sprockets ( 12 a, 12 b, 13 ), the middle wheel being slidably mounted ( 14 ) in relation to the two outer wheels so that when a spring force ( 15 ) is applied, a deflection perpendicular to the longitudinal axis of the chain the chain is done. The deflection becomes smaller when a longitudinal force is applied to the chain. The deflection of the chain is measured with a displacement sensor ( 16 ), converted into an electrical signal and converted into the chain longitudinal force in a control system.

An einem der äußeren Kettenräder sind ein oder zwei Aufnehmer angebracht, die bei drehendem Rad versetzte elektrische Impulse oder ein analoges elektrisches Signal liefern. Diese werden in der Steuerung zur Berechnung der Kettengeschwindigkeit und zur Bestimmung der Laufrichtung der Kette benutzt. One or two sensors are attached to one of the outer sprockets spinning electrical impulses or an analog electrical signal deliver. These are used in the control to calculate the chain speed and used to determine the running direction of the chain.

Die Steuerung kann die Signale z. B. so auswerten, dass der Antrieb erst dann eingeschaltet wird, wenn die Kette sich ein bestimmtes Maß gegen die eigentlichen Laufrichtung bewegt hat. Auf diese Weise kann die Kettenvorspannungskraft ermittelt werden. The controller can z. B. evaluate so that the drive only then is turned on when the chain is a certain amount against the actual Moving direction has moved. In this way, the chain pretensioning force can be determined become.

Die Steuerung ist dann in der Lage, mit der Kettengeschwindigkeit und der Ketten- Längskraft die Tretleistung zu bestimmen. The controller is then able to control the chain speed and chain Longitudinal force to determine the pedaling power.

Claims

1. Drive device, which is suitable for simple assembly on vehicles operated with muscle power, in particular on bicycles or wheelchairs, characterized in that the torque is form-fitting from a motor attached to the frame via a pinion to a chain or attached toothed belt that is resiliently attached to the rim is transmitted. The chain or toothed belt, the spring elements and the connecting elements are designed so that they can be installed with the wheel installed.

2. pedal power sensor for a drive device according to claim 1, characterized in that the pedal power can be determined based on the measurement of the chain deflection due to a transverse force and the measurement of the chain speed. For this purpose, the amount of deflection and the speed / direction are converted into electrical signals. The chain pretension is determined by relieving the tension on the tension cord ( 7 a) of the chain, whereby the control can determine the value of the pretension.