DE20013449U1

DE20013449U1 - Elektrisch antreibbarer Tretroller

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Publication number: DE20013449U1
Application number: DE20013449U
Authority: DE
Original assignee: Guenther Aloys Workshop I GmbH
Current assignee: Guenther Aloys Workshop I GmbH
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2010-08-03

Description

Beschreibung

Die Neuerung bezieht sich auf einen elektrisch antreibbaren Tretroller gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 und insbesondere auf einen Tretroller mit Muskel-Elektro-Hybridantrieb.

Die DE 44 14 612 C2 beschreibt einen zusammenklappbaren Motorroller mit elektrisch angetriebenem Vorderrad, wobei ein Elektromotor über ein Getriebe mit dem Vorderrad verbunden ist. Batterien zum Antrieb des Elektromotors sind an einem abnehmbaren Oberteil angeordnet, das als Trittbrett ausgeführt ist, auf dem der Fahrer, wenn er auf einem Sattel sitzt, seine Füße abstellen kann. Wesentliches Ziel dieses Motorrollers ist, daß er zusammenklappbar ist und geringes Gewicht hat.

Die DE 197 32 430 Al und DE 197 32 468 beschreiben ein Muskel-Elektro-Hybridfahrzeug, das über einen oder mehrere Elektro-Radnabenmotoren zusätzlich oder alternativ zu dem von Fahrrädern bekannten Tretkurbelantrieb antreibbar ist.
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Aus der EP 0 444 975 Bl und EP 0 608 841 Bl ist ein elektrisch angetriebener Motorroller mit Vorderrad- bzw. Hinterradantrieb bekannt.

Die EP 0 686 521 Bl und EP 0 683 093 Bl und DE 196 40 248 Al beschreiben jeweils Fahrräder mit Elektro-Hilfsantrieb.

Schließlich sind muskelbetriebene Tretroller seit langem allgemein bekannt. Tretroller haben im Vergleich zu Fahrrädern deutlich kleinere Raddurchmesser, was die Fahrstabilität und eine relativ glatte Fahrbahnoberfläche erfordert. Andererseits sind Tretroller wegen des niedrigeren Körperschwerpunktes des Fahrers wiederum stabiler und ihre Handhabung ist leichter zu lernen. Andererseits ist die Fortbewegung mit einem Tretroller auf längeren Strecken mühsamer als mit einem Fahrrad, so daß sich Tretroller als Nahverkehrsmittel, insbesondere im innerstädtischen Bereich nicht durchsetzen konnten.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Tretroller zu schaffen, der die Vorteile herkömmlicher Tretroller aufweist und trotzdem bequem als Nahverkehrsmittel einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Schutzanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte

0 Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung sind den

Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Neuerung liegt darin, daß der Tretroller Räder mit einem Durchmesser hat, der dem von Fahrrädern entspricht, also mindestens 40,64 cm (16 Zoll); weiter ist der Tretroller mit einem Elektromotor antreibbar, wobei der Elektromotor als Radnabenmotor ausgebildet ist und von einer Batterie angetrieben wird, deren Schwerpunkt

auf oder unterhalb einer die Drehachsen der Räder verbindenden Ebene liegt.

Aufgrund der großen Raddurchmesser kann der Tretroller auch auf unebener Fahrbahn verwendet werden und hat aufgrund des vergrößerten Trägheitsmomentes der größeren Räder eine bessere Stabilität. Bei Bedarf oder sonstigen weiter unten beschriebenen Umständen wird der Elektromotor zugeschaltet und übernimmt voll oder teilweise den Antrieb. Zur weiteren Erhöhung der Stabilität ist der Schwerpunkt der Batterie (Akkumulator) sehr niedrig gelegt und liegt auf alle Fälle auf oder unterhalb der die Drehachsen der Räder verbindenden Ebene.

Vorzugsweise ist die Batterie unterhalb der Trittfläche angeordnet und hat damit die niedrigst mögliche Schwerpunktlage. Weiter hat sich herausgestellt, daß die Fahrstabilität günstig beeinflußt wird, wenn der Schwerpunkt der Batterie näher dem Vorder- als dem Hinterrad ist, beispielsweise 0 wird sie dann am vorderen Holm des Rahmens befestigt. Allerdings ist es auch möglich, die Batterie am hinteren Holm oder der Schwinge des Hinterrades anzuordnen.

Nach einer Weiterbildung der Neuerung ist ein Sensor vorgesehen, der feststellt, ob der Fahrer den Tretroller per Muskelkraft antreibt, wobei das Ausgangssignal des Sensors einem Steuergerät zugeführt wird, der die elektrische Antriebsleistung regelt. Der Sensor kann nach einer Variante der Erfindung die auf die Trittfläche einwirkenden vertikalen und/oder horizontalen Kräfte messen und hieraus kann das Steuergerät, insbesondere aufgrund rythmischer Schwankungen dieser Kräfte feststellen, ob der Fahrer mittritt.

Nach einer anderen Variante der Erfindung ist an einem der Räder ein Geschwindigkeitssensor angebracht. Ein Mittreten des Fahrers wird durch rythmische Beschleunigungen der Raddrehzahl ermittelt. Sofern eines oder beide Räder federnd aufgehängt sind, können auch rythmische Einfederungen

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durch einen Sensor erfaßt werden und dadurch ebenfalls ein Mittreten des Fahrers anzeigen.

Das Steuergerät kann auf verschiedene Betriebsarten ausgelegt sein, wahlweise auch zwischen den verschiedenen Betriebsarten umgeschaltet werden. Eine Betriebsart sieht vor, daß der Elektroantrieb nur dann wirksam ist, wenn ein Mittreten des Fahrers sensiert wurde. Der Elektromotor kann dann so geregelt werden, daß ein vorgegebenes durchschnittliches Verhältnis zwischen Muskelkraftenergie und elektrischer Energie eingehalten ist, das beispielsweise bei 50:50 liegt.

Bei einer anderen Betriebsart kann vorgesehen sein, daß der Elektroantrieb erst bei Überschreiten einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit, beispielsweise von 6 km/h zugeschaltet wird. Auch hier kann vorgesehen sein, daß dies nur dann erfolgt, wenn gleichzeitig ein Mittreten des Fahrers festgestellt wird. Es ist aber auch möglich, dann die gesamte Antriebsenergie aus der Batterie zu 0 beziehen. Selbstverständlich sind auch Betriebsarten möglich, bei denen unabhängig von der Geschwindigkeit und dem Mittreten des Fahrers der Elektroantrieb permanent eingeschaltet ist, wobei die dem Motor zugeführte elektrische Energie vom Fahrer einstellbar ist, beispielsweise mittels eines Drehgriffes am Lenker oder eines sonstigen Betätigungsorganes, wie z.B. eines Hebels, der vorzugsweise von Hand betätigt wird.

Im folgenden wird die Neuerung anhand eines Ausführungsbei-Spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Tretrollers

nach der Neuerung.
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In der einzigen Figur ist der Tretroller in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Er hat einen Rahmen bestehend aus einem Vorderholm 2, einem Hinterholm 3 und

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eine diese beiden Holme 2 und 3 verbindende Trittfläche 4. Am Vorderholm 2 ist eine Vorderradgabel 5 und am Hinterholm 3 eine Hinterradschwinge 6 angebracht, an denen das Vorderrad 7 bzw. das Hinterrad 8 drehbar gelagert ist. Die Vorderradgabel 5 ist in üblicher Weise drehbar am Rahmen befestigt und weist an ihrem oberen Ende einen Lenker 9 auf. Das Hinterrad 8 hat einen elektrisch angetriebenen Radnabenmotor 10, der von einer aufladbaren Batterie 11 gespeist wird. Die Drehachsen des Vorderrades 7 und des Hinterrades 8 sind mit den Bezugszeichen 13 und 14 gekennzeichnet. Sie liegen in einer Ebene 15, die bei Geradeausfahrt parallel zur Fahrebene 16 ist. Schließlich ist am hinteren Holm 3 eine gepolsterte Abstützfläche 17 vorgesehen, an der sich der Fahrer mit seinen Oberschenkeln oder dem Gesäß abstützen kann.

Abweichend von den üblichen Tretrollern haben die Räder 7 und 8 einen deutlich größeren Durchmesser und vorzugsweise einen Durchmesser von Fahrrädern, die bei 40,64 (16"), 50,8 (20"), 60,96 (24"), 66,04 (26") bzw. 71,12 (28") liegen. Die Trittfläche 4 liegt im Bereich zwischen der Ebene 15 und der Fahrbahn 16 und dort vorzugsweise näher der Fahrbahn 16 als der Ebene 15.

Die Batterie 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel unter der Trittfläche 4 angebracht und liegt damit an der tiefst möglichen Stelle deutlich unterhalb der Ebene 15.

Bei einer nicht dargestellten Variante der Erfindung ist die Batterie am vorderen Holm 2 angebracht und zwar so, daß ihr Schwerpunkt höchstens in der Ebene 15, vorzugsweise aber tiefer in Richtung zur Fahrbahn 16 hin, liegt.

Bei einer anderen, ebenfalls nicht dargestellten Variante ist die Batterie am hinteren Holm 3 oder der Hinterradschwinge 6 angebracht und zwar eben so, daß ihr Schwerpunkt höchstens in der Ebene 15, vorzugsweise aber zwischen der Ebene 15 und der Fahrbahn 16, liegt.

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Im elektrischen Kreis zwischen der Batterie 11 und dem Radnabenmotor 10 ist ein Steuergerät 12 geschaltet, das die Stromzufuhr zum Radnabenmotor 10 regelt. Weiter ist im Bereich der Trittfläche 4 ein Sensor 18 angebracht, der vertikal und/oder horizontal auf die Trittfläche 4 wirkende Kräfte sensiert und an das Steuergerät 12 meldet. Weiter kann ein Geschwindigkeitssensor 19 vorgesehen sein, der die Radumdrehungsgeschwindigkeit eines der Räder ebenfalls an das Steuergerät 12 meldet. Dieser Sensor kann auch in den Radnabenmotor 10 integriert sein.

Das Steuergerät kann verschiedene Betriebsarten, ggf. auch umschaltbar, festlegen, wovon einige durch die Ausgangssignale der Sensoren 18 und 19 beeinflußt werden.

Eine erste Betriebsart, der sog. Hybridbetrieb, sieht vor, daß der Elektroantrieb nur dann zugeschaltet wird, wenn auch ein Muskelantrieb festgestellt wird. Letzterer kann von dem Sensor 18 beispielsweise dadurch sensiert werden, daß die horizontal und/oder vertikal auf die Trittfläche einwirkenden Kräfte rythmischen Schwankungen unterliegen oder daß der Radumdrehungsgeschwindigkeitsensor 19 rythmische Beschleunigungen des Rades sensiert. Die Antriebsleistung kann dann so geregelt werden, daß die Energie des elektrischen Teilantriebes in einem vorgegebenen Verhältnis zur Energie des Muskelantriebes steht, wobei dieses Verhältnis beispielsweise 50:50 betragen kann. Selbstverständlich sind beliebige andere Verhältnisse möglich.

0 Eine zweite Betriebsart sieht vor, daß der Elektroantrieb erst bei Überschreiten einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeschaltet wird, die beispielsweise bei 6 km/h liegt. Umgekehrt kann vorgesehen sein, daß der Elektroantrieb vollständig abgeschaltet oder sogar auf elektrisches Bremsen 5 umgeschaltet wird, wenn eine vorgegebene Höchstgeschwindigkeit überschritten wird.

Die erste und zweite Betriebsart können auch miteinander

kombiniert sein, d.h. der Elektroantrieb wird nur dann zugeschaltet, wenn die Kriterien "Mindestgeschwindigkeit" und "Mittreten des Fahrers" kummulativ erfüllt sind.

Eine dritte Betriebsart sieht permanenten Elektroantrieb vor, unabhängig von einem Mittreten des Fahrers und/oder einer Mindestgeschwindigkeit. Eine vierte Betriebsart ist das elektrische Bremsen, das durch einen nicht dargestellten Bremshebel oder Veränderung des Geschwindigkeitstellorganes eingeleitet wird. Dabei ist es auch möglich, elektrische Energie von dem Motor in die Batterie zu speisen und diese damit etwas aufzuladen.

Claims

1. Elektrisch antreibbarer Tretroller (1) mit einem Rahmen (2, 3), der eine Trittfläche (4) aufweist, mit zwei Rädern (7, 8), einer Batterie (11) und einem von der Batterie angetriebenen Elektromotor (10), der mit einem der Räder (8) antriebsmäßig verbunden ist, wobei die Trittfläche (4) unterhalb eines die Drehachsen (13, 14) der Räder verbindenden Ebene (15) liegt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
der Durchmesser der Räder (7, 8) beträgt mindestens 40,6 cm (16");
der Elektromotor ist als Radnabenmotor (10) ausgebildet und
der Schwerpunkt der Batterie (11) liegt auf oder unterhalb der die Drehachsen (13, 14) der Räder (7, 8) verbindenden Ebene (15).

2. Tretroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt der Batterie (11) unterhalb der Trittfläche (4) liegt.

3. Tretroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt der Batterie (11) vor der Mitte der Trittfläche (4) liegt.

4. Tretroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (11) unter der Trittfläche (4) befestigt ist.

5. Tretroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie am vorderen Holm (2) des Rahmens befestigt ist.

6. Tretroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie am hinteren Holm (3) und/oder der Hinterradgabel (6) befestigt ist.

7. Tretroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie über ein Steuergerät (12) elektrisch mit dem Radnabenmotor (10) verbunden ist.

8. Tretroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (18, 19) mit dem Steuergerät (12) elektrisch verbunden ist, wobei dieser Sensor feststellt, ob Muskelkraftenergie für den Antrieb aufgewandt wird.

9. Tretroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) ein Kraftmeßsensor ist, der an der Trittfläche (4) angebracht ist und vertikal und/oder horizontal auf die Trittfläche (4) einwirkende Kräfte misst.

10. Tretroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Geschwindigkeitssensor (13) ist, mittels dessen Ausgangssignal das Steuergerät (12) ermittelt, ob rythmische Beschleunigungsschwankungen der Raddrehzahl vorhanden sind.

11. Tretroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor an einer Gabel (5, 6) der Radaufhängung angebracht ist und zwischen Rad und Gabel bzw. Rahmen auftretenden Kräfte misst.

12. Tretroller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Hinterradholm (3) eine Abstützfläche (17) angebracht ist, die überwiegend horizontal wirkende Kräfte des Körpers des Fahrers aufnimmt.