DE29706743U1 - Bicycle or mountain bike with electric motor - Google Patents
Bicycle or mountain bike with electric motorInfo
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Description
Anmelder; Reinhard WetzeL, Albris 1, 88260 ArgenbühlApplicant: Reinhard WetzeL, Albris 1, 88260 Argenbühl Beschreibung der Erfindung Description of the invention Fahrrad oder Mountain-Bike mit einem Elektroantrieb'. Bicycle or mountain bike with an electric drive '.
Die Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Fahrzeugtechnik, speziell Antriebstechnik für umweltfreundliche Zweiräder, mit zwei voneinander unabhängigen Antrieben (Hybrid-Antrieb).The invention belongs to the technical field of vehicle technology, specifically drive technology for environmentally friendly two-wheelers, with two independent drives (hybrid drive).
Herkömmliche Zweiräder haben entweder Tretkurbelantrieb (Fahrrad), Antrieb mit Verbrennungsmotor oder eine Kombination beider Antriebe (Fahrrad mit Hilfsmotor)Conventional two-wheelers have either a pedal crank drive (bicycle), a drive with an internal combustion engine or a combination of both drives (bicycle with auxiliary motor)
Nachteile Verbrennungsmotorantrieb: Disadvantages of combustion engine drive :
-Lärm- und Schadstoffemmission
-hoher Treib- und Schmierstoffverbrauch
-geringer Wirkungsgrad
-geringes Drehmoment
-Drehzahl stark lastabhängig-Noise and pollutant emissions
-high fuel and lubricant consumption
-low efficiency
-low torque
-Speed strongly dependent on load
-geringe Geschwindigkeit
-geringe Reichweite
-unerwünschte körperliche Belastung-low speed
-short range
-unwanted physical strain
Die Erfindung Fahrrad oder Mountain-Bike mit einem Elektroantrieb hat es zum Ziel, die positiven Eigenschaften beider vorgenannter Antriebe zu vereinen und dabei die Nachteile beider Antriebe weitestgehend zu eliminieren.The invention of a bicycle or mountain bike with an electric drive aims to combine the positive properties of both aforementioned drives and to eliminate the disadvantages of both drives as far as possible.
-Individualverkehrsaufkommen im Alltagsnahverkehr durch Personenkraftwagen
-Parkplatznot in Ballungszentren-Individual traffic volume in everyday local transport by passenger cars
-Parking shortage in urban areas
-Lärm- und Schadstoffemmissionen durch Alltagsnahverkehr mit Personenkraftwagen
-Treib- und Schmierstoffverbrauch durch Alltagsnahverkehr mit Personenkraftwagen
-unerwünschte körperliche Belastung, bei Nutzung des Fahrrades im Alltagsnahverkehr-Noise and pollutant emissions from everyday local transport by passenger cars
-Fuel and lubricant consumption through everyday local transport with passenger cars
-unwanted physical strain when using the bicycle in everyday local transport
Vorgenannte Probleme können mit Hilfe der Erfindung gelöst oder stark verringert werden, wenn breite Schichten der Bevölkerung im Alltagsnahverkehr auf das Fahrrad oder Mountain-Bike mit einem Elektroantrieb umsteigen, was aufgrund der günstigen Nutzen-/Kostenbilanz erwartet werden kann.The above-mentioned problems can be solved or greatly reduced with the help of the invention if broad sections of the population switch to bicycles or mountain bikes with an electric drive for everyday local transport, which can be expected due to the favorable benefit/cost balance.
Desweiteren stellt die Erfindung eine ideale Kombination zwischen einem Freizeitfahrzeug mit gesundheitlichen Aspekten und einem umweltfreundlichen Alltagsnahverkehrsmittel dar.Furthermore, the invention represents an ideal combination between a recreational vehicle with health aspects and an environmentally friendly means of everyday local transport.
-Wegfall beziehungsweise Minimierung der Nachteile herkömmlicher Fahrräder
-Rückgang des Alltagsnahverkehrsaufkommens durch Personenkraftwagen-Elimination or minimization of the disadvantages of conventional bicycles
-Decrease in everyday local transport volumes by passenger cars
-Verringerung der Parkplatznot-Reducing the parking shortage
-Material- und Recourcenschonung-Conservation of materials and resources
-Minimierung der Lärm- und Schadstoffemmissionen-Minimization of noise and pollutant emissions
-gesundheitliche Wirkung bei Nutzung der Erfindung im Alltagsnahverkehr-Health effects when using the invention in everyday local transport
Einzelkomponenten des Fahrrad oder Mountain-Bike mit einem Elektroantrieb'. Individual components of the bicycle or mountain bike with an electric drive.
-gewöhnliches Fahrrad/Mountain-Bike, mit modifizierter Vorderradgabel und Nabenaufhahme-normal bicycle/mountain bike, with modified front fork and hub mount
-zweites Vorderrad mit eingebautem Elektroantrieb (43), als Wechselrad-second front wheel with built-in electric drive (43), as change wheel
-Antriebsakkumulatorensatz (35) mit Schnellmontagesystem-Drive accumulator set (35) with quick assembly system
-Bedienelemente (Tastschalter, Ansteuerelektronik)-Control elements (pushbuttons, control electronics)
-polunverwechselbarer Schnellmontagekabelsatz (47)-polar-independent quick-assembly cable set (47)
-stabiler geschweißter Gepäckträger (40) zur Akkumulatorenaufhahme-stable welded luggage carrier (40) for battery storage
-elektronisches Ladegerät zur Aufladung der Akkumulatoren (35) zuhause-Electronic charger for charging the batteries (35) at home
Das Fahrrad oder Mountain-Bike mit einem Elektroantrieb ist grundsätzlich als Kombination zwischen einem konventionellen Fahrrad mit Tretkurbelantrieb und einer benutzerfreundlichen Erleichterung im Alltagseinsatz, als umweltverträgliches Allzweckzweirad gedacht.The bicycle or mountain bike with an electric drive is basically intended as a combination between a conventional bicycle with pedal crank drive and a user-friendly convenience in everyday use, as an environmentally friendly all-purpose two-wheeler.
Die grundlegende Idee ist ein Hybrid-Antrieb, fur zuvor genanntes Zweirad, mit Tretkurbelantrieb und einer Naben- oder Zahnradschaltung, auf das Hinterrad wirkend, sowie einem Elektroantrieb (43), mittels eines Gleichstromnabengetriebemotors mit Generatorfunktion, auf das Vorderrad wirkend.The basic idea is a hybrid drive for the aforementioned two-wheeler, with a pedal crank drive and a hub or gear shift acting on the rear wheel, as well as an electric drive (43) acting on the front wheel by means of a DC hub gear motor with a generator function.
Dieser Gleichstrommotor (16) wirkt bei Bergabfahrten und wo immer eine Bremswirkung erwünscht ist als Generator (Nutzbremsung), welcher zum einen den fur den Hybrid-Antrieb benötigten Antriebsakkumulator (35) zum Teil wieder aufllädt, wodurch der Akkumulator (35) platz- und gewichtssparend dimensioniert werden kann, zum anderen den Verschleiß der konventionellen Fahrradbremsen (zum Beispiel Cantilever-Bremsen) minimiert und die Felgen dabei schont.This DC motor (16) acts as a generator (regenerative braking) when driving downhill and wherever braking is required, which partly recharges the drive accumulator (35) required for the hybrid drive, which means that the accumulator (35) can be dimensioned to save space and weight, and on the other hand minimizes the wear of conventional bicycle brakes (e.g. cantilever brakes) and protects the rims.
Desweiteren kann ein Großteil der Energieentnahme aus dem Netz beim Aufladen der Akkumulatoren (35) daheim durch die Nutzbremsschaltung eingespart werden.Furthermore, a large part of the energy taken from the grid when charging the batteries (35) at home can be saved by the regenerative braking circuit.
Somit kann der Benutzer sich auf ebener Fahrbahn mit herkömmlichen Tretkurbelantrieb, unter Verwendung der Ketten- beziehungsweise Nabenschaltung fortbewegen, wie mit einem konventionellen Fahrrad und bei anstrengenden Steigungsfahrten, im Alltagseinsatz (zum Beispiel Berufsanfahrten, Besorgungsfahrten, bei verminderter körperlicher Leistungsfähigkeit) auf den Elektroantrieb (43) zurückgreifen, um die körperlichen Reserven zu schonen.The user can therefore move on a level road surface with a conventional pedal crank drive, using the derailleur or hub gears, as with a conventional bicycle, and during strenuous uphill rides, in everyday use (for example, commuting to work, running errands, when physical performance is reduced) can rely on the electric drive (43) in order to conserve physical reserves.
Bei Bergabfahrten und im „Stop-And-Go-Verkehr", wo eine Bremswirkung notwendig wird, kann der Antriebsakkumulator (35) die im Antriebsfall (zum Beispiel Steigungsfahrten) verlorene Energie teilweise zurückgewinnen, was auch die Reichweite (Aktionsradius) erhöht.When driving downhill and in "stop-and-go traffic", where braking is necessary, the drive accumulator (35) can partially recover the energy lost during the drive (for example when driving uphill), which also increases the range (action radius).
Durch Verwendung recyclebarer Hochleistungsakkumulatoren (35) mit hoher Standzeit ist die Erfindung eines der umweltfreundlichsten Individualverkehrsmittel im Alltagsnahverkehr.By using recyclable high-performance batteries (35) with a long service life, the invention is one of the most environmentally friendly means of individual transport in everyday local transport.
Detailbeschreibung und Funktionserklärung der Einzelkomponenten der Erfindung:Detailed description and functional explanation of the individual components of the invention:
1 ElektromotoiV-generatorantrieb (43): 1 Electric motor generator drive (43):
Dieser ist eine bereits in vielfältiger Ausführung existierende elektrische Maschine, welche beim Einsatz in diesem Fall die konventionelle Vorderradnabe eines gewöhnlichen Vorderrades eines Fahrrades ersetzt, wobei aufgrund des größeren Durchmessers kürzere Speichen, zum Einbau in das Vorderrad verwendet werden, was die Steifigkeit und Stabilität desselben zusätzlich erhöht.This is an electric machine that already exists in a variety of designs, which, when used in this case, replaces the conventional front wheel hub of a normal bicycle front wheel, whereby shorter spokes are used for installation in the front wheel due to the larger diameter, which further increases the rigidity and stability of the same.
Die Einbautiefe beziehungsweise die Breite dieser elektrischen Maschine, entspricht im Anwendungsfall der Breite einer gewöhnlichen Vorderradnabe.The installation depth or width of this electrical machine corresponds in the application to the width of a normal front wheel hub.
Der Motor besitzt starre, speziell geformte, vorzugsweise ovaleHohlwellenenden (6) auf beiden Seiten, welche zusammen mit den ebenso geformten Radnabenaufhahmen (4) in der Vorderradgabel (1), als starre Verbindung zwischen dem Zweirad und der elektrischen Antriebsmaschine (43) dienen.The motor has rigid, specially shaped, preferably oval hollow shaft ends (6) on both sides, which together with the similarly shaped wheel hub mounts (4) in the front wheel fork (1) serve as a rigid connection between the two-wheeler and the electric drive motor (43).
Der im Antriebsfall rotierende Aussenkörper (7) des Elektroantriebs (43) ist durch die Speichen (oder auch Gußfelge) mit der Felge des Vorderrades verbunden und sorgt für den Vortrieb (Aussenläufer).The outer body (7) of the electric drive (43), which rotates when the vehicle is in motion, is connected to the rim of the front wheel by the spokes (or cast rim) and provides the propulsion (outer rotor).
Die Hohlwelle (8;9) besitzt eine zentrische Bohrung, wie eine herkömmliche Nabe mit Schnellverschlußsystem (wie bei Mountain-Bike).The hollow shaft (8;9) has a central bore, like a conventional hub with a quick-release system (as on a mountain bike).
Die Radnabenaumahmen (4) in der Vorderradgabel (1) und die Hohlwellenenden (6) des Elektroantriebs (43) müssen speziell gehärtet sein, um eine verschleißfreie Verbindung zu gewährleisten.The wheel hub mounts (4) in the front wheel fork (1) and the hollow shaft ends (6) of the electric drive (43) must be specially hardened to ensure a wear-free connection.
Der Elektroantrieb (43) wirkt durch Polumschaltung beim Bremsen als Generator (Nutzbremsung).The electric drive (43) acts as a generator by changing the poles during braking (regenerative braking).
Durch Verwendung eines Gleichstrommotors mit Feldanzapfung können eventuell auch zwei unterscWedHchejFanrgeschwindigkeiten mit zwei unterschiedlichen Drehmomenten und Nennleistungen erzielt werden.By using a DC motor with field tapping, it may also be possible to achieve two different fan speeds with two different torques and power ratings.
Der Einbau des Motorvorderrades erfolgt mittels der herkömmlichen Schnellbefestigungsknebelschraube, wie bei einem gewöhnlichen Vorderrad eines Mountain-Bikes.The motor front wheel is installed using the conventional quick-fastening toggle screw, like a normal front wheel on a mountain bike.
Dadurch kann anstelle des Motorvorderrades, zum Beispiel bei Freizeit- und Sportfahrten, ein gewöhnliches Vorderrad, einfach und schnell, eingebaut werden.This means that a normal front wheel can be installed quickly and easily instead of the motor front wheel, for example for leisure and sports rides.
Damit wird aus dem Fahrrad oder Mountain-Bike mit einem Elektroantrieb ein gewöhnliches Fahrrad oder Mountain-Bike, für Freizeit und Fitness.This turns the bicycle or mountain bike with an electric drive into a normal bicycle or mountain bike for leisure and fitness.
Falls aus technischen Gründen erforderlich kann der Elektroantrieb auch zusätzlich mit Federsteckbolzen am Motorgehäuse, mit der Vorderradgabel fest verbunden werden.If necessary for technical reasons, the electric drive can also be firmly connected to the front wheel fork using spring pins on the motor housing.
2 Gewöhnliches Fahrrad oder Mountain-Bike mit modifizierter Vorderradgabel:2 Ordinary bicycle or mountain bike with modified front fork:
Die Vorderradgabel (1), speziell die Radnabenaumahmen (4) müssen auf den Anwendungsfall abgestimmt sein.The front wheel fork (1), especially the wheel hub mounts (4) must be adapted to the application.
Hierfür müssen die Radnabenaumahme (4) ebenso geformt sein, wie die Hohlwellenenden (6) des Elektroantriebs (43) (im Ausführungsbeispiel ovale Form).For this purpose, the wheel hub holder (4) must be shaped in the same way as the hollow shaft ends (6) of the electric drive (43) (oval shape in the example).
Desweiteren muß die Radnabenaumahme (4) speziell gehärtet sein wie die Hohlwellenenden (6) des Elektroantriebs (43).Furthermore, the wheel hub mount (4) must be specially hardened like the hollow shaft ends (6) of the electric drive (43).
Die Radnabenaumahme (4) dient im Anwendungsfall als starre Verbindung zwischen Elektroantrieb (43) und der Vorderradgabel (1) und damit auch mit dem Fahrrad.In this application, the wheel hub mount (4) serves as a rigid connection between the electric drive (43) and the front wheel fork (1) and thus also with the bicycle.
3 Energieversorgungssystem fur den Elektroantrieb (43):3 Energy supply system for the electric drive (43):
Für die Energieversorgung des Elektroantriebs (43) dienen zwei, auf den Anwendungsfall abgestimmte Hochleistungsakkumulatoren (35), welche mit einem Schnellmontagesystem, zur leichten und schnellen Anbringung, am für den Anwendungsfall ausgelegten Gepäckträger (40), ausgestattet sind.The power supply for the electric drive (43) is provided by two high-performance accumulators (35) that are tailored to the application and are equipped with a quick-mounting system for easy and quick attachment to the luggage carrier (40) designed for the application.
4 Antriebs- und Nutzbremsschaltung:4 Drive and regenerative braking circuit:
Diese besteht im wesentlichen aus einem Tastschalter für den Fahrbetrieb und einem vorzugsweise mit dem Bremshebel der Hinterradbremse des Zweirades kombinierten Tastschalter für Generatorbetrieb (Nutzbremsung).This essentially consists of a push button switch for driving operation and a push button switch for generator operation (regenerative braking), preferably combined with the brake lever of the rear wheel brake of the two-wheeler.
Mit diesen Bedienelementen wird die elektronische Regeleinrichtung (44) geschaltet, welche wiederum den Elektroantrieb ansteuert.These control elements are used to switch the electronic control device (44), which in turn controls the electric drive.
5 polunverwechselbarer Schnellmontagekabelsatz (47):5-pole, non-interchangeable quick-assembly cable set (47):
Dieser komplette Kabelbaum besitzt unverwechselbare Steckanschlüsse zur Verbindung der Einzelkomponenten des Fahrrad oder Mountain-Bike mit einem Elektroantrieb (Antriebsakkumulatoren (35),Bedienelemente, Elektroantrieb (43),elektronische Regeleinrichtung (44)).This complete wiring harness has distinctive plug connectors for connecting the individual components of the bicycle or mountain bike with an electric drive (drive batteries (35), operating elements, electric drive (43), electronic control device (44)).
Der Kabelsatz ist auf den Anwendungsfall abgestimmt und besitzt Halteklammern, zur leichten und schnellen Anbringung am Zweiradrahmen.The cable set is tailored to the application and has retaining clips for easy and quick attachment to the bicycle frame.
6 Gepäckträger (40) zur Akkumulatorenaufhahme:6 Luggage carrier (40) for battery storage:
Zur sicheren Anbringung der Akkumulatoren (35) am Zweirad ist ein, für den
Anwendungsfall ausgelegter, stabiler Gepäckträger (40) am Fahrrad vorgesehen.
Aufgrund der geringen Maße der Akkumulatoren (35) und deren spezielles Montagesystem kann der Gepäckträger (40) zur Nutzlastaufhahme oder zur Befestigung
von Satteltaschen weiterhin genutzt werden.For the safe attachment of the batteries (35) to the bicycle, a stable luggage carrier (40) designed for the application is provided on the bicycle.
Due to the small dimensions of the batteries (35) and their special mounting system, the luggage rack (40) can still be used to carry payloads or to attach saddlebags.
7 elektronisches Ladegerät:7 electronic charger:
Das automatisch arbeitende Ladegerät dient zur vollständigen Aufladung der Akkumulatoren (35) zu hause.The automatic charger is used to fully charge the batteries (35) at home.
Es ist elektronisch geregelt und stabilisiert und schaltet bei Erreichen der Ladeschlußspannung automatisch ab, beziehungsweise auf Erhaltungsladung um (akkutypspezifisch).It is electronically regulated and stabilized and switches off automatically when the final charging voltage is reached or switches to trickle charging (battery type specific).
Das Gerät ist mit einer Ladezustandsanzeige ausgestattet und schnelladefähig.The device is equipped with a charge level indicator and is quick-charging capable.
Bei Verwendung eines Gleichstromreihenschlußmotors kommt dessen Eigenschaft zum Tragen, daß dieser bei zu geringem Lastmoment seine Nenndrehzahl überschreitet und dadurch die Fahrgeschwindigkeit erhöht.When using a DC series motor, its property comes into play that it exceeds its rated speed when the load torque is too low and thus increases the driving speed.
Dies kann über die Regelelektronik kontrolliert bis zu einer festgelegten Drehzahl zur Geschwindigkeitserhöhung ausgenutzt werden um bei geringeren Steigungen oder auf der Ebene eine höhere Fahrgeschwindigkeilt zu erzielen, als bei Nennlast.This can be used to increase the speed up to a set speed via the control electronics in order to achieve a higher driving speed on lower gradients or on level ground than at nominal load.
Durch die elektronische Regeleinrichtung (44) kann ein versehentliches oder mißbräuchliches Überdrehen vermieden werden.The electronic control device (44) can prevent accidental or improper over-tightening.
Das der Erfindung zugrundeliegende System kann auf alle Arten von Fahrrädern angewendet werden, welche auf den Anwendungsfall abgestimmt sein müssen.The system underlying the invention can be applied to all types of bicycles which must be adapted to the application.
-beschleunigtes Überqueren von Gefahrenstellen durch elektrische Anfahrtshilfe -wesentlich erhöhte Bremsleistung durch die zusätzliche Generatornutzbremsung -die verkürzten Speichen im Nabenmmotorvorderrad sorgen zusätzlich für mehr Steifigkeit und Stabilität des Vorderrades-accelerated crossing of dangerous areas thanks to electric starting assistance -significantly increased braking performance thanks to the additional generator braking -the shortened spokes in the hub motor front wheel also ensure more rigidity and stability of the front wheel
-Nebenansschlüsse fur die Zweiradbeleuchtung ermöglichen den Einsatz eines wesentlich stärkeren Frontscheinwerfers und Schlußlichts auch im Stand für längere Zeit -der annähernd geräuschlose Elektroantrieb ermöglicht eine weit bessere akustische Erfassung von Gefahrenmomenten, als bei geräuschstarken Verbrennungsmotorantrieben -Vermeidung de Hin- und Herpendeins bei Steigungsfahrten durch Elektroantrieb -Verkehrsberuhigung im Alltagsnahverkehr durch weniger Personenkraftwagen bei Breitennutzung der Erfindung-Additional connections for the two-wheeler lighting enable the use of a much stronger headlight and tail light even when stationary for longer periods of time -The almost noiseless electric drive enables a much better acoustic detection of dangerous moments than with noisy combustion engine drives -Avoidance of back and forth swinging when driving uphill thanks to the electric drive -Traffic calming in everyday local traffic thanks to fewer passenger cars with widespread use of the invention
Legende für ein Ausfuhrungsbeispiel mit den arabisch bezifferten Details in TextLegend for an example with the Arabic numbered details in text und Zeichnungen:and drawings:
(1) -Vorderradgabel des Fahrrades / Mountain-Bikes(1) -Front fork of the bicycle / mountain bike
(2) -flanschförmige Speichenaufhahmen auf der Rotortroramel(2) -flange-shaped spoke holders on the rotor ram
(3) -Bohrungen für Speichen(3) -Holes for spokes
(4) Radnabenaufnahme der Vorderradgabel(4) Front fork hub mount
(5) zentrische Bohrung durch die Hohlwelle(5) centric bore through the hollow shaft
(6) exzentrisch auf beiden Hohlwellenteilen (8;9) angeordnete Wellenenden(6) shaft ends arranged eccentrically on both hollow shaft parts (8;9)
(7) Rotortrommel (rotierender Aussenkörper)(7) Rotor drum (rotating outer body)
(8) Rotorlagerbuchse(8) Rotor bearing bush
(9) Hohlwelle(9) Hollow shaft
(10) Paßscheibe DIN 988-14X20X1(10) Shim washer DIN 988-14X20X1
(11) Paßscheibe DIN 988-10X16X1(11) Shim washer DIN 988-10X16X1
(12) Paßscheibe DIN 988-20X28X0,8(12) Shim washer DIN 988-20X28X0.8
(13) Sicherungsring DIN 471-20X1,2(13) Retaining ring DIN 471-20X1,2
(14) Rotortrommellager (Wälzlager radial und axial belastbar;staub-und wasserdicht)(14) Rotor drum bearings (rolling bearings capable of bearing radial and axial loads; dust and watertight)
(15) Rotorzahnrad (aussenverzahntes Stirnrad; m=l; z=100;d=100mm;b=7mm)(15) Rotor gear (externally toothed spur gear; m=l; z=100;d=100mm;b=7mm)
(16) Elektromotor (Gleichstromreihenschlußmotor; polumschaltbar;IP 65)(16) Electric motor (DC series motor; pole-changing; IP 65)
(17) Motorzahnrad (aussenverzahntes Stirnrad; m=l; z=55; d=55mm; b=7mm)(17) Motor gear (externally toothed spur gear; m=l; z=55; d=55mm; b=7mm)
(18) Verbindungszahnrad (aussenverzahntes Stirnrad; m=l; z=55;d=55mm;b=7mm)(18) Connecting gear (externally toothed spur gear; m=l; z=55;d=55mm;b=7mm)
(19) Übersetzungszahnrad (aussenverzahntes Stirnrad; m=l; z=10; d=10mm;b=r7mm)(19) Transmission gear (externally toothed spur gear; m=l; z=10; d=10mm;b= r 7mm)
(20) Einrücklagerhebel(20) Engagement bearing lever
(21) Lagerbolzen(21) Bearing bolt
(22) Lagerbolzen fur Einrücklagerhebel(22) Bearing bolt for engagement bearing lever
(23) Umlenkhebel für Schaltantrieb(23) Reversing lever for switching drive
(24) Lagerbolzen für Umlenkhebel(24) Bearing bolt for reversing lever
(25) Befestigungsbolzen für Vorspannfeder(25) Fixing bolt for preload spring
(26) Vorspannfeder(26) Preload spring
(27) Gewindespindel TR8X2(27) Threaded spindle TR8X2
(28) Gewindebüchse TR8X2 mit Aussenverzahnung wie Ritzel von DC-Servomotor(28) Threaded bush TR8X2 with external teeth like pinion of DC servo motor
(29) bürstenloser DC-Servomotor(29) brushless DC servo motor
(30) Aufhahmehalterung für Schaltantrieb(30) Mounting bracket for switching drive
(31) Zahnriemen für Schaltantrieb(31) Timing belt for gearshift drive
(32) Befestigungsschrauben für Aufhahmehalterung(32) Mounting screws for mounting bracket
(33) Motoranschlußstecker(33) Motor connector
(34) Akkumulatorenanschlußstecker(34) Battery connector
(35) Akkumulatoren(35) Accumulators
(36) Verriegelunlgsverschlüsse(36) Locking fasteners
(37) Lagerbolzen für Verriegelungsverschlüsse(37) Bearing bolts for locking locks
(38) Befestigungsbolzen für Trage-/Entriegelgurt(38) Fastening bolt for carrying/unlocking strap
(39) Trage-/Entriegelgurt(39) Carrying/unlocking strap
(40) Gepäckträgerrohrrahmen(40) Luggage carrier tube frame
(41) Rückstellfedern für Verriegelungsverschlüsse(41) Return springs for locking devices
(42) Befestigungshaken der Akkumulatoren(42) Battery mounting hooks
(43) Elektroantrieb komplett mit allen Einzelteilen(43) Electric drive complete with all individual parts
(44) elektronische Regeleinrichtung(44) electronic control device
(45) Wälzlager für Verbindungs- und Übersetzungszahnrad(45) Rolling bearings for connecting and transmission gears
(46) Endschalter für Schaltantrieb(46) Limit switch for switching drive
(47) Schnellmontagekabelsatz(47) Quick assembly cable set
(48) Sicherungsscheibe DIN 6799-5(48) Lock washer DIN 6799-5
FIG. 1 -Seitenansicht des Elektroantriebs in der Nabenaufnahme der Vorderradgabel FIG. 2 -Vorderansicht des Elektroantriebs in der Nabenaufnahme der Vorderradgabel FIG.3 -Vorderansicht des Elektroantriebs (Rotortrommel geschnitten dargestellt) FIG.4 -Seitenansicht des Schaltantriebs (Getriebe freigeschaltet, Rotortrommel geschnitten) FIG.5 -Seitenansicht des Schaltantriebs (Getriebe zugeschaltet, Rotortrommel geschnitten) FIG.6 -Seitenansicht des Elektromotors (zahnradseitig) FIG.7 -Vorderansicht des ElektromotorsFIG. 1 -Side view of the electric drive in the hub mount of the front wheel fork FIG. 2 -Front view of the electric drive in the hub mount of the front wheel fork FIG.3 -Front view of the electric drive (rotor drum shown cut away) FIG.4 -Side view of the switching drive (gearbox unlocked, rotor drum cut away) FIG.5 -Side view of the switching drive (gearbox engaged, rotor drum cut away) FIG.6 -Side view of the electric motor (gear side) FIG.7 -Front view of the electric motor
FIG.8 -Seitenansicht des Elektromotors (Steckerseitig) FIG.9 -Hinteransicht der Akkumulatorenschnellbefestigung (in verriegelter Stellung) FIG. 10-Hinteransicht der Akkumulatorenschnellbefestigung (in entriegelter Stellung) FIG. 11 -Draufsicht der Akkumulatorenschnellbefestigung (verriegelt) FIG. 12-Ausführungsbeispiel in Gesamtdarstellung (Seitenansicht)FIG.8 -Side view of the electric motor (plug side) FIG.9 -Rear view of the quick-release battery fastening (in locked position) FIG. 10-Rear view of the quick-release battery fastening (in unlocked position) FIG. 11 -Top view of the quick-release battery fastening (locked) FIG. 12-Exemplary design in overall view (side view)
Motorart: Gleichstromreihenschlußmotor, polumschaltbar (für Zwei-Quadranten-Stromrichter oder Gleichstromsteller- Antrieb und Nutzbremsung im Rechtslauf). Motor type: DC series motor, pole-changing (for two-quadrant converter or DC chopper drive and regenerative braking in clockwise rotation).
Motordaten:Engine data:
Nennspannung: Uk = 24V DC Nominal voltage: Uk = 24V DC
Nennleistung: Pn = 800W kurzzeitige Maximalleistung: Pmsx = lOOOW Nominal power: Pn = 800W Short-term maximum power: P msx = lOOOW
Nenndrehzahl: &eegr;&khgr; = 1550min"1 Rated speed: &eegr;&khgr; = 1550min" 1
Maximaldrehzahl: nmax = 2400min"1 Maximum speed: n m ax = 2400min" 1
Nennmoment: Ms = 8Nm Nominal torque: Ms = 8Nm
Anzugsmoment: Ma = 15Nm Tightening torque: Ma = 15Nm
sonstige Motoreigenschaften: -Schutzart IP64/65
-elektrothermischer Überlastschutz -eingebauter Tachogenerator -elektronische !Commutation
-Betriebsart Dauerbetrieb
-Temperaturbereich -30°C...+85°C Other motor properties: -Protection class IP64/65
-electrothermal overload protection -built-in tachogenerator -electronic commutation -continuous operation mode
-Temperature range -30°C...+85°C
Legende zu den verwendeten Formelzeichen und Indizes:Legend for the symbols and indices used:
G = Gesamtgewichtskraft (Benutzer, Fahrrad, Nutzlast) Fg- HangabtriebskraftG = total weight force (user, bicycle, payload) Fg- slope force
vb - Fahrgeschwindigkeit im Antriebsfall vb - Driving speed in drive case
P/nee/? = mechanische Leistung bei Fg und &ngr; &bgr; = am Rad wirksames Drehmoment = am Rotor wirksames Drehmoment (= P/nee/? = mechanical power at Fg and ν β = effective torque at the wheel = effective torque at the rotor (=
= Drehmoment Elektromotor nRad = Raddrehzahl
n.Rot = Rotordrehzahl (=nRad)
&pgr;&lgr;/&ogr;? = Motordrehzahl
i = Übersetzungsverhältnis 1Z-MOt = Zähnezahl Motorzahnrad
'Z.Rot = Zähnezahl Rotorzahnrad
TRad = Radius Vorderrad
&eegr; = Wirkungsgrad Motor
Uw — Nennspannung Motor Im = Nennstrom Motor = Torque electric motor n Wheel = Wheel speed
n.Rot = rotor speed (=nR a d) πλ/ω? = motor speed
i = gear ratio 1 Z-MOt = number of teeth on motor gear 'Z.Rot = number of teeth on rotor gear TRad = radius of front wheel
η = Motor efficiency
Uw – rated motor voltage Im = rated motor current
T = Einschaltdauer Motorbetrieb Ca = Kapazität der Akkumulatoren Anwendungsfall Steigungsfahrt: Steigung 20% ; G = 1300N ; &eegr; = 0,8T = duty cycle of engine operation Ca = capacity of the accumulators Application case: gradient 20%; G = 1300N; η = 0.8
_ 1300^x2^_ 1300^x2^
10,2m10.2m
h = erklommene Höhe s = gefahrene Streckeh = height climbed s = distance travelled
?,„ech= T[XPmZK= 0,SX 1000W= SOOW Der Rollwiderstand und der Luftwiderstand sind hier vernachlässigt! ?,„ech= T[XPmZK= 0,SX 1000W= SOOW The rolling resistance and the air resistance are neglected here!
,, _ Pmecb _ 800 W _ ,, _ Pmecb _ 800 W _
vs 3,138&ggr; _ ^ g;n? ' -Of) 'vs 3,138&ggr; _ ^ g;n? ' -Of) '
nRad 2XiOO-KJ 2&khgr;&pgr;&khgr;&Ogr;,3325/&eegr; ''"3^* ^ min _ SOOW _ nRad 2XiOO-KJ 2&khgr;&pgr;&khgr;&Ogr;,3325/&eegr;''" 3 ^* ^ min _ SOOW _
_ O/l_ O/l
- 84'- 84 '
= 10 x 10 = 100 MMot = TqX Mr0, = J5 x 84,767A^m = 8,4167Nm = 10 x 10 = 100 M Mo t = TqX Mr 0 , = J 5 x 84,767A^m = 8, 4167Nm
Der Motor muß im Anwendungsbeispiel ein Drehmoment von ca.8,5Nm erbringen. Da das Anzugsmoment bei 15Nm liegt, genügt der Motor den Anforderungen.In the application example, the motor must produce a torque of approx. 8.5 Nm. Since the tightening torque is 15 Nm, the motor meets the requirements.
Motorstrom im Anwendungsfall:Motor current in application:
T — p™* — JOO(W _ /M 7 &lgr; i-Uot— uN - 24K -^&iacgr;'&Lgr; Ca = 44Ah T— p ™* — JOO(W _ /M 7 &lgr;i-Uot— u N - 24K -^&iacgr;'&Lgr; Ca = 44Ah
1 luo,~ 41,7/1 - 1 luo,~ 41,7/1 -
Das bedeutet, daß der Motor im Anwendungsbeispiel eine Stunde lang bei 20% Steigung benutzt werden kann.This means that in the application example the motor can be used for one hour at a 20% gradient.
Da jedoch in der Praxis kaum so lange Steigungen zu bewältigen sind und der Akkumulator bei Bergabfahrten wieder teil geladen wird, sowie bei ebener Strecke auf den Tretkurbelantrieb zurückgegriffen werden kannn, erhöht sich die Betriebsdauer um ein Vielfaches.However, in practice, it is rare to have to overcome such long inclines and the battery is partially recharged when going downhill and the pedal crank drive can be used on flat terrain, so the operating time is increased many times over.
Anwendungsbeispiel bei Maximalbelastung:Application example at maximum load:
G =1500N ; MMot = MA = 15Nm ; Ymech = 800W; Steigung 30% s= 10,44m ;h = 3mG = 1500N ; M Mot = M A = 15Nm ; Ymech = 800 W ; Gradient 30% s= 10.44m ;h = 3m
= 431^= 431^
M.Rad = i x MMot = 10x15Nm = 15OiVm M.Rad = ix MMot = 10x1 5Nm = 15OiVm
Pmech 800 W &eegr; 0/(QoJ. _ Cfl Cp 1 Pmech 800 W η 0/(QoJ. _ Cfl Cp 1
minmin
Vs = 2&khgr;&pgr;&khgr;«&Agr;«/xr^arf = 2 &khgr;&pgr;&khgr; O9 8488ix0,3325w=l,77f = 6,384^Vs = 2&khgr;&pgr;&khgr;«&Agr;«/xr^arf = 2 &khgr;&pgr;&khgr; O 9 8488ix0,3325w=l,77f = 6,384^
Bei maximaler Gesamtgewichtskraft und 30% Steigung erreicht der Motor eine Fahrgeschwindigkeit von 6,384 km/h.At maximum total weight and 30% gradient, the engine reaches a driving speed of 6.384 km/h.
Geschwindigkeit bei Nenndrehzahl des Motors:Speed at rated engine speed:
&eegr; a,«/ = Jq x riMot = J0-XnK = 2,5833jη a,«/ = Jq x riMot = J 0 -XnK = 2. 5833j
5,34? = 19,43^5.34? = 19.43^
Das heißt der Motor erbringt bei Nenndrehzahl eine Fahrgeschwindigkeit von ca. 20km/h. Bei geringerem Lastmoment, zum Beispiel Steigungsfahrten mit geringer Steigung oder auf der Ebene, überschreitet der Motor bauartbedingt seine Nenndrehzahl, was kontrolliert durch eine elektronische Regeleinrichtung, bis zu einer festgelegten Drehzahl zur Geschwindigkeitserhöhung ausgenutzt werden kann.This means that the motor achieves a driving speed of around 20 km/h at rated speed. At lower load torques, for example when driving uphill with a slight gradient or on level ground, the motor exceeds its rated speed due to its design, which can be used to increase the speed up to a specified speed, controlled by an electronic control device.
maximale Fahrgeschwindigkeit:maximum driving speed:
2x;txO,3325m ~ ä ' ^ *2x;txO,3325m ~ ä ' ^ *
nmax = z x nRadmax = 10 x 239,33-±- = 2393,n m ax = zx n Radmax = 10 x 239.33-±- = 2393,
mmmm
Somit erreicht der Motor bei seiner festgelegten Maximaldrehzahl von 2400-^ eineThus, at its specified maximum speed of 2400-^ the engine achieves a
° ° min ° ° min
Fahrgeschwindigkeit von 30km/h.Driving speed of 30km/h.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29706743U DE29706743U1 (en) | 1996-11-22 | 1997-04-15 | Bicycle or mountain bike with electric motor |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29620330 | 1996-11-22 | ||
| DE29706743U DE29706743U1 (en) | 1996-11-22 | 1997-04-15 | Bicycle or mountain bike with electric motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29706743U1 true DE29706743U1 (en) | 1998-01-02 |
Family
ID=8032315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29706743U Expired - Lifetime DE29706743U1 (en) | 1996-11-22 | 1997-04-15 | Bicycle or mountain bike with electric motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29706743U1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19952580A1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Egon Schmid Fa | Bicycle with at least one drive wheel which has gear change on axle around which rotates flange ring esp. spoke flange ring. The gear change can be chain type or hub type |
| DE10127769A1 (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-19 | Wingenbach Martin | Auxiliary electrical drive for bicycle has output shaft of electric motor supplied from electrical storage device and coupled to rear wheel hub via planetary gear with three gear stages |
| EP2272743A3 (en) * | 2002-03-29 | 2011-08-03 | Tai-Her Yang | A device for externally rotary drive of offset motor |
| DE102010008951A1 (en) * | 2010-02-23 | 2011-08-25 | Fa. Horst Karcher, 75217 | Bicycle i.e. electrical bicycle, has accumulator supplying power to electromotor, and frame comprising crossbar under which rear wheel is equipped and is arranged in accumulator, where crossbar is provided with bicycle saddle |
| DE102010009649A1 (en) | 2010-03-02 | 2011-09-08 | Karlheinz Nicolai | Electric auxiliary drive for vehicle, particularly bicycle, comprises foot pedal drive with two foot pedals arranged on bottom bracket shaft, and electrically driven motor arranged near bracket shaft |
-
1997
- 1997-04-15 DE DE29706743U patent/DE29706743U1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980212 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010215 |
|
| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20031031 |