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DE102015108958A1 - Hinterrad-Baueinheit eines Zweirades - Google Patents

Hinterrad-Baueinheit eines Zweirades Download PDF

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DE102015108958A1
DE102015108958A1 DE102015108958.0A DE102015108958A DE102015108958A1 DE 102015108958 A1 DE102015108958 A1 DE 102015108958A1 DE 102015108958 A DE102015108958 A DE 102015108958A DE 102015108958 A1 DE102015108958 A1 DE 102015108958A1
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rear wheel
battery
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wheel assembly
component housing
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Beschrieben und dargestellt wird eine Hinterrad-Baueinheit eines Zweirades mit elektromotorischem Hilfsantrieb mit einer Tragachse, die die Baueinheit an einem Zweiradrahmen festlegt, mit einem um die Tragachse herum angeordneten, in Bezug auf die Tragachse rotationslos gehaltenen Komponentengehäuse, mit Antriebskomponenten, insbesondere Getriebe und/oder Hilfsmotor, die innerhalb des Komponentengehäuses gelagert sind, mit einer an der Tragachse rotativ gehaltenen Radnabe, welche mittels Zwischenbauteilen, wie Speichen, eine Felge und einen Reifen trägt und mit einem ringförmigen Spalt zwischen Radnabe und Komponentengehäuse, wobei innerhalb des ringförmigen Spaltes eine Akkueinheit angeordnet ist, die der Spannungsversorgung des elektromotorischen Hilfsantriebes dient.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hinterrad-Baueinheit eines Zweirades mit elektromotorischem Hilfsantrieb, mit einer drehfesten Tragachse, die die Baueinheit an einem Zweiradrahmen festlegt, mit einem um die Tragachse herum angeordneten, in Bezug auf die Tragachse drehfest gehaltenen Komponentengehäuse, mit Antriebskomponenten, insbesondere Getriebe und/oder Hilfsmotor, die innerhalb des Komponentengehäuses gelagert sind, mit einer an der Tragachse rotativ gehaltenen Radnabe, welche mittels Zwischenbauteilen, wie Speichen, eine Felge und einen Reifen trägt, mit einem ringförmigen Spalt zwischen Radnabe und Komponentengehäuse.
  • Es ist aus dem druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik bekannt, Zweiräder mit elektrischen Hilfsmotoren zu versehen. Diese auch als Pedelec bezeichneten Fahrräder verfügen zur Spannungsversorgung des Hilfsantriebs über einen Akku, die am Fahrradrahmen angeordnet ist. Dabei haben sich verschiedene Positionen für den Akku als geeignet erwiesen. Bei einer Anzahl von Rahmentypen sitzt der Akku auf dem sogenannten Unterrohr auf, wobei häufig ein unterrohrparalleles zweites Rohr oberhalb des Akkus angeordnet ist, um so eine Akkuhalterung zu bilden. In Abweichung von dieser Befestigungsart gibt es Fahrradrahmen, bei welchen der Akku zwischen Sitzrohr und Hinterbau befestigt ist. Um dies zu ermöglichen, ist jedoch der Hinterbau des Rahmens zu verlängern. Schließlich ist es bekannt, den Akku unterhalb des Gepäckträgers anzuordnen, wofür ebenfalls Anpassungen am Rahmen bzw. am Gepäckträger erforderlich sind.
  • Der Stand der Technik bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Da die Akkus ein nicht unerhebliches Gewicht aufweisen, sind die Fahrradrahmen zur Aufnahme der Akkus an den verschiedenen, vorbeschriebenen Montagepositionen angepasst zu fertigen. Die Anordnung der Akkus, gleich ob am Unterrohr, hinter dem Sitzrohr oder unter dem Gepäckträger beeinflusst den Radschwerpunkt negativ. Die Leitungsführung vom Akku zum Hilfsmotor muss bei der Konstruktion und der Auslegung des Fahrradrahmens berücksichtigt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Lösung vorzuschlagen, die den Nachteilen des Standes der Technik begegnet.
  • Gelöst wird die Erfindung von einer Hinterrad-Baueinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit dessen kennzeichnenden Merkmalen, wonach innerhalb des ringförmigen Spaltes eine Akkueinheit angeordnet ist, die der Spannungsversorgung des elektromotorischen Hilfsantriebes dient.
  • Wie dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu entnehmen ist, geht die Erfindung von einer besonderen Hinterrad-Baueinheit aus, deren hervorstechendes Merkmal ein hinsichtlich der Tragachse rotationslos gehaltenes Komponentengehäuse ist. Das hinsichtlich der Tragachse rotationslos gehaltene Komponentengehäuse impliziert auch, dass dieses Gehäuse in Hinblick auf den Zweiradrahmen rotationslos gehalten ist und man deshalb von einem feststehenden Komponentengehäuse sprechen kann.
  • Solche Hinterrad-Baueinheiten sind in den prioritätsälteren, jedoch bislang nicht veröffentlichten Anmeldungen DE 10 2014 117 137 , DE 10 2014 117 138 , DE 10 2014 117 140 und DE 10 2015 106 564 offenbart. Neben dem rotationslos gehaltenen Komponentengehäuse ist diesen Hinterrad- Baueinheiten gemein, dass innerhalb des Komponentengehäuses eine Antriebsanordnung gehalten ist, die ein stufenlos schaltbares Hauptgetriebe und bevorzugt zumindest ein weiteres Getriebe mit fester Übersetzung aufweist. Zudem ist in den vorgenannten Druckschriften dargestellt, dass die Hinterrad-Baueinheiten elektrisch betriebene Hilfsmotoren in verschiedenen Ausgestaltungen aufweisen können. Insbesondere ist vorgesehen, kleinbauende Elektromotoren ebenfalls innerhalb des Komponentengehäuses vorzusehen.
  • Das rotationslos gehaltene Komponentengehäuse bietet die Voraussetzung dafür, außenumfänglich eine Akkueinheit vorzusehen, die der Spannungsversorgung des Elektromotors dient.
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindungslösung ist zunächst darin zu sehen, dass die üblicherweise verwendeten Rahmen für Fahrräder ohne Hilfsmotor auch für den Aufbau sogenannter Pedelecs verwendet werden können. Eine spezielle Anpassung des Zweiradrahmens zur Halterung der Akkueinheit ist nicht mehr erforderlich.
  • Da die Breite der Hinterrad-Baueinheit die gängigen Standardmaße nicht überschreitet, ist es nicht einmal erforderlich, den Hinterbau des Fahrradrahmens anzupassen.
  • Im Hinblick auf die Handhabung und den Fahrkomfort ist es von wesentlicher Bedeutung, dass der Schwerpunkt durch die Anordnung der Akkueinheit um die Tragachse herum positiv verändert wird. Bei den üblichen Fahrradrahmen stellt die Tragachse des Hinterrades den tiefstmöglichen sinnvoll nutzbaren Anordnungsbereich dar. Die Beeinflussung des Schwerpunktes des Rades durch den Akku wird so weitestgehend optimiert.
  • In dem die Gewichtskraft des Akkus ausschließlich auf das Hinterrad wirkt, über welches der Vortrieb des Zweirades realisiert wird, lässt sich die Traktion auf schwierigen Untergründen wesentlich verbessern.
  • Die Anordnung des Akkus in unmittelbarer Nähe zum Motor erlaubt kürzeste Wege für die Kabelverlegung. Die Anschlusskabel können vollkommen unsichtbar vom Akku durch die Wand des Komponentengehäuses zum im Gehäuse angeordneten Elektromotor geführt werden. Dies ist nicht nur hinsichtlich der Kabelführung vorteilhaft sondern eliminiert auch jegliche optische Störeinflüsse, die bei den bislang üblichen Bauformen für Pedelecs durch entweder offene Kabelführung oder Ein- und Ausführöffnungen für Kabel im Rahmen entstehen.
  • Schließlich erreicht die Erfindung – sofern der Elektromotor sowie die Getriebekomponenten innerhalb des Gehäuses die Hinterrad-Baueinheit angeordnet sind, eine einfache Lösung zur Nachrüstung eines jeden beliebigen Fahrrades mit einem Hilfsantrieb durch einfaches Austauschen des Hinterrades.
  • Akkus größerer Leistung werden aus Einzelzellen zusammengesetzt, die bei der vorliegenden Erfindung in einem zumindest teilringförmigen Akkugehäuse mit einem offenen Ringausschnitt angeordnet sind. Wenn der Öffnungswinkel des teilringförmigen Akkugehäuses dem Winkel zwischen der Hinterbauoberstrebe und dem Hinterbauunterrohr nahe kommt, lässt sich die Akkueinheit ohne Demontage des Hinterrades zu Wartungs- oder Ladezwecken aus der Hinterrad-Baueinheit entfernen. Hierzu können geeignete Rastverbindungen zwischen Komponentengehäuse und Akkugehäuse vorgesehen sein. Es ist jedoch in jeder Hinsicht vorteilhaft, wenn die Akkueinheit durch einen Schließmechanismus gegen Diebstahl geschützt ist. So kann der gesamte, von den Hinterbaustreben nicht blockierte Raum für einen einfach zu entnehmenden Akku genutzt werden.
  • Es ist jedoch von Vorteil, wenn bei einem teilringförmigen Akkugehäuse der offene, zellenfeie Ringausschnitt hinsichtlich einer Aufstandsfläche des Hinterrades oben angeordnet ist, wodurch der Schwerpunkt weiter sinkt. Sollte gemäß vorangegangenem Vorschlag das Akkugehäuse entfernbar gehalten sein, wäre zwischen Komponentengehäuse und Akkugehäuse ein Schwenk- bzw. Drehlager vorzusehen, welches eine entsprechende Lageveränderung gewährleistet.
  • In dem durch den offenen Ringausschnitt definierten Freiraum kann ein separates Gehäuse für eine Steuereinheit vorgesehen sein.
  • Es ist aber auch daran gedacht, das Akkugehäuse vollringförmig auszubilden. Sofern aus Gewichts oder Kapazitätsgründen das ringförmige Akkugehäuse lediglich teilweise mit Einzelzellen gefüllt ist, soll gemäß Vorschlag der Erfindung der ungefüllte Leerraum bezüglich einer Aufstandsfläche des Hinterrades oben angeordnet sein. Dies verbessert auch bei dieser Ausführungsform die Schwerpunktlage.
  • Der Leerraum kann genutzt werden, um eine Steuereinheit für den Hilfsmotor aufzunehmen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Akkueinheit und Komponentengehäuse und zwischen Akkueinheit und Radnabe ein Belüftungsspalt angeordnet ist, insbesondere wenn die Radnabe innenumfänglich Luftleitrippen angeordnet sind, welche bei Rotation der Radnabe einen Kühlluftstrom entlang des Belüftungsspaltes erzeugen.
  • Auf diese Weise wird eine effektive Kühlung der Akkueinheit einerseits aber auch der in dem Komponentengehäuse angeordneten Antriebsbauteile gewährleistet.
  • Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Radnabe nahe des Nabenzentrums Belüftungsöffnungen aufweist, durch welche ein Kühlluftnebenstrom entlang eines Zwischenraumes zwischen Komponentengehäuse und Radnabe geführt ist. Um die Kühlung des Komponentengehäuses weiter zu verbessern.
  • Eine alternative Ausführungsform sieht vor, ein teilkreisförmiges Batteriegehäuse mit einem Teilkreisumfang von etwa 200° bis 240° zu nutzen. Dies kann im Ringspalt zwischen Komponentengehäuse und Radnabe unterhalb der Hinterbauunterstrebe angeordnet sein, und ist somit jederzeit leicht zu Ladezwecken entnehmbar.
  • Denkbar ist es auch, die Akkueinheit durch mehrere Akkugehäuse zu bilden. Hier bietet es sich beispielsweise an, zwei Akkugehäuse mit einem Umfangswinkel von jeweils etwa 150° zu nutzen. Diese können nacheinander in den Ringspalt eingesetzt werden, wobei das erste Akkugehäuse sodann im Ringspalt an seinen Einbauort zu bewegen ist. Daraufhin wird dann das zweite, teilkreisförmige Gehäuse mit einem Umfangswinkel von etwa 150° in den Ringspalt eingesetzt.
  • Nutzt man – gleich, ob durch mehrere oder lediglich ein Batteriegehäuse – lediglich einen Teilkreisabschnitt des Ringspaltes für die Anordnung der Akkueinheit, verbleibt Raum für ein Steuereinheiten-Gehäuse. In einem solchen separaten Gehäuse, welches im Ringspalt angeordnet ist, kann die Steuereinheit für den Hilfsmotor angeordnet sein. Im voran genannten, bevorzugten Ausführungsbeispiel mit zwei Akkugehäusen von jeweils etwa 150° Umfang verbleibt Raum für ein Steuereinheiten-Gehäuse mit einem Teilkreisumfang von etwa 60°.
  • Weitere Vorteile sowie ein besseres Verständnis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
  • 1: Die Teilansicht eines Fahrrades, Ansicht auf das Hinterrad;
  • 2: eine Ausschnittsvergrößerung gemäß II in 1;
  • 3: eine erste Abwandlung der Teilansicht gemäß Ausschnittskreis II in 1;
  • 4: eine zweite abgewandelte Teilansicht gemäß Ausschnittskreis II in 1;
  • 5: Darstellung einer Akkueinheit in einer ersten Ausführungsform;
  • 6: Darstellung einer Akkueinheit in einer zweiten Ausführungsform;
  • 7: eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie VII-VII in 2.
  • In den Figuren ist eine Hinterrad-Baueinheit insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen.
  • In 1 ist die Hinterrad-Baueinheit 10 im Hinterbau 11 eines Fahrrades 12 eingesetzt, welches in 1 teilweise dargestellt ist.
  • Das Fahrrad 12 verfügt über einen Fahrradrahmen, dessen Hinterbau 11 durch eine Hinterbauoberstrebe 13 bzw. ein Hinterbauoberrohr 13 eine Hinterbauunterstrebe 14 bzw. ein Hinterbauunterrohr 14 und das Sitzrohr 15 gebildet ist. Das hintere Ritzel und die vom Kurbelantrieb zum Ritzel verlaufende Kette wurde der besseren Übersichtlichkeit wegen weggelassen.
  • Die Hinterrad-Baueinheit 10 umfasst zunächst einen Reifen 16, der auf einer Felge 17 angeordnet ist. Die Felge 17 ist über Speichen 18 an einer Radnabe 19 (siehe 7) angeschlagen. Hierzu trägt die Radnabe 19 jeweils zwei flanschartige Speichenkränze 20.
  • Die Radnabe 19 ist in etwa glockenförmig oder topfartig ausgestaltet und ist an einer drehfesten Tragachse 21 der Hinterrad-Baueinheit 10 über Lager 34 drehbar angeordnet. Die in etwa glockenförmig bzw. topfartig ausgebildete Radnabe 19 verfügt über einen Aufnahmeraum, innerhalb dessen ein Komponentengehäuse 22 auf der Tragachse 21 gehalten ist. Zwischen dem Komponentengehäuse 22 und der Radnabe 19 verbleibt ein Ringspalt, innerhalb dessen eine zumindest teilringförmige Akkueinheit 23 befindlich ist.
  • Die Akkueinheit 23 dient der Spannungsversorgung eines innerhalb des Komponentengehäuses 22 angeordneten elektrischen Hilfsmotors, der der Antriebsunterstützung des Zweirades 12 dient. Innerhalb des Komponentengehäuses kann ein stufenlos oder gestuft schaltbares Hauptgetriebe angeordnet sein, mit welchem die Übersetzungsverhältnisse zwischen An- und Abtrieb veränderbar sind. Auch sind weitere, nicht schaltbare Übersetzungen im Komponentengehäuse 22 denkbar, die die durch den Tretkurbelantrieb eingeleiteten Drehzahlen erhöhen, und die Drehzahl eines integrierten Elektromotors zu optimalen Antriebsleistung anpassen. Die vom Kurbelantrieb des Fahrrades eingehende und über die Antriebskomponenten im Komponentengehäuse 22 modifizierte Vortriebskraft wird von einem aus dem Komponentengehäuse 22 austretenden Abtrieb 33 an die Radnabe 19 übergeben. Der Abtrieb 33 ist über Lager 35 drehbar an der Tragachse 21 festgelegt.
  • Zwischen der Akkueinheit 23 und dem Komponentengehäuse 22 einerseits sowie der Radnabe 19 andererseits ist ein erster, U-förmiger Belüftungsspalt 24 vorgesehen. Dieser verläuft von einem komponentengehäusenahen Eintrittspunkt um die Akkueinheit 23 herum zu einem komponentengehäusefernen Austrittspunkt. Ein zweiter Belüftungsspalt 25 kann zwischen Komponentengehäuse 22 und Radnabe 19 ausgebildet sein. Dieser geht dann in den ersten Belüftungsspalt 24 über.
  • Innenumfänglich an der Radnabe 19 befindliche Luftschaufeln erzeugen bei Rotation der Radnabe 19 um das feststehende Komponentengehäuse 22 sowie die feststehende Akkueinheit 23 einen Kühlluftstrom, welcher komponentengehäusenah in den ersten Lüftungsspalt 24 eintritt und radnabennah bzw. komponentengehäusefern aus dem Belüftungsspalt austritt. Dieser Kühlluftstrom ist mit Bezugsziffer 26 bezeichnet.
  • Ist ein zweiter Belüftungsspalt 25 zwischen Komponentengehäuse 22 und Radnabe 19 vorgesehen, so weist die Radnabe 19 tragachsnah Belüftungsbohrungen 27 auf. Auf diese Weise wird ein Kühlluftnebenstrom 28 erzeugt, der der zusätzlichen Kühlung des Komponentengehäuses 22 dient. Das im Kühlluftnebenstrom 28 beförderte Luftvolumen ist jedoch geringer als das des Kühllufthauptstroms 26.
  • Anhand der 2 bis 4 werden drei unterschiedliche Ausführungsformen der Akkueinheit 23 erläutert.
  • In 2 ist die Akkueinheit ein innerhalb des Ringspaltes zwischen Radnabe 19 und Komponentengehäuse 22 voll umfänglich einliegender Ring. Da daran gedacht ist, die Akkueinheit 23 aus standardisierten Einzelzellen 29 zusammenzustellen, umfasst die Akkueinheit 23 hier ein vollringförmiges Akkugehäuses, welches im vorerwähnten Ringspalt einliegt. Sofern das vollringförmige Gehäuse nicht vollständig mit Einzelzellen gefüllt ist, ist es denkbar, den verbleibenden Leerraum beispielsweise zur Unterbringung von Steuerungskomponenten für den Hilfsmotor vorzusehen.
  • Die vollringförmige Akkueinheit 23 gemäß 2 ist gegen Diebstahl durch den Hinterbau 11 gesichert, da sie ohne Demontage der Hinterrad-Baueinheit 10 nicht entnommen werden kann. Das Laden der Akkueinheit 23 in 2 erfolgt am Fahrrad 12 durch geeignete Konnektoren.
  • Es ist jedoch denkbar, eine abweichend von diesem ersten Ausführungsbeispiel ausgestaltete Akkueinheit 23a vorzusehen. Eine solche zweite, abweichende Ausführungsform ist in 4 vorgesehen. Die Dortige Akkueinheit ist lediglich teilringförmig ausgebildet und weist einen Umfangswinkel von etwa 200° bis 240° auf. Eine solche teilringförmige Akkueinheit 23a ermöglicht es, außerhalb des vom Hinterbau 11 eingeschlossenen Raumes angeordnet zu werden und ist deshalb entnehmbar. Wird das Fahrrad im öffentlichen Raum abgestellt, kann der Akku zur Vermeidung von Diebstahl entnommen werden. Auch erlaubt es eine solche entnehmbare Akkueinheit 23a, das Laden an einem beliebigen Ort vorzunehmen. Deshalb ist der Nutzer nicht auf einen Stromanschluss am Abstellort des Fahrrades angewiesen.
  • In Weiterbildung der Ausführungsform gemäß 4 ist in 3 eine Akkueinheit 23b dargestellt, die aus zwei teilringförmigen Akkugehäusen 30a und 30b besteht. Wie der 3 zu entnehmen ist, ist das Akkugehäuse 30a außerhalb des vom Hinterbau 11 eingeschlossenen Raumes angeordnet und kann deshalb dem Ringspalt zwischen Radnabe 19 und Komponentengehäuse 22 einfach entnommen werden. Das zweite Akkugehäuse 30b ist sodann um die Tragachse 21 herum verschiebbar im Ringspalt angeordnet, und lässt sich ohne weiteres in den nunmehr freien Bereich des ersten Akkugehäuses 30a bewegen. Danach ist dann das zweite Akkugehäuse 30b aus dem Ringspalt zu entfernen.
  • Diese dritte Ausführungsform erlaubt es, eine entnehmbare Akkueinheit 23b zu schaffen, welche das zur Verfügung stehende Volumen des Ringspaltes zwischen Radnabe 19 und Komponentengehäuse 22 zur Schaffung einer möglichst großen Kapazität optimiert ausnutzt, ohne dass die Vorteile der möglichen Entnahme wegfallen. So ist es beispielsweise denkbar, zwei teilringförmige Akkugehäuse 30a/30b von jeweils etwa 180° zu nutzen. Im Ausführungsbeispiel der 3 wurden zwei Akkugehäuse 30a/30b mit einem Umfangswinkel von etwa 150° genutzt.
  • Wie 3 zu entnehmen ist, ist im Ringspalt ein Steuereinheitengehäuse 31 angeordnet, welches den verbleibenden Umfang von etwa 60° einnimmt. Dieses Steuereinheitengehäuse 31 nimmt die Steuerkomponenten für den Hilfsantrieb auf, die somit vorteilhaft in die Hinterrad-Baueinheit 10 integriert sind. Bevorzugterweise ist das Steuereinheitengehäuse 31 fest im Ringspalt angeordnet und bildet so für das zur Montage um die Tragachse 21 herum zu bewegende Akkugehäuse 30b einen Bewegungsendanschlag aus. Es ist jedoch selbstverständlich vorstellbar, dass auch das Steuereinheitengehäuse 31 durch Verschieben innerhalb des Ringspaltes in eine Entnahmeposition bewegbar ist.
  • In 5 ist die Akkueinheit 23 in einer Vollring-Ausgestaltung gemäß 2, also gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt. Das Akkugehäuse 30 dieser Akkueinheit 23 ist mit einer Vielzahl von Einzelzellen 29 gefüllt, die durch entsprechende Verschaltung zur Akkueinheit 23 zusammengeführt sind. Die Einzelzellen 29 sind in einem inneren, tragachsnahen Ring sowie einem äußeren, tragachsfernen Ring angeordnet, wobei die äußeren Einzelzellen 29 gegenüber den inneren Einzelzellen 29 um je eine halbe Teilung versetzt angeordnet sind. Dies reduziert den erforderlichen Durchmesser der ringförmigen Akkueinheit 23. Dargestellt ist eine gerade Anzahl von Einzelzellen 29. Es sind jedoch abweichende Teilungen und Zellzahlen sowie Zellanordnungen möglich. Die konkrete Ausführung wird durch den zur Verfügung stehenden Raum und die gewünschte Akkuleistung bestimmt.
  • Eine zweite, alternative Ausführungsform der Akkueinheit 23 ist in 6 dargestellt. Auch hier ist das Gehäuse mit einer Vielzahl von Einzelzellen 29 gefüllt, die auf innerem und einem äußeren Radius angeordnet sind, wobei auch hier die Anordnung zwischen den inneren und den äußeren Einzelzellen 29 jeweils um eine halbe Teilung versetzt erfolgen kann.
  • Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 5 ist in 6 das Akkugehäuse jedoch nicht vollständig mit Einzelzellen 29 gefüllt, weshalb diese zweite Ausführungsform der Akkueinheit 23 – gleiche Einzelzellen 29 vorausgesetzt – eine geringere Kapazität aufweist.
  • Eine solche Akkueinheit 23 geringerer Kapazität lässt im ringförmigen Akkugehäuse einen Leerraum 32 frei. Wird dieser Leerraum nicht genutzt, so sollte er bevorzugterweise hinsichtlich der Aufstellfläche des Fahrrades oben angeordnet sein, um die Schwerpunktlage des Fahrrades 12 zu optimieren. Alternativ ist es jedoch denkbar, dass dieser Leerraum zur Unterbringung einer Steuerelektronik für den Hilfsmotor genutzt wird.
  • Wie die Erläuterung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zeigt, bringt die Erfindung eine Vielzahl von Vorteilen mit sich. Das um die Tragachse 21 herum angeordnete, feststehende Komponentengehäuse 22 ist in der Lage, einen sich vorteilhaft auf den Schwerpunkt auswirkenden Akku 23 zu halten. Dieser sitzt unmittelbar in der Nähe zu dem in der bevorzugten Ausführungsform innerhalb des Komponentengehäuses 22 angeordneten elektrischen Hilfsmotor, so dass die Kabelführung ausgesprochen kurz gehalten ist.
  • Abgesehen von der Verbesserung des Schwerpunktes des Fahrrades im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen lässt sich die erfindungsgemäße Hinterrad-Baueinheit 10 durch Integration eines vorzugsweise stufenlos schaltbaren Getriebes innerhalb des Komponentengehäuses – zusätzlich zum Hilfsmotor – als komplette Nachrüsteinheit für gewöhnliche Fahrräder nutzen, die durch einfachen Austausch des Hinterrades mit Hilfsantrieb und Akku ausgerüstet werden können. Durch die geschickte Ausbildung der um die Akkueinheit 23 rotierenden Nabe 19 mit innenumfänglichen Luftschaufeln lässt sich eine Kühlung von Komponentengehäuse 22 und Akkueinheit 23 auf einfache Weise realisieren. Es ist denkbar, die Akkueinheit 23 vergleichsweise diebstahlsicher als Vollring innerhalb des Ringspaltes anzuordnen und alternativ wurden Akkueinheiten 23a und 23b vorgestellt, die beispielsweise zu Ladezwecken entnehmbar sind. Es wurde darüber hinaus gezeigt, dass sich im Ringspalt zwischen Radnabe 19 und Komponentengehäuse 22 Raum für die Steuereinheit des Hilfsantriebs schaffen lässt.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Hinterrad-Baueinheit
    11
    Hinterbau
    12
    Fahrrad
    13
    Hinterbauoberstrebe / Hinterbauoberrohr
    14
    Hinterbauunterstrebe / Hinterbauunterrohr
    15
    Sitzrohr
    16
    Reifen
    17
    Felge
    18
    Speichen
    19
    Radnabe
    20
    Speichenkranz
    21
    Tragachse
    22
    Komponentengehäuse
    23/23a/23b
    Akkueinheit
    24
    erster Belüftungsspalt
    25
    zweiter Belüftungsspalt
    26
    Kühlluftstrom
    27
    Belüfungsbohrung
    28
    Kühlluftnebenstrom
    29
    Einzelkette
    30
    Akkugehäuse
    30a
    erstes Akkugehäuse
    30b
    zweites Akkugehäuse
    31
    Steuereinheitengehäuse
    32
    Leerraum
    33
    Abtrieb
    34
    Lager von 19
    35
    Lager von 33
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014117137 [0007]
    • DE 102014117138 [0007]
    • DE 102014117140 [0007]
    • DE 102015106564 [0007]

Claims (10)

  1. Hinterrad-Baueinheit (10) eines Zweirades (12) mit elektromotorischem Hilfsantrieb, – mit einer drehfesten Tragachse (21), die die Baueinheit (10) an einem Zweiradrahmen festlegt, – mit einem um die Tragachse (21) herum angeordneten, in Bezug auf die Tragachse (21) drehfest gehaltenen Komponentengehäuse (22), – mit Antriebskomponenten, insbesondere Getriebe und/oder Hilfsmotor, die innerhalb des Komponentengehäuses (22) gelagert sind, – mit einer an der Tragachse (21) rotierend gehaltenen Radnabe (19), welche mittels Zwischenbauteilen, wie Speichen (18), eine Felge (17) und einen Reifen (16) trägt, – mit einem ringförmigen Spalt zwischen Radnabe (19) und Komponentengehäuse (22), dadurch gekennzeichnet, dass – innerhalb des ringförmigen Spaltes eine Akkueinheit (23/23a/23b) angeordnet ist, die der Spannungsversorgung des elektromotorischen Hilfsantriebes dient.
  2. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkueinheit (23/23a/23b) aus mehreren Einzelzellen zusammengesetzt ist, die in einem zumindest teilringförmigen, im Ringspalt einliegenden Akkugehäuse (30) angeordnet sind, wobei der Umfangswinkel des Akkugehäuses (30) bevorzugt in etwa dem hinterbaufreien Umfangswinkel des ringförmigen Spaltes entspricht.
  3. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Akkueinheit (23/23a/23b) und Komponentengehäuse (22) und zwischen Akkueinheit (23/23a/23b) und Radnabe (19) ein Belüftungsspalt (24) angeordnet ist.
  4. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (19) innenumfänglich Luftleitrippen angeordnet sind, welche bei Rotation der Radnabe (19) einen Kühlluftstrom entlang des Belüftungsspaltes (24) erzeugen.
  5. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radnabe (19) nahe des Nabenzentrums Belüftungsöffnungen aufweist, durch welche ein Kühlluftnebenstrom entlang eines Zwischenraumes zwischen Komponentengehäuse (22) und Radnabe (19) geführt ist.
  6. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bei einem teilringförmigen Akkugehäuse (30) der offene Ringausschnitt siehe vorne, hinsichtlich einer Aufstandsfläche des Hinterrades oben angeordnet ist.
  7. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkugehäuse (30) ringförmig ausgebildet ist, und bei einem mit Einzelzellen lediglich teilgefüllten Akkugehäuse (30) der ungefüllte Leerraum (32) bezüglich einer Aufstandsfläche des Hinterrades oben angeordnet ist.
  8. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Akkugehäuse (30) einen Teilring mit einem Umfangswinkel von 180 Grad ausbildet.
  9. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Ringspalt angeordnete Akkueinheit (23/23a/23b) zwei teilringförmige Akkugehäuse (30a, 30b) mit einem Umfangswinkel ausbildet, der in etwa dem hinterbaufreien Umfangswinkel entspricht.
  10. Hinterrad-Baueinheit (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringspalt ein teilringförmiges Steuereinheitengehäuse (31) mit einem Umfangswinkel von etwa 60 Grad angeordnet ist.
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