(19)
(11)EP 3 118 096 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
18.01.2017  Patentblatt  2017/03

(21)Anmeldenummer: 16179129.8

(22)Anmeldetag:  12.07.2016
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B62K 19/12(2006.01)
B62M 6/40(2010.01)
B62M 6/90(2010.01)
B62K 19/30(2006.01)
B62K 19/34(2006.01)
B62M 6/55(2010.01)
B62K 19/00(2006.01)
H01M 2/10(2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
MA MD

(30)Priorität: 16.07.2015 DE 202015103750 U

(71)Anmelder: ZEG Zweirad-Einkaufs-Genossenschaft eG
50739 Köln (DE)

(72)Erfinder:
  • GEHRING, Hendrik
    50733 Köln (DE)

(74)Vertreter: Althaus, Arndt 
Patentanwälte, Buschhoff Hennicke Althaus Postfach 19 04 08
50501 Köln
50501 Köln (DE)

  


(54)FAHRRADRAHMEN, ENERGIEVERSORGUNGSEINHEIT HIERFÜR UND ELEKTROFAHRRAD HIERMIT


(57) Die Erfingung betrifft einen Fahrradrahmen für Elektrofahrräder, mit einem Elektromotor (5) und mit einer Befestigungseinrichtung zur lösbaren Befestigung einer Energieversorungseinheit am Unterrohr (3), wobei die Befestigungseinrichtung ein Schwenklager (16) für die Energieversorungseinheit als erstes Widerlager und ein zweites Widerlager aufweist. Um bei guter Handhabbarkeit und Montagefreundlichkeit einer Energieversorungseinheit deren sichere Befestigung zu ermöglichen, weist das Unterrohr eine nach unten offene Aufnahmevertiefung für die Energieversorungseinheit auf, wobei zu beiden Seiten der Aufnahmevertiefung Hohlkammern in der Rahmenstrebe gebildet sind, und/oder wobei das zweite Widerlager einen in der Aufnahmevertiefung kippbar gelagerten Riegel (61) mit einem Riegelhaken (65) zum lösbaren Unterfassen eines Riegelzapfens (39) an der Energieversorgungseinheit in einer Riegelstellung des Riegels aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Elektrofahrrad sowie eine Energieversorgungseinheit hierfür.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft einen Fahrradrahmen für Elektrofahrräder, mit mehreren miteinander verbundenen Rahmenstreben, die zumindest ein Unterrohr, ein Sattelrohr und ein Lenkkopfrohr des Fahrradrahmens bilden, mit einem Elektromotor und mit einer Einrichtung zur lösbaren Befestigung einer Energieversorgungseinheit für den Elektromotor am Unterrohr des Fahrradrahmens, wobei die Befestigungseinrichtung für die Energieversorgungseinheit ein Schwenklager für die Energieversorgungseinheit als erstes Widerlager und ein zweites Widerlager aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Energieversorgungseinheit für einen entsprechenden Fahrradrahmen, mit einem Gehäuse mit Unterseite, Rückseite, Deckseite, Vorderseite und Querseiten, mit einer aufladbaren Akkueinheit in einem Gehäuseinnenraum, und mit einer Anschlussbuchse für die Akkueinheit; schließlich betrifft die Erfindung auch ein Elektrofahrrad mit Fahrradrahmen mit integriertem Elektromotor und Energieversorgungseinheit hierfür.

[0002] Elektrofahrräder, teilweise auch Pedelecs oder bei Zulassung für höhere Geschwindigkeiten auch S-Pedelecs genannt, verfügen über einen Elektromotor, der die vom Fahrer über die Tretkurbel erzeugte Antriebskraft unterstützt. Im Normalfall wirken die Elektromotoren nur als Kraftverstärker, und die Kraftunterstützung wird je nach Bauart des Elektrofahrrades auf bestimmte Maximalgeschwindigkeiten von z.B. 25 km/h oder 45 km/h begrenzt. Die Elektromotoren können als Nabenmotor im Vorder- oder Hinterrad oder als Mittenmotor im Bereich des Tretlagers angeordnet werden und für die Elektromotoren ist zur Stromversorgung eine Energieversorgungseinheit vorzusehen, die während der Fahrt mitgeführt werden muss, im Regelfall zur Wiederaufladung demontierbar sein sollte, gut zugänglich sein sollte, das Fahrverhalten des Fahrrades möglichst nicht beeinflussen sollte und zugleich derart sicher am Fahrradrahmen befestigt werden muss, dass sie sich auch bei aufgrund unterschiedlichster Streckenverhältnisse und Fahrverhalten entstehenden Belastungen nicht löst. Eine Energieversorgungseinheit mit aufladbaren Akkueinheiten hat meist ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse, ein Gewicht von bis zu 5 Kilo und ein Volumen von mehreren Litern, wodurch besondere Herausforderungen hinsichtlich des Montageortes und der Montage der Energieversorgungseinheit am Fahrradrahmen des Fahrrades gestellt werden. Eine derzeit im Markt gängige Lösung besteht darin, die Energieversorgungseinheit in den Fahrradgepäckträger oberhalb des Hinterrades zu integrieren und dort in ein Aufnahmefach einzuschieben.

[0003] Aus der DE 20 2011 001 232 U1 ist bekannt, die Energieversorgungseinheit mittels einer mehrteiligen Akkuhalterung am Unterrohr eines Fahrradrahmens zu befestigen, wobei einer der Teile der Akkuhalterung als Basisteil am Fahrradrahmen mittels Schellen fest montiert ist und zugleich elektrisch mit dem Elektromotor verbunden ist. Das zweite Teil wird im Abstand vom ersten Befestigungsteil am Fahrradrahmen befestigt und ist mit einem Schloss mit Schließzapfen versehen, der mit einer Umfangswand einer von beiden vorgenannten Teilen trennbaren Akkuhalterung zusammenwirkt, die am unteren Ende mit einem Positioniervorsprung versehen ist, der ein Verschwenken von Akku und Akkuhalterung bei offenem Schloss relativ zum ersten Teil ermöglicht. Das Verschwenken der Halterung erfolgt zu einer Seite hin quer zur Fahrtrichtung, wobei das Schloss einerseits und ein Griff an der Akkuhalterung andererseits von entgegengesetzten Seiten des Fahrrades gegriffen werden müssen, um den Akku wegzuschwenken und herauszunehmen. Die mehrteilige Akkuhalterung lässt sich alternativ auch am Sattelrohr oder am Gepäckträger anbringen.

[0004] Aus der DE 10 2010 032 720 A1 ist es bekannt, die Rahmenstreben der Elektrofahrräder derart zu formen, dass die Akkumulatoren im Innern der Rahmenstreben angeordnet und dort formschlüssig gehalten werden können.

[0005] Aus der DE 10 2011 005 520 A1 ist ein Zweiradahmen bekannt, bei welchem das Unterrohr aus wenigstens drei getrennten Streben besteht, die zumindest abschnittsweise nebeneinander und voneinander beabstandet verlaufen, um einen Aufnahmeraum für eine Energieversorgungseinheit zwischen den Rahmenstreben des Unterrohrs zu schaffen. Die Ausgestaltung ist derart getroffen, dass die Energieversorgungseinheit von unten an einer oberen Strebe des mehrteiligen Unterrohrs befestigt wird. Die beiden seitlichen Streben des Unterrohrs werden partiell nach außen gebogen, um den notwendigen Bauraum zur Aufnahme der Energieversorgungseinheit zu schaffen. Hierdurch wird das Unterrohr vergleichsweise breit und die seitlichen Streben können den Fahrer beim Treten stören. Sämtliche Gewichtskräfte müssen über die Widerlager für die Energieversorgungseinheit vollständig aufgenommen werden.

[0006] Aus der DE 20 2013 103 315 U1 ist ein Fahrradrahmen bekannt, bei welchem die Energieversorgungseinheit von oben in eine nach oben offene Aufnahmevertiefung im Unterrohr einschwenkbar ist.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrradrahmen, ein Elektrofahrrad hiermit und eine Energieversorgungseinheit hierfür zu schaffen, die bei guter Handhabbarkeit und Montagefreundlichkeit einer Energieversorgungseinheit eine sichere Befestigung derselben ermöglichen, ohne die Nachteile des Standes der Technik aufzuweisen.

[0008] Zur Lösung wird mit der Erfindung für einen Fahrradrahmen vorgeschlagen, dass die das Unterrohr des Fahrradrahmens bildende Rahmenstrebe eine nach unten offene Aufnahmevertiefung für die Energieversorgungseinheit aufweist, wobei zu beiden Seiten der Aufnahmevertiefung Kammern, vorzugsweise Hohlkammern, in der Rahmenstrebe gebildet sind, und/oder wobei das zweite Widerlager einen in der Aufnahmevertiefung kippbar gelagerten Riegel mit einem Riegelhaken zum lösbaren Unterfassen eines Riegelzapfens an der Energieversorgungseinheit in einer Riegelstellung des Riegels aufweist. Die Hohlkammern sorgen selbst bei nur geringer Kammerhöhe quer zur Längsrichtung der Unterstrebe für eine signifikante Aussteifung des Unterrohrs, ohne dessen Außenbreite nennenswert zu vergrößern. Die Hohlkammern können insbesondere einen in vertikaler Richtung langgestreckten ovalen Querschnitt aufweisen und die maximale Kammerhöhe ist vorzugsweise niedriger als die fünffache Wanddicke der Unterstrebe, und liegt insbesondere im Bereich der 2,5 fachen bis 4,5 fachen Wanddicke. Vorzugsweise besteht das Unterrohr aus einem Stranggussprofil mit integral angeformten Kammern.

[0009] Besonders vorteilhaft ist, wenn der Fahrradrahmen einen in den Rahmen zwischen Sattelrohr und Unterrohr integrierten Elektromotor hat, wobei das Unterrohr mittels einer Schweißverbindung am Elektromotor angeschlossen ist. Ein insbesondere als Mittelmotor integrierter Elektromotor trägt zu einer erheblichen Aussteifung des Fahrradrahmens bei einer gleichzeitig erzielbaren Gewichtseinsparung bei.

[0010] Zwischen Unterrohr und Lenkkopfrohr kann vorteilhafterweise ein vorzugsweise mehrteiliges Übergangsstück angeordnet sein, wobei das Schwenklager vorzugsweise im Übergangsstück angeordnet, vorzugsweise lösbar befestigt ist. Mit dem oder den Übergangsstücken kann eine optimale Anbindung des an dem vorderen Stirnenden eigentlich offenen Unterrohrs erzielt und zugleich ein Aufnahmeraum mit Befestigungsmöglichkeiten für das Schwenklager geschaffen werden. Das Schwenklager kann insbesondere mit einer Eingriffsmulde für eine Eingriffsnase am Gehäuse der Energieversorgungseinheit versehen sein, und es kann vorzugsweise aus einem Kunststoffelement mit integral angeformter Eingriffsmulde und Einschraublöchern an einer Unterseite des Kunststoffelementes bestehen.

[0011] Weiter vorzugsweise kann ein Kontaktstecker zur elektrischen Kontaktierung einer Energieversorgungseinheit an einer Deckflanke des Unterrohrs ausgebildet sein, wobei vorzugsweise die Deckflanke mit einem Durchgriff für einen Ladestecker für die Energieversorgungseinheit versehen ist, wobei weiter vorzugsweise dem Durchgriff ein an einer Oberseite des Unterrohrs angeordnetes, öffen- und schließbares Abdeckelement zugeordnet sein kann. Die Deckflanke besteht hierbei vorzugsweise aus dem Verbindungsabschnitt zwischen den beiden Hohlkammern. Das Abdeckelement kann Bestandteil einer am Unterrohr befestigten Deckkonsole sein, die gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung mit mehreren Einschraublöchern, vorzugsweise mit mehreren Paaren von Einschraublöchern für Anbauteile wie Flaschenhalter versehen ist. Ferner kann das Unterrohr mit wenigstens einem Sichtfenster für Anzeigeeinrichtungen am Gehäuse der Energieversorgungseinheit versehen sein.

[0012] Dem in der Aufnahmevertiefung angeordneten Riegel ist vorzugsweise eine rahmenseitig verankerte Schließeinrichtung zugeordnet, wobei die Schließeinrichtung vorteilhafterweise einen Schließnocken aufweist, der in Schließstellung eine Bewegung des Riegels verhindert. Der Riegel kann insbesondere einen von einer Oberseite des Unterrohrs bedienbaren Betätigungsarm aufweisen, und/oder der Riegel weist einen Betätigungsarm, den Riegelhaken und eine Lagerbohrung auf, wobei der Riegelhaken und der Betätigungsarm derart relativ zur Lagerbohrung am Riegel angeordnet sind, dass nach unten auf den Riegelhaken wirkende Gewichtskräfte den Betätigungsarm in Schließ- und Riegelstellung belasten. Eine entsprechende geometrische Anordnung sorgt dafür, dass die Gewichtskraft der Energieversorgungseinheit den Riegel in Schließstellung bewegt und damit ein unbeabsichtigtes Lösen der Energieversorgungseinheit verhindert. Der Riegel kann einen Armteil aufweisen, der mit einer Kröpfung zum Zusammenwirken mit einem Schließnocken an einer rahmenseitigen Schließeinrichtung versehen ist, wobei vorzugsweise der Armteil bezogen auf die Lagerbohrung winkelversetzt zum Riegelhaken angeordnet ist. Der Riegel kann, insbesondere am Ende eines Armteils und beabstandet vom Riegelhaken, auch mit einem Auswerferelement für die Energieversorgungseinheit, insbesondere mit einer Nase oder einem Nocken, versehen sein, um das Lösen und Herausschieben der Energieversorgungseinheit aus der Ausnahmevertiefung bei Betätigung des Riegels zu unterstützen. Bei dieser Ausgestaltung kann der Nocken der Schließeinrichtung auch mit der Unterseite des Armteils, vorzugsweise in einem Bereich zwischen Auswerferelement und Drehlager, zusammenwirken.

[0013] Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Energieversorgungseinheit gelöst, indem das Gehäuse der Energieversorgungseinheit kastenförmig ausgebildet ist, wobei der Abstand der Querseiten kleiner ist als die Breite einer Aufnahmevertiefung im Unterrohr des Fahrradrahmens, wobei die Vorderseite des Gehäuses als Eingriffsnase zum Eingriff in eine ein Schwenklager für die Energieversorgungseinheit am Fahrradrahmen bildende Eingriffsmulde ausgebildet ist und wobei an der

[0014] Deckseite des Gehäuses ein parallel zur Längsrichtung ausgerichteter Riegelzapfen zum Zusammenwirken mit einem kippbar am Fahrradrahmen angeordneten Riegel ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn das Gehäuse an der Rückseite mit einer Stufe versehen ist, wobei der Riegelzapfen mit Abstand zur Oberseite der Stufe angeordnet ist, und vorzugsweise zwischen zwei an der Oberseite der Stufe ausgebildeten Haltenocken angeordnet ist. Das Gehäuse kann insbesondere mit einer separaten Ladebuchse an der Deckseite versehen sein, wodurch die Energieversorgungseinheit auch in Betriebslage in der Aufnahmevertiefung am Fahrradrahmen geladen werden kann. Der Ladestecker wird vorzugsweise durch eine Öffnung in der Deckflanke des Unterrohrs hindurch in die Ladebuchse eingesteckt.

[0015] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Fahrradrahmens, Elektrofahrrades bzw. einer Energieversorgungseinheit ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
schematisch stark vereinfacht einen erfindungsgemäßen Fahrradrahmen mit teilweise montierter Energieversorgungseinheit in Seitenansicht;
Fig. 2
den Fahrradrahmen aus Fig. 1 bei demontierter Energieversorgungseinheit in Ansicht auf die Unterseite des Unterrohrs;
Fig. 3
schematisch stark vereinfacht einen Vertikalschnitt durch das Unterrohr eines erfindungsgemäßen Fahrradrahmens sowie des Gehäuses einer Energieversorgungseinheit;
Fig. 4
einen Längsschnitt durch das Unterrohr nebst angeschlossenem integrierten Elektromotor bei montierter Energieversorgungseinheit, teilweise aufgebrochen;
Fig. 5
die Energieversorgungseinheit im Detail in Seitenansicht;
Fig. 6
die Energieversorgungseinheit aus Fig. 5 in perspektivischer Ansicht auf die Rückseite;
Fig. 7
die Energieversorgungseinheit aus Fig. 5 in perspektivischer Seitenansicht auf die Vorderseite mit der Eingriffsnase;
Fig. 8
in einer Detailansicht ein Ausführungsbeispiel eines Riegels nebst schematisch dargestellter Schließeinrichtung sowie Lagerzapfen und Riegelzapfen in Seitenansicht; und
Fig. 9
den Riegel und die Schließeinrichtung aus Figur 8 in perspektivischer Ansicht.


[0016] Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Fahrradrahmen 10 von einem weiter nicht dargestellten Elektrofahrrad. Von dem Fahrradrahmen 10 ist nur der vordere Rahmenteil mit Lenkkopfrohr 1, Sattelrohr 2, Unterrohr 3 sowie Oberrohr 4 dargestellt, wobei Unterrohr 3 und Oberrohr 4 zusammen mit dem Lenkkopfrohr 1 einen vorderen Knotenpunkt bilden, wohingegen das Sattelrohr 2 und das Unterrohr 3 über einen in den Fahrradrahmen 10 als Mittelmotor integrierten Elektromotor 5, bzw. über dessen Gehäuse 6, miteinander verbunden sind, wodurch ein hinterer Knotenpunkt gebildet wird. Der in den Figuren 1 und 2 angedeutete Elektromotor 5 ist mit einem vorderen Antriebskettenblatt 7 über eine die Tretkurbeln 8 tragende Antriebsachse 9 verbunden. Auf den Aufbau des Elektromotors und dessen Kraftübertragung auf die Kette bzw. das Antriebskettenblatt kommt es für die Erfindung nicht an, weswegen keine weitere Beschreibung erfolgt. Die weiteren Bauteile eines Fahrrades wie Vorderradgabel, Lenker, Vorderrad, Hinterrad, Kettenstreben, Rahmenstreben, Sattel, Bremsen etc. sind zur Erleichterung der Erläuterung der Erfindung nicht dargestellt.

[0017] Bei dem erfindungsgemäßen Fahrradrahmen 10 wird eine in den Figuren insgesamt mit Bezugszeichen 30 bezeichnete Energieversorgungseinheit vollständig am bzw. versenkt im Unterrohr 3 lösbar befestigt, wobei, wie schon gut aus Figur 1 ersichtlich ist, die Energieversorgungseinheit 30 von unten in eine an der Unterseite des Unterrohrs 3 offene Aufnahmevertiefung 11 hineingeschwenkt werden kann.

[0018] Das Unterrohr 3 besteht vorzugsweise aus einem Stranggussprofil aus Metall, und weist zu beiden Seiten der Aufnahmevertiefung 11, wie aus Figur 3 gut ersichtlich ist, jeweils eine integral angeforderte Hohlkammer 12 auf, wobei die beiden Hohlkammern 12 über eine Deckflanke 13 miteinander verbunden sind, welche die Aufnahmevertiefung 11, in welche die Energieversorgungseinheit 30 mit ihrem Gehäuse 31 annähernd formschlüssig und vollständig im Montagezustand eintaucht, nach oben hin begrenzt. Der Hohlraum in den Hohlkammern 12 hat vorzugsweise eine Tiefe, die hier etwa dem vierfachen der Rohrdicke des Unterrohrs 3 bzw. dem vierfachen der Dicke der Deckflanke 13 entspricht.

[0019] Wie Fig. 2 gut erkennen lässt, erstreckt sich die Aufnahmevertiefung 11 annähernd über die gesamte Länge des Unterrohrs 3 zwischen der Anschlussstelle 14 des Unterrohrs 3 an einem Anschlussflansch 26 am Gehäuse 6 des Elektromotors 5 und einem Übergangsstück 15, welches am Lenkkopfrohr 1 angeschlossen, insbesondere angeschweißt ist. Die Aufnahmevertiefung 11 hat einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt, der sich über die gesamte Länge des Unterrohrs 3 erstreckt und durch die Profilierung des Unterrohrs 3 zwischen Deckflanke 13 und Hohlkammern 12 vorgegeben ist. Im Innenraum der Aufnahmevertiefung 11 ist im Bereich des Übergangsstücks 15 ein Schwenklager 16 als vorderes Widerlager für die Energieversorgungseinheit angeordnet, welches im Detail nur in Figur 4 zu erkennen ist und welches mittels eines Kunststoffelementes 17 mit einer Eingriffsmulde 18 gebildet wird, wobei das Kunststoffelement 17 wiederum von unten durch Schraubenlöcher 19 in der Bodenwand des Übergangsstücks 15 hindurch mittels zugehöriger Schrauben 20 in der Aufnahmevertiefung 11 bzw. am Übergangsstück 15 befestigt ist. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Fahrradrahmens 10 an der Stirnseite des Unterrohrs 3 ist das Übergangsstück 15 vorzugsweise mehrteilig ausgebildet, wie Figur 2 gut erkennen lässt.

[0020] Das Gehäuse 31 der Energieversorgungseinheit 30, welches eine langgestreckte kastenförmige Grundform hat, weist an seiner Vorderseite 32, wie die Figuren 5 und 7 besonders gut erkennen lassen, eine im Querschnitt V-förmige Eingriffsnase 33 auf, die über die Vorderseite 32 vorkragt und sich über quasi die gesamte Breite des Gehäuses 31 der Energieversorgungseinheit 30 mit konstantem Querschnitt erstreckt. Die Vorderseite 32 selbst verläuft in einem Winkel von etwa 30° nach hinten und unten ausgehend von der Deckseite 34 des Gehäuses 31. Die Eingriffsnase 33 liegt hierbei zur Unterseite 35 des Gehäuses 31 hin außermittig versetzt. Die Oberseite 34 des Gehäuses 31 ist entsprechend der Formgebung der Deckflanke 13 des Unterrohrs 3 leicht V-förmig abgewinkelt, wobei das in den Zeichnungen gezeigte Gehäuse 31 aus zwei Gehäusehälften besteht, deren Trenn- und Fügeebene in der Mittellängsebene des Gehäuses 31 liegt, um im Innern des Gehäuses 30 weiter nicht dargestellter Akkuzellen und Elektronik unterzubringen. Die Unterseite 35 ist weitestgehend eben, wobei durch Rippen im Gehäuse 31 die Stabilität des Gehäuses 31 und durch Vorsprünge 49 an den Querseiten 51 des Gehäuses 30 die Lagestabilität der Energieversorgungseinheit 30 im Montagezustand in der Aufnahmevertiefung im Unterrohr erhöht werden kann.

[0021] Die Rückseite 36 des Gehäuses 31 läuft annähernd mit dem selben Schrägenwinkel wie die Vorderseite 32, allerdings ist das Gehäuse 31 im Bereich der Rückseite 36 mit einer Stufe 37 versehen, deren Oberseite 38 um einige Zentimeter tiefer liegt als die Deckseite 34 des Gehäuses 31. Die Stufe 37 dient dazu, unmittelbar am Gehäuse 31 einen Riegelzapfen 39 anzuordnen, der zwischen der Deckseite 34 und der Oberseite 38 positioniert ist und unterhalb dessen ein Freiraum 41 gegenüber der Oberseite 38 ausgebildet ist. An der Oberseite 38 sind hierzu zwei voneinander beanstandete kräftige Haltenocken 42 und 43 ausgebildet, in die der Riegelzapfen 39 jeweils einfasst. Der Riegelzapfen 39 verläuft parallel und fluchtend zur Längsmittelebene des Gehäuses 31 und damit auch parallel zur Längsachse der Aufnahmevertiefung im Unterrohr. Die Teilungsebene des Gehäuses 31 bildet zugleich die Teilungsebene für die Haltenocken 42, 43, wodurch der Riegelzapfen 39 relativ einfach positioniert und zwischen den Haltenocken 42, 43 bei der Montage des Gehäuses 31 arretiert werden kann.

[0022] Angrenzend an die Stufe 37 sind am Gehäuse 31 in der einen Gehäusehälfte eine Anschlussbuchse 44 und in der anderen Gehäusehälfte eine Ladebuchse 45 angeordnet. Die Akkuzellen der Energieversorgungseinheit 30 können daher über die Ladebuchse 45 auch dann geladen werden, wenn die Energieversorgungseinheit in der Aufnahmevertiefung 11 im Unterrohr 3 des Fahrradrahmens 10 verankert ist. Die Anschlussbuchse 44 liegt annähernd horizontal, so dass sie beim Hochschwenken der Energieversorgungseinheit 30 in die Aufnahmevertiefung am Unterrohr hinein ausschließlich durch diese Schwenkbewegung mit einem entsprechenden Anschlussstecker, der in der Aufnahmevertiefung angeordnet ist, wie noch erläutert werden wird, elektrisch verbunden wird. An der Deckflanke 34 des Gehäuses 31 ist ferner noch ein Anzeigenfeld 46 ausgebildet, an welchem beispielsweise über LED-Lämpchen, oder aber auch über eine digitale Anzeige, der aktuelle Ladezustand und andere Zustände der Energieversorgungseinheit 30 bzw. von deren Akkuzellen angezeigt werden können.

[0023] Es wird nun wieder Bezug genommen auf die Fig. 2, welche eine Ansicht in den Innenraum der Aufnahmevertiefung 11 bildet. Das vordere Schwenklager 16 mit seinem die Eingriffsmulde aufweisenden Kunststoffelement 17 ist nahe des Lenkkopfrohrs 1 sowie der beiden das Übergangsstück 15 bildenden Teilelemente zu erkennen. Entsprechend der Gestaltung der Energieversorgungseinheit ist im hinteren, dem Motor 5 zugewandten Bereich der Aufnahmevertiefung 11 zum Einen an der Unterseite der Deckflanke 13 des Unterrohrs 3 ein Anschlussstecker 21 befestigt, der über nicht gezeigte Anschlusskabel eine Energieversorgung des Elektromotors 5 gewährleistet, und ferner ist zur Verriegelung der Energieversorgungseinheit (30, Fig. 5-7) im hinteren Bereich, hier am Anschlussflansch 26, ein Riegel 61 kippbar um einen Drehzapfen 62 angelenkt, der ein zweites Widerlager 60 für die Energieversorgungseinheit (30, Fig. 1) bildet.

[0024] Der Riegel 61 zusammen mit dem Drehzapfen 62 sowie einer rahmenseitigen Schließeinrichtung 70 ist aus Gründen der besseren Darstellung im Detail in den Fig. 8 und 9 losgelöst vom Fahrradrahmen dargestellt. Von der Energieversorgungseinheit ist in den Fig. 8 und 9 zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Riegelzapfen 39 gezeigt und die Fig. 2, 8 und 9 zeigen den Riegel 61 jeweils in Schließstellung, in welcher die Rückseite der Energieversorgungseinheit bewegungsfest innerhalb der Aufnahmevertiefung (11, Fig. 2) gehalten wird. Der Riegel 61 weist einen Betätigungsarm 63 auf, der im Montagezustand einen Schlitz (23, Fig. 2) in der Deckflanke (13, Fig. 2) des Unterrohrs durchgreift und an der Oberseite des Unterrohrs mit einem Griffteil 64 frei zugänglich ist. Das andere Ende des Betätigungsarms 63 bildet einen mit einem offenen Maul versehenen Riegelhaken 65, der in der Riegelstellung mit seinem Maul den Riegelzapfen 39 an der Energieversorgungseinheit, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, unterfasst. Der Drehzapfen 62 ist an einem Quersteg 66 des Riegels 61 ausgebildet, der am Betätigungsarm 63, angrenzend an den Riegelhaken 65, entspringt und etwa rechtwinklig zum Betätigungsarm 63 verläuft, wobei der Quersteg 66 einen mehrfach größeren Abstand vom Griffteil 64 aufweist als vom Riegelhaken 65. Die Hebelarme und die Positionen sind derart gewählt, dass eine über den Riegelzapfen 39 auf den Riegelhaken 65 ausgeübte Kraft, normalerweise hervorgerufen durch das Eigengewicht der Energieversorgungseinheit, aufgrund der nach unten offenen Aufnahmevertiefung im Unterrohr und aufgrund der freien Schwenkbarkeit der Energieversorgungseinheit an der der Eingriffsnase bzw. dem vorderen Schwenklager 16 gegenüberliegenden Rückseite der Energieversorgungseinheit, den Betätigungsarm 63 in Schließstellung bewegt bzw. drückt, mithin ein unbeabsichtigtes Öffnen des Riegels 61 verhindert. Ausschließlich eine manuelles Betätigen des Betätigungsarms 63 über das Griffstück 64 ermöglicht, dass das Maul des Riegelhakens 65 den Riegelzapfen 39 nach unten hin nicht mehr unterfasst, weswegen nur bei einer solchen, nicht dargestellten Stellung des Riegels 61 die Energieversorgungseinheit aus der Aufnahmevertiefung im Unterrohr nach unten herausgeschwenkt bzw. entnommen werden könnte.

[0025] Dem Riegel 61 ist ferner noch eine Schließeinrichtung 70 insbesondere als Diebstahlschutz für die Energieversorgungseinheit zugeordnet. Die Schließeinrichtung 70 ist in den Fahrradrahmen integriert und im Fahrradrahmen verankert. Die Schließeinrichtung 70 ist mit einem beispielsweise mittels eines Schlüssels betätigbaren Schlosskörper 71 versehen, der in einer geeigneten Bohrung vorzugsweise im Anschlussflansch 26 des Fahrradrahmens zwischen Motor 5 und Unterrohr 3 sitzt, und der einen Schließnocken 72 aufweist, wobei dieser Schließnocken 72 in der Schließstellung des Schlosskörpers 71 der Schließeinrichtung, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, eine Bewegung des Riegels 61 in Öffnungsrichtung, also in diejenige Stellung, bei welcher der Riegelzapfen 39 an der Energieversorgungseinheit nicht unterfasst wird, blockiert und verhindert. Zum Zusammenwirken mit dem Schließnocken 72 ist am Riegel 61 in Verlängerung des Querschenkels 66 ein dritter Armteil 67 mit einer Kröpfung 68 ausgebildet, wobei diese Kröpfung im Schließzustand des Schließnockens 72 formschlüssig an diesem anliegt und eine Bewegung des Riegels 61 verhindert. Nur durch Wegdrehen oder Zurückziehen des Schließnockens 72 kommt die Kröpfung 68 frei und der Riegel 61 kann aus der dargestellten Stellung gekippt werden.

[0026] Fig. 2 lässt ferner noch erkennen, dass die Deckflanke 13 des Unterrohrs 3 zum Einen mit einem Sichtfenster 24 versehen ist, durch welches das Anzeigefeld (46, Fig. 6) an der Energieversorgungseinheit durch die Deckflanke des Unterrohrs 3 hindurch sichtbar ist, und ferner mit einer hier kreisrunden Öffnung 25 versehen, durch welche ein Ladestecker bei montierter Energieversorgungseinheit in die zugehörige Ladebuchse (45, Fig. 7) der Energieversorgungseinheit eingesteckt werden kann. Die Öffnung 25 bildet einen Durchgriff für den nicht dargestellten Ladestecker. Um diesen Durchbruch bzw. die Öffnung 25 abzudecken, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Oberseite der Deckflanke des Unterrohrs 3, wie die Fig. 1 und 4 erkennen lassen, eine Deckkonsole 80 vorzugsweise aus Kunststoff befestigt, die unter anderem mit einer öffenbaren Abdeckklappe (nicht gezeigt) für den Durchgriff 25 versehen ist und ferner mehrere, vorzugsweise paarweise angeordnete Einschraublöcher aufweisen kann, um auch an dem Unterrohr Zubehör wie beispielsweise eine Trinkflasche montieren zu können.

[0027] Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der Ansprüche fallen soll. Insbesondere für die Formgebung des Gehäuses der Energieversorgungseinheit an der Unterseite und an den Querseiten besteht ausreichend Gestaltungsspielraum. Auch der Riegel und das vordere Schwenklager könnten in ihrer Formgebung vom gezeigten Ausführungsbeispiel abweichen. Beim Riegel könnte beispielsweise auch eine Kröpfung zur Erzeugung einer gesonderten Anlagefläche für den Schließnocken der Schließeinrichtung entfallen und der Schließnocken kann mit einer Unterseite eines Armteils des Riegels zusammenwirken. Anstelle der Kröpfung könnte dann am Ende eines Armteils des Riegels eine Nase oder ein Vorsprung als Auswerferelement vorgesehen werden, um bei der Betätigung des Riegels nicht nur das Energieversorgungselement für eine Verschwenken nach unten (passiv) freizugeben sondern zugleich auch diese Bewegung durch eine Schiebebewegung des Auswerferelements gegen das Gehäuse der Energieversorgungseinheit (aktiv) zu unterstützen. Das Auswerferelement kann hierzu beispielsweise als Nase nach unten am Ende des Armteils vorkragen und damit quasi dem offenen Maul des Riegelhaken mit Abstand gegenüberliegen. Der Nocken an der Schließeinrichtung kann dann an der Unterseite des Armteils zwischen Riegelhaken und Auswerferelement anliegen, wenn sich der Riegel und die Schließeinrichtung in der Schließstellung befinden. Hierzu kann ein Armteil mit ebener Unterseite vorgesehen sein, wobei das Drehlager im Zentrum dieses Armteils ausgebildet ist. Solche und weitere Ausgestaltungen sollen in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen.


Ansprüche

1. Fahrradrahmen für Elektrofahrräder, mit mehreren miteinander verbundenen Rahmenstreben, die zumindest ein Unterrohr (3), ein Sattelrohr (2) und ein Lenkkopfrohr (1) des Fahrradrahmens bilden, mit einem Elektromotor (5) und mit einer Einrichtung zur lösbaren Befestigung einer Energieversorgungseinheit (30) für den Elektromotor am Unterrohr (3) des Fahrradrahmens, wobei die Befestigungseinrichtung für die Energieversorgungseinheit ein Schwenklager (16) für die Energieversorgungseinheit als erstes Widerlager und ein zweites Widerlager (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die das Unterrohr (3) des Fahrradrahmens bildende Rahmenstrebe eine nach unten offene Aufnahmevertiefung (11) für die Energieversorgungseinheit aufweist, wobei zu beiden Seiten der Aufnahmevertiefung (11) Kammern, vorzugsweise Hohlkammern (12), in der Rahmenstrebe (3) gebildet sind, und/oder wobei das zweite Widerlager (60) einen in der Aufnahmevertiefung (11) kippbar gelagerten Riegel (61) mit einem Riegelhaken (65) zum lösbaren Unterfassen eines Riegelzapfens (39) an der Energieversorgungseinheit (30) in einer Riegelstellung des Riegels (61) aufweist.
 
2. Fahrradrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterrohr (3) aus einem Stranggussprofil mit integral angeformten Kammern (12) besteht.
 
3. Fahrradrahmen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen in den Rahmen zwischen Sattelrohr (2) und Unterrohr (3) integrierten Elektromotor (5), wobei das Unterrohr (3) mittels eines Anschlussflanschs (26) am Gehäuse (6) des Elektromotors (5) angeschlossen ist.
 
4. Fahrradrahmen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Unterrohr (3) und Lenkkopfrohr (1) ein vorzugsweise mehrteiliges Übergangsstück (15) angeordnet ist, wobei das Schwenklager (16) vorzugsweise im Übergangsstück (15) angeordnet, insbesondere lösbar befestigt ist.
 
5. Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager mit einer Eingriffsmulde (18) für eine Eingriffsnase (33) am Gehäuse (31) der Energieversorgungseinheit (30) versehen ist, und vorzugsweise aus einem Kunststoffelement (17) mit integral angeformter Eingriffsmulde (18) und Einschraublöchern an einer Unterseite des Kunststoffelementes (17) besteht.
 
6. Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktstecker (21) zur elektrischen Kontaktierung einer Energieversorgungseinheit an einer Deckflanke (13) des Unterrohrs (3) angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Deckflanke (13) mit einem Durchgriff (25) für einen Ladestecker für die Energieversorgungseinheit versehen ist, wobei vorzugsweise dem Durchgriff (25) eine an einer Oberseite des Unterrohrs angeordnete, öffen- und schließbares Abdeckklappe zugeordnet ist.
 
7. Fahrradrahmen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckklappe Bestandteil einer am Unterrohr befestigten Deckkonsole (80) ist, die mit mehreren Einschraublöchern, vorzugsweise mit mehreren Paaren von Einschraublöchern für Anbauteile wie Flaschenhalter, versehen ist.
 
8. Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterrohr (3) mit wenigstens einem Sichtfenster (46) für Anzeigeeinrichtungen am Gehäuse der Energieversorgungseinheit versehen ist.
 
9. Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Riegel (61) eine rahmenseitig verankerte Schließeinrichtung (70) zugeordnet ist, wobei die Schließeinrichtung vorzugsweise einen Schließnocken (72) aufweist, der in Schließstellung eine Bewegung des Riegels (61) verhindert.
 
10. Fahrradrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (61) einen von einer Oberseite des Unterrohrs (3) bedienbaren Betätigungsarm (63) aufweist, wobei vorzugsweise der Betätigungsarm (63) einen Schlitz (23) in der Deckflanke (13) des Unterrohrs durchgreift, und/oder dass der Riegel (61) einen Betätigungsarm (63), den Riegelhaken (65) und ein Drehlager aufweist, wobei der Riegelhaken (65) und der Betätigungsarm (63) derart relativ zum Drehlager am Riegel (61) angeordnet sind, dass nach unten auf den Riegelhaken wirkende Gewichtskräfte den Betätigungsarm (63) in Schließ- und Riegelstellung belasten.
 
11. Fahrradrahmen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (61) einen Armteil (67) hat, der mit einer Kröpfung (68) zum Zusammenwirken mit einem Schließnocken (72) an einer rahmenseitigen Schließeinrichtung (70) versehen ist, wobei vorzugsweise der Armteil (67) bezogen auf das Drehlager winkelversetzt zum Riegelhaken (65) angeordnet ist, und/oder dass der Betätigungsarm mit einem Auswerferelement für die Energieversorgungseinheit versehen ist, wobei vorzugsweise das Auswerferelement am Ende eines Armteils des Riegels und beabstandet vom Riegelhaken ausgebildet ist.
 
12. Energieversorgungseinheit insbesondere für einen Fahrradrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einem Gehäuse (31) mit Unterseite (35), Rückseite (36), Deckseite (34), Vorderseite (32) und Querseiten (51), mit einer aufladbaren Akkueinheit in einem Gehäuseinnenraum, und mit einer Anschlussbuchse (44) für die Akkueinheit, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse kastenförmig ausgebildet ist, wobei der Abstand der Querseiten (51) kleiner ist als die Breite einer Aufnahmevertiefung im Unterrohr des Fahrradrahmens, wobei die Vorderseite (32) des Gehäuses mit einer Eingriffsnase (33) zum Eingriff in eine ein Schwenklager für die Energieversorgungseinheit am Fahrradrahmen bildende Eingriffsmulde (18) versehen ist und an der Deckseite des Gehäuses ein parallel zur Längsrichtung ausgerichteter Riegelzapfen (39) zum Zusammenwirken mit einem kippbar am Fahrradrahmen angeordneten Riegel (61) ausgebildet ist.
 
13. Energieversorgungseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (31) an der Rückseite (36) mit einer Stufe (37) versehen ist, wobei der Riegelzapfen (39) mit Abstand zur Oberseite (38) der Stufe (37) angeordnet ist, und vorzugsweise zwischen zwei an der Oberseite der Stufe ausgebildeten Haltenocken (42, 43) angeordnet ist.
 
14. Fahrradrahmen oder Energieversorgungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (31) mit einer separaten Ladebuchse (45) an der Deckseite (34) versehen ist.
 
15. Elektrofahrrad mit einem Fahrradrahmen, mit einem in den Fahrradrahmen integrierten Elektromotor und mit einer lösbar am Fahrradrahmen befestigbaren oder befestigten Energieversorgungseinheit für den Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradrahmen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist und/oder die Energieversorgungeinheit gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 ausgebildet ist.
 




Zeichnung
















Recherchenbericht









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Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente