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Es wird ein Fahrrad mit einem Elektroantrieb angegeben. Weiterhin werden eine Fahrradinduktionsladeeinrichtung sowie ein induktives Fahrrad-Ladesystem angegeben.
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Nachteilig bei den im Stand der Technik bekannten Systemen ist, dass sie oftmals äußerst groß dimensioniert sind und/oder nicht dazu eingerichtet sind, ein Fahrrad aufrecht zu stützen.
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Es ist eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, ein Fahrrad mit einem Elektroantrieb anzugeben, welches auf einfache Art und Weise durch eine kompakte Induktionsladeeinrichtung mit elektrischer Energie versorgt und gleichzeitig aufrecht gestützt werden kann. Weitere Aufgaben sind es, eine Fahrradinduktionsladeeinrichtung sowie ein induktives Fahrrad-Ladesystem anzugeben.
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Diese Aufgaben werden durch Gegenstände gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstandes gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
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Ein hier beschriebenes Fahrrad weist gemäß zumindest einer Ausführungsform einen Elektroantrieb und eine Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung auf. Der Elektroantrieb kann insbesondere einen Elektromotor sowie eine Energiespeichereinheit, wie z.B. einen Akkumulator, aufweisen. Die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung weist eine Sekundärspule auf, welche induktiv an eine Primärspule koppelbar ist, um Energie zu empfangen.
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Weiterhin weist das Fahrrad ein Tretlager mit einer Tretachse auf, wobei die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung in einem Bereich der Tretachse angeordnet ist. Die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung und/oder die Sekundärspule können insbesondere einen Abstand von maximal 20,0 cm zur Tretachse aufweisen. Besonders bevorzugt weist die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung einen Abstand von maximal 10,0 cm zur Tretachse auf.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung und/oder die Sekundärspule unterhalb der Tretachse angeordnet. Der Ausdruck „unterhalb der Tretachse“ bezeichnet hierbei insbesondere die räumliche Anordnung der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung bzw. der Sekundärspule in Bezug auf die Tretachse bei einer aufrechten Stellung des Fahrrads, in der das Fahrrad über seine Radaufstandspunkte den Boden bzw. die Fahrbahn kontaktiert. Weiterhin kann die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung unterhalb des Schwerpunkts des Fahrrads angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung ein Gehäuse auf, in welchem die Sekundärspule angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Elektromotor des Fahrrads direkt am Gehäuse oder im Gehäuse der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung angeordnet. Beispielsweise können der Elektromotor und die Sekundärspule als elektrische und/oder mechanische Einheit zusammengefasst in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse Mittel zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbinden der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung mit einer Fahrradinduktionsladeeinrichtung auf. Beispielsweise kann das Gehäuse insbesondere an seiner der Fahrbahn zugewandten Oberfläche bzw. an der dem Tretlager abgewandten Oberfläche einen oder mehrere Vorsprünge und/oder eine oder mehrere Vertiefungen zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbinden mit der Fahrradinduktionsladeeinrichtung aufweisen. Vorzugsweise ist die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung derart mit der Fahrradinduktionsladeeinrichtung koppelbar, dass das Fahrrad nach dem Verbinden aufrecht gestützt wird, insbesondere ohne dass weitere Stützelemente zum Stützen des Fahrrads notwendig sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung derart ausgebildet, dass sie mit einer Fahrradinduktionsladeeinrichtung, welche vorzugsweise eine Primärspule umfasst, verriegelbar ist. Beispielsweise kann die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung mit der Fahrradinduktionsladeeinrichtung elektrisch verriegelbar sein.
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Weiterhin wird eine Fahrradinduktionsladeeinrichtung angegeben. Vorzugsweise ist die Fahrradinduktionsladeeinrichtung derart ausgebildet, dass sie mit der vorab beschriebenen Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung des Fahrrads koppelbar ist.
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Die Fahrradinduktionsladeeinrichtung weist eine Primärspule zum induktiven Übertragen von Energie an eine Sekundärspule, insbesondere an die Sekundärspule der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung, auf. Weiterhin weist die Fahrradinduktionsladeeinrichtung einen Fahrradaufnahmeabschnitt auf, der dazu eingerichtet ist, ein Fahrrad im Tretlagerbereich des Fahrrads aufzunehmen. Die Primärspule ist vorzugsweise in einem Bereich des Fahrradaufnahmeabschnitts angeordnet. Die Fahrradinduktionsladeeinrichtung kann z.B. ein Gehäuse aufweisen, in welchem die Primärspule angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Fahrradinduktionsladeeinrichtung derart ausgebildet, dass sie formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit einer Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung eines Fahrrads, insbesondere mit der vorab beschriebenen Fahrradinduktionsladeeinrichtung, verbindbar ist. Beispielsweise kann die Fahrradinduktionsladeeinrichtung an seiner Oberfläche bzw. an der Oberfläche seines Gehäuses einen oder mehrere Vorsprünge bzw. eine oder mehrere Vertiefungen aufweisen, durch welche die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung form- und/oder kraftschlüssig mit der Fahrradinduktionsladeeinrichtung verbunden werden kann. Die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung und die Fahrradinduktionsladeeinrichtung können z.B. durch Verrastung miteinander gekoppelt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Fahrradinduktionsladeeinrichtung mit einer Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung eines Fahrrads, insbesondere mit der vorab beschriebenen Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung, verriegelbar. Beispielsweise kann die Fahrradinduktionsladeeinrichtung mit der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung elektrisch verriegelbar ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist die Fahrradinduktionsladeeinrichtung fest mit dem Untergrund bzw. Boden verankerbar bzw. verankert.
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Weiterhin wird ein induktives Fahrrad-Ladesystem angegeben, welches eine vorab beschriebene Fahrradinduktionsladeeinrichtung sowie ein Fahrrad mit Elektroantrieb, welches eine Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung aufweist, umfasst. Die Fahrradinduktionsladeeinrichtung ist dazu eingerichtet, das Fahrrad im Bereich des Tretlagers aufzunehmen und mittels der Primärspule induktiv Energie an die Sekundärspule des Fahrrads zu übertragen.
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Die Fahrradinduktionsladeeinrichtung und die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung können jeweils ein oder mehrere Koppelelemente aufweisen, mittels derer die Fahrradinduktionsladeeinrichtung und die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden können. Beispielsweise kann das Koppelelement bzw. können die Koppelelemente der Fahrradinduktionsladeeinrichtung als weibliches Koppelelement bzw. als weibliche Koppelelemente mit einer oder mehreren Vertiefungen ausgebildet sein, wobei die weiblichen Koppelelemente mit männlichen Koppelelementen der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung, die insbesondere ein oder mehrere Vorsprünge bzw. abragende Abschnitte umfassen können, koppelbar sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das induktive Fahrrad-Ladesystem Mittel zum Verriegeln der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung des Fahrrads mit der Fahrradinduktionsladeeinrichtung auf. Dadurch ergibt sich vorteilhafterweise eine Diebstahlschutzeinrichtung für das Fahrrad. Die Mittel zum Verriegeln können z.B. mechanisch und/oder elektrisch ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Verriegelungsmotor vorgesehen sein, durch den z.B. ein oder mehrere Verriegelungsbolzen derart gesteuert werden können, dass durch den bzw. die Verriegelungsbolzen eine Verriegelung zwischen der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung und der Fahrradinduktionsladeeinrichtung erfolgen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das induktive Fahrrad-Ladesystem Verriegelungsmittel zum Verriegeln des Vorder- und/oder Hinterrads des Fahrrads auf. Die Verriegelungsmittel zum Verriegeln des Vorder- und/oder Hinterrads sind vorzugsweise im Boden verankert. Durch diese Verriegelungsmittel kann zusätzlich oder alternativ zu den vorab beschriebenen Mitteln zum Verriegeln eine Diebstahlschutzeinrichtung realisiert sein.
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Die Mittel zum Verriegeln und/oder die Verriegelungsmittel können z.B. durch ein Schlüssel ver- und/oder entriegelbar sein. Der Schlüssel kann z.B. als mechanischer Schlüssel und/oder als digitaler Schlüssel und oder als benutzerdefinierte PIN-Eingabe ausgebildet sein. Die Eingabe des digitalen Schlüssels oder der benutzerdefinierten PIN kann z.B. über eine Bedieneinheit, die beispielsweise an der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung, am Lenker des Fahrrads oder an der Fahrradinduktionsladeeinrichtung angeordnet sein kann, oder über ein Smartphone erfolgen. Weiterhin ist es möglich, dass das Verriegeln und/oder Entriegeln über RFID („radio-frequency identification“) erfolgt.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Fahrrads, eines hier beschriebenen Induktives Fahrrad-Ladesystems und einer hier beschriebenen Fahrradinduktionsladeeinrichtung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines induktiven Fahrrad-Ladesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 2 eine Detailansicht einer Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung eines hier beschriebenen Fahrrads sowie einer Fahrradinduktionsladeeinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht zwingend als maßstabsgerecht anzusehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines induktiven Fahrrad-Ladesystems 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das induktive Fahrrad-Ladesystem 7 weist eine Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 und ein Fahrrad 1 mit Elektroantrieb, welcher einen Elektromotor 8 und eine Energiespeichereinheit (nicht gezeigt) umfasst, auf.
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Das Fahrrad 1 weist ein Tretlager 2 mit einer Tretachse sowie eine Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 mit einer Sekundärspule 4 auf. Die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 ist in einem Bereich der Tretachse angeordnet. Insbesondere weist Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung einen Abstand von kleiner 10 cm zur Tretachse auf und ist unterhalb der Tretachse angeordnet.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß der 1 ist die Sekundärspule 4 der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 des Fahrrads 1 mit der Primärspule 5 der Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 gekoppelt. Nach der Kopplung kann die Primärspule 5 durch Induktion elektrische Energie an die Sekundärspule 4 übertragen. Die Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 ist mit einer Netzversorgung 9, über die die benötigte elektrische Energie bezogen wird, verbunden. Die Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 ist vorzugsweise fest mit dem Boden verankert. Beispielsweise kann die Fahrradinduktionsladeeinrichtung durch eine oder mehrere Verschraubungen am Boden befestigt sein.
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Die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 weist ein Gehäuse auf, in welchem die Sekundärspule 4 angeordnet ist, und welches im gezeigten Ausführungsbeispiel direkt am Elektromotor 9 bzw. am Gehäuse des Elektromotors 9 angeordnet ist. Alternativ können die Sekundärspule 4 und der Elektromotor 9 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, wodurch der Elektromotor 9 und die Sekundärspule 4 eine elektrische und mechanische Einheit bilden.
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Das Gehäuse der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 weist an seiner dem Tretlager 2 abgewandten Oberfläche Rastelemente zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 auf. Die Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 weist auf seiner dem Boden abgewandten Oberfläche Gegenelemente zum Verrasten mit den Rastelementen auf.
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Im gekoppelten Zustand übernehmen die Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 und die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 die Funktion eines Fahrradständers. Nach dem Koppeln der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 des Fahrrads 1 mit der im Boden verankerten Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 kann das Fahrrad 1 ohne weitere Stützelemente aufrecht gehalten bzw. gestützt werden.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 eines Fahrrads 1, welche mit einer Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 gekoppelt ist, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 weist ein Gehäuse auf, in welchem die Sekundärspule 4 angeordnet ist und welches direkt mit dem Elektromotor 8 des Fahrrads 1 verbunden ist. Weiterhin ist das Gehäuse der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 form- und kraftschlüssig mit dem Gehäuse der Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6, in welchem die Primärspule 5 angeordnet ist, verbunden.
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Die Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 und die damit gekoppelte Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 übernehmen neben der Ladefunktion auch die Funktion eines Fahrradständers, durch welchen das Fahrrad 1 gestützt werden kann.
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Weiterhin weist die Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 Mittel zum Verriegeln 10 auf, welche durch ein Verriegelungsmotor 11 betätigbar sind, und welche dazu ausgebildet sind, die Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 bzw. das Gehäuse der Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 mit der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 bzw. deren Gehäuse zu verriegeln. Beispielsweise können die Mittel zum Verriegeln 10 als Bolzen ausgebildet sein, welcher durch Betätigung des Verriegelungsmotors 11 derart bewegt werden kann, dass er in eine gegenüberliegende Aussparung der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 bzw. des Gehäuses der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 eingreift, sodass die Kopplung zwischen der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3 und der Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 derart gesperrt ist, dass das Fahrrad 1 ohne weitere Betätigung bzw. Öffnen der Mittel zum Verriegeln 10 nicht entfernt werden kann.
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Die Mittel zum Verriegeln 11 können z.B. einen Schlüssel verriegelbar und entriegelbar sein, welche z.B. als mechanische Schlüssel, als digitaler Schlüssel und/oder als benutzerdefinierte PIN-Eingabe ausgebildet sein kann. Zum Verriegeln bzw. Entriegeln kann beispielsweise eine Bedieneinheit an der Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung 3, an der Fahrradinduktionsladeeinrichtung 6 und/oder am Fahrrad 1 vorgesehen sein, in welchen der digitale Schlüssel abgefragt und/oder die PIN-Eingabe eingegeben werden kann. Weiterhin es ist denkbar, dass dies über ein Mobiltelefon bzw. ein sogenanntes Smartphone erfolgt. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass das Verriegeln bzw. Entriegeln über RFID erfolgt. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Verriegelung bzw. Entriegelung über einen mechanischen Notschlüssel betätigbar ist.
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Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert sein. Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrrad
- 2
- Tretlager
- 3
- Induktionsleistungsaufnahmevorrichtung
- 4
- Sekundärspule
- 5
- Primärspule
- 6
- Fahrradinduktionsladeeinrichtung
- 7
- Induktives Fahrrad-Ladesystem
- 8
- Elektromotor
- 9
- Netzversorgung
- 10
- Mittel zum Verriegeln
- 11
- Verriegelungsmotor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009052870 A1 [0002]
- DE 102013014029 B3 [0002]
- DE 102012219673 A1 [0002]
- DE 102010025279 A1 [0002]
- DE 102009001082 A1 [0002]
