DE102021110754A1 - Blocking device for the drive unit of an e-bike with a central motor - Google Patents
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Abstract
Blockiervorrichtung (10) für die Antriebseinheit eines E-Bikes mit Mittelmotor (1) und einem Freilauf an der Hinterradnabe, wobei eine Freilaufkupplung (8) zwischen dem von der Antriebskette (6) umschlungenen Kettenblatt (5) und der Antriebsachse (2) des Mittelmotors (1) vorhanden ist, wobei beidseitig am Tretlager der Antriebsachse (2) eine Tretkurbel (3, 4) angeordnet ist und die Blockiervorrichtung (10) zur Ausschaltung oder Überbrückung der Freilaufkupplung (8) in bestimmten Betriebszuständen des E-Bikes geeignet ist, wobei die Blockiervorrichtung (10) in die kettenblattseitige Tretkurbel (4) eingebaut ist.Blocking device (10) for the drive unit of an e-bike with a central motor (1) and a freewheel on the rear wheel hub, with a freewheel clutch (8) between the chainring (5) wrapped around by the drive chain (6) and the drive axle (2) of the central motor (1) is present, with a pedal crank (3, 4) being arranged on both sides of the bottom bracket of the drive axle (2) and the blocking device (10) being suitable for disabling or bridging the overrunning clutch (8) in certain operating states of the e-bike, wherein the blocking device (10) is installed in the chainring-side pedal crank (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Blockiervorrichtung für die Antriebseinheit eines E-Bikes mit Mittelmotor und einem Freilauf an der Hinterradnabe.The invention relates to a locking device for the drive unit of an e-bike with a central motor and a freewheel on the rear wheel hub.
Es sind Blockiervorrichtungen eingangs genannter Art bekannt geworden, die dazu dienen, eine Kettenschmierung bei E-Bikes mit Mittelmotor zu erleichtern.Blocking devices of the type mentioned at the outset have become known, which are used to facilitate chain lubrication on e-bikes with a central motor.
Das Schmieren einer MTB oder Rennrad Fahrradkette läuft in der Regel folgendermaßen ab:
- Das Bike lehnt z. B. an einer Wand.
- Man dreht mit der rechten Hand die Tretkurbel rückwärts und träufelt Schmierstoff auf die Innenseite der Kette.
- Anschließend dreht man die Kette mehrmals durch um den Schmierstoff zu verteilen.
- Abschließend nimmt man einen Lappen in die linke Hand, legt ihn um die Kette und dreht mit der rechten Hand die Kurbel wieder rückwärts um das überschüssige Schmiermittel abzuwischen.
- The bike leans z. B. on a wall.
- You turn the pedal crank backwards with your right hand and drip lubricant on the inside of the chain.
- Then turn the chain several times to distribute the lubricant.
- Finally, take a rag in your left hand, wrap it around the chain and turn the crank backwards with your right hand to wipe off the excess lubricant.
Das funktioniert allerdings nur, weil diese Fahrräder einen Freilauf in der Hinterradnabe haben und deshalb die Kurbel samt Kette rückwärts gedreht werden kann.However, this only works because these bicycles have a freewheel in the rear wheel hub and therefore the crank and chain can be turned backwards.
Bei Rädern ohne Freilauf in der Nabe, z: B. mit Rücktritt geht das so natürlich nicht. Dazu muss das Fahrrad entweder auf den Kopf gestellt werden oder in einen Montageständer gehängt werden, denn man kann die Kurbel samt Kette nur vorwärts drehen.In the case of bikes without a free wheel in the hub, e.g. with a back pedal, this is of course not possible. To do this, the bike must either be turned upside down or hung in an assembly stand, because you can only turn the crank and chain forwards.
Beim E-Bike mit Mittelmotor ist das ähnlich. Zwar haben E-Bikes mit Mittelmotor auch immer einen Freilauf in der Hinterradnabe, allerding auch einen systembedingt notwendigen Freilauf zwischen Kettenblatt vorn und Motor. Dieser verhindert, dass die Kurbel weiterdreht, wenn man aufhört zu pedalieren, der Motor aber verzögert den Vortrieb stoppt.
Dieser Freilauf hat allerdings den Nachteil, dass wenn man die Kurbel rückwärts dreht, Kettenblatt und die Kette stehen bleiben und sich nur die Kurbel rückwärts dreht.
Deshalb muss ein E Bike mit Mittelmotor zur Kettenpflege immer in einen Montageständer gehängt werden. Das Auf-den-Kopf-stellen eines E Bikes ist meist schwierig, da E Bikes meist über ein Display verfügen, welches sich am Vorbau oder am Lenker befindet und dabei leicht beschädigt werden kann.It's similar with an e-bike with a mid-motor. Although e-bikes with a mid-motor always have a freewheel in the rear wheel hub, there is also a system-related freewheel between the front chain ring and the motor. This prevents the crank from turning further when you stop pedaling, but the motor delays propulsion.
However, this freewheel has the disadvantage that if you turn the crank backwards, the chainring and chain remain stationary and only the crank turns backwards.
For this reason, an e-bike with a mid-motor must always be hung in an assembly stand for chain maintenance. Turning an e-bike upside down is usually difficult, since e-bikes usually have a display that is located on the stem or handlebars and can easily be damaged.
Das Problem ist dass, ...
- ... viele Fahrradfahrer keinen Montageständer haben.
- ... ein E Bike sehr schwer ist und nur mit großem Krafteinsatz in einen Montageständer gehoben werden kann.
- ... many cyclists do not have an assembly stand.
- ... an e-bike is very heavy and can only be lifted into an assembly stand with great effort.
Außerdem kann die Kurbel wegen des motorseitigen Freilaufs dann auch nur vorwärts gedreht werden. Das wiederum birgt die Gefahr, wenn versehentlich der Motor eingeschaltet ist, dass beim Schmiervorgang sich dieser durch das Drehen der Kurbel in Gang setzt und es dabei zu Verletzungen der Finger und / oder Hände kommt.In addition, the crank can only be turned forwards because of the freewheel on the motor side. This in turn poses the risk that if the motor is accidentally switched on, that the lubricating process will be started by turning the crank, resulting in injuries to fingers and/or hands.
Um dieses Problem zu umgehen, gibt es verschiedene Systeme. Alle funktionieren gleich und legen den motorseitigen Freilauf lahm, damit die Kurbel wie an einem normalen, motorlosen MTB oder Rennrad rückwärts gedreht werden kann.
Diese 3 bekannten Systeme sind:
https://www.crankstick.de/
https://www.mcquades.de/de/
https://www.kettenmeister.com/There are various systems to circumvent this problem. They all work the same way and disable the freewheel on the motor side so that the crank can be turned backwards like on a normal, motorless MTB or racing bike.
These 3 known systems are:
https://www.crankstick.de/
https://www.mcquades.de/de/
https://www.kettenmeister.com/
Bei den 3 bekannten Systemen wird immer mittels eines Tools der motorseitige Freilauf stillgelegt, so dass Tretkurbel und Kettenblatt quasi eine Einheit werden. Die Nachteile:
- - Die Systeme funktionieren teilweise nicht zuverlässig und nicht an allen Motor / Kurbel-Kombinationen
- - Die Tools müssen extra gekauft werden
- - Das entsprechende Tool muss immer zur Hand sein, wenn man die Kette schmieren möchte
- - Some of the systems do not work reliably and not on all motor/crank combinations
- - The tools have to be bought separately
- - The appropriate tool must always be at hand if you want to lubricate the chain
Eine erste Art einer Blockiervorrichtung besteht nach dem Gegenstand der
Die
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blockiervorrichtung der eingangsgenannten Art so weiterzubilden, dass bei E-Bikes mit einem Mittelmotor und einem Freilauf an der Hinterachse die Blockiervorrichtung einfacher und betriebssicherer zu bedienen ist.The invention is based on the object of developing a locking device of the type mentioned above in such a way that the locking device can be operated more simply and reliably on e-bikes with a central motor and a freewheel on the rear axle.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.The invention is characterized by the technical teaching of
Merkmal der Erfindung ist, dass nun die Blockiervorrichtung in die kettenblattseitige Tretkurbel eingebaut ist und damit erstmals die Möglichkeit entfällt, ein separates Werkzeug mit sich führen zu müssen. Damit wird ein integriertes System geschaffen, welches in der Lage ist, wie die oben beschriebenen separat mitzuführenden Werkzeuge, den motorseitigen Freilauf zum Zweck der Kettenschmierung bei Rückwärtsdrehung zu überbrücken und das nicht extra gekauft und separat mit dem Benutzer mitgeführt werden muss.A feature of the invention is that the blocking device is now built into the chainring-side pedal crank and thus, for the first time, the possibility of having to carry a separate tool with you is eliminated. This creates an integrated system which, like the tools described above that have to be carried separately, is able to bridge the motor-side freewheel for the purpose of chain lubrication during reverse rotation and which does not have to be purchased separately and carried separately with the user.
Die Anwendung ist besonders einfach und betriebssicher, denn erfindungsgemäß ist die Blockiervorrichtung Teil der kettenblattseitigen Tretkurbel, kann nicht verlorengehen und wird mit dem Fahrrad mitgeführt, so dass eine Schmierung der Kette bei Rückwärtsdrehung der Kette stets möglich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in der Tretkurbel ein kleiner, von einer Druckfeder beaufschlagter Blockierstift angeordnet ist, der einfach mit dem Daumen einer Hand betätigt werden kann.The application is particularly simple and reliable, because according to the invention the blocking device is part of the chainring-side pedal crank, cannot be lost and is carried with the bicycle, so that the chain can always be lubricated when the chain rotates backwards. In a preferred embodiment it is provided that a small locking pin which is acted upon by a compression spring and which can be actuated simply with the thumb of one hand is arranged in the pedal crank.
Beim Drücken auf den Blockierstift kommt der Blockierstift auf der Rückseite der Tretkurbel heraus und greift mit seiner dort angeordneten Blockierspitze in eine zugeordnete Ausnehmung in die Kettenblattmutter ein. Lässt man den Blockierstift los, dann federt er wieder in seine Ausgangsposition.When the blocking pin is pressed, the blocking pin comes out on the back of the pedal crank and engages with its blocking tip arranged there in an associated recess in the chain ring nut. If you let go of the blocking pin, it springs back into its original position.
Dabei ist bekannt, dass das Kettenblatt bei Mittelmotoren über eine große Kettenblattmutter befestigt wird.It is known that the chain ring is attached to a large chain ring nut on a mid-mounted engine.
Die Außenkontur der Kettenblattmutter ist bevorzugt nicht als Sechskant ausgebildet, sondern es sind Aussparungen eingearbeitet, in welche ein Werkzeug zur Montage der Kettenblattmutter eingreifen kann. Auf diese Weise kann die Kettenblattmutter über das Werkzeug gelöst und festgezogen werden.The outer contour of the chain ring nut is preferably not designed as a hexagon, but recesses are incorporated into which a tool for mounting the chain ring nut can engage. This allows the chainring nut to be loosened and tightened using the tool.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Blockierstift, der integraler Bestandteil der kettenblattseitigen Tretkurbel ist, beim Eindrücken entgegen der Kraft der Druckfeder und bei gleichzeitigem Drehen der Tretkurbel exakt in eine dieser Aussparungen der Kettenblattmutter eingreift. Ist der Blockierstift in der richtigen Position, kann man die Tretkurbel samt Kettenblatt und Antriebskette rückwärts drehen, wie bei einer normalen MTB oder einem Rennrad. Auf diese Weise ist jederzeit eine Pflege der Kette mit Reinigung und Kettenschmierung möglich.According to the invention, it is now provided that the blocking pin, which is an integral part of the chainring-side crank, engages exactly in one of these recesses of the chainring nut when pressed against the force of the compression spring and at the same time turning the crank. If the locking pin is in the right position, you can turn the crank, chainring and drive chain backwards, just like on a normal MTB or racing bike. In this way, maintenance of the chain with cleaning and chain lubrication is possible at any time.
Sobald man die Rückwärtsdrehung beendet, springt der mit der Druckfeder beaufschlagte Blockierstift zurück in seine Ruheposition und gibt den Freilauf wieder frei. Es besteht also kein Risiko, dass der Blockierstift eingerastet bleibt und der Freilauf im Fahrbetrieb unbeabsichtigt ausgeschaltet bleibt.As soon as you finish the reverse rotation, the locking pin, which is loaded with the pressure spring, jumps back into its rest position and releases the freewheel again. There is therefore no risk of the locking pin remaining engaged and the freewheel unintentionally remaining switched off while driving.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further features of the invention are the subject matter of the remaining subclaims.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject matter of the present invention results not only from the subject matter of the individual patent claims, but also from the combination of the individual patent claims with one another.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, könnten als erfindungswesentlich beansprucht werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Die Verwendung der Begriffe „wesentlich“ oder „erfindungsgemäß“ oder „erfindungswesentlich“ ist subjektiv und impliziert nicht, dass die so benannten Merkmale zwangsläufig Bestandteil eines oder mehrerer Patentansprüche sein müssen.All of the information and features disclosed in the documents, including the abstract, in particular the three-dimensional configuration shown in the drawings, could be claimed as being essential to the invention, insofar as they are new compared to the prior art, either individually or in combination. The use of the terms "essential" or "in accordance with the invention" or "essential to the invention" is subjective and does not imply that the features so named must necessarily form part of one or more patent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following, the invention is explained in more detail with reference to drawings showing only one embodiment. Further features and advantages of the invention that are essential to the invention emerge from the drawings and their description.
Es zeigen:
-
1 : Draufsicht auf die Antriebseinheit eines E-Bikes mit Mittelmotor mit einer entkoppelten Blockiervorrichtung -
2 : diegleiche Darstellung wie 1 mit einer gekoppelten Blockiervorrichtung -
3 : eine vergrößerte Darstellung der3 mit Darstellung weiterer Einzelheiten -
4 : eine perspektivische Seitenansicht des Kettenblatts mit Kettenblattmutter und einem unter Weglassung der Tretkurbel gezeichneten Blockierstift -
5 : Schnitt durch die Blockiervorrichtung im entkoppelten Zustand -
6 : Schnitt durch die Blockiervorrichtung im gekoppelten Zustand -
7 : die Innenansicht der Tretkurbel mit dem Blockierstift in Eingriffsstellung
-
1 : Top view of the drive unit of an e-bike with a central motor and a decoupled locking device -
2 : the same representation as1 with a coupled blocking device -
3 : an enlarged view of the3 showing further details -
4 : a perspective side view of the chain ring with chain ring nut and a locking pin drawn with the pedal crank omitted -
5 : Section through the locking device in the decoupled state -
6 : Section through the locking device in the coupled state -
7 : the inside view of the crank with the locking pin in the engaged position
In
Auf der gegenüberliegenden Seite ist die kettenblattseitige Tretkurbel 4 über eine Freilaufkupplung 8 mit der Antriebsachse 2 gekoppelt, und das Kettenblatt 5 kann wahlweise über die im Motor eingebaute Freilaufkupplung 8 mit der Antriebsachse 2 verbunden werden oder von dieser getrennt werden.On the opposite side, the
In an sich bekannter Weise ist über das Kettenblatt 5 eine Antriebskette 6 geführt, die nur teilweise dargestellt ist. Zweck der Erfindung ist es unter Anderem, eine Blockiervorrichtung 10 so zu schaffen, dass sie integraler Bestandteil der Tretkurbel 4 ist und es ermöglicht, bei Rückwärtsdrehung des Kettenblattes 5 die Freilaufkupplung 8 zu überbrücken und den Freilauf bei Rückwärtsdrehung des Kettenblattes 5 auszuschalten. In dieser Betriebsstellung kann somit die Antriebskette 6 frei rückwärtsgedreht werden, ohne dass es notwendig ist, dass das hintere Rad des E-Bikes aufgeständert wird.In a manner known per se, a
Aus
Aus
Zu diesem Zweck ist in
Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Formgebung des Blockierstiftes 11 kann von der runden, zylindrischen Form abweichen. Er kann auch oval, rechteckig, quadratisch oder mehreckig profiliert sein.However, the invention is not limited to this. The shape of the blocking
An der Rückseite des Kopfes 22 stützt sich das eine Ende einer Druckfeder 12 ab, die sich mit ihrem anderen Ende am Grund der Ausnehmung 13 abstützt.One end of a
Auf diese Weise wird der Blockierstift 11 in Pfeilrichtung 20' federbelastet in seiner ausgerückten, nicht blockierten Stellung gehalten.In this way, the locking
Das vordere Ende des Blockierstiftes 11 ist durch einen Bolzen 14 gebildet, der verschiebbar in einer Ausnehmung 16 gelagert ist, welche Ausnehmung 16 fluchtend zur erst genannten Ausnehmung 13 ausgerichtet ist. Die Ausnehmung 16 dient dabei der Aufnahme der selbstsichernden Mutter 15, die damit nicht von außen sichtbar ist.The front end of the locking
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführung kann die Ausnehmung 16 auch entfallen. In diesem Fall ist die Mutter 15 von außen sichtbar.In another embodiment, not shown, the
In der Ausnehmung 16 ist eine selbstsichernde Mutter 15 verschiebbar, welche beispielsweise aus einem Kunststoff oder Metall gebildet sein kann und fest mit dem bolzenseitigen Ende des Bolzens 14 verbunden ist.In the
Die Mutter 15 hält den Bolzen 14 und die Druckfeder 12 zusammen und in Position. Anstatt der Mutter 15 kann auch ein Sprengring oder Ähnliches verwendet werden.The
Die vordere Spitze des Bolzens 14 wird durch eine Blockierspitze 18 gebildet.The front tip of the bolt 14 is formed by a blocking
Die
Dies ist in
Aus
Erst wenn die Tretkurbel 4 und das Kettenblatt 5 in entgegengesetzter Richtung dreht, kommt die Blockierspitze 18 aus der Ausnehmung 9 frei und schiebt den Blockierstift 11 unter der Kraft der Druckfeder 12 wieder in seine Ruheposition gemäß
Die
Sobald die Rückwärtsdrehung aufhört, springt der Blockierstift 11 in Pfeilrichtung 20' wieder in seine Ruhelage zurück. Dies ist in
Schließlich zeigt die
Der Abstand 23 zwischen der Drehachse 17 und der Längsachse durch die Blockiervorrichtung 10 ist so gewählt, dass die Blockierspitze 18 stets in Eingriff mit einer Ausnehmung 9 an der Kettenblattmutter 7 gelangen kann.The
Fehlen derartige, nach außen hin geöffnete Ausnehmungen 9 in der Kettenblattmutter 7 können auch andere, vorhandene Ausnehmungen in der Kettenblattmutter 7 für den Blockiereingriff der Blockiervorrichtung 10 verwendet werden.If there are no such recesses 9 open to the outside in the
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Mittelmotormid-engine
- 22
- Antriebsachsedrive axle
- 33
- Tretkurbelcrank
- 44
- Tretkurbelcrank
- 55
- Kettenblattchainring
- 66
- Antriebskettedrive chain
- 77
- Kettenblattmutter (von 5)chainring nut (of 5)
- 88th
- Freilaufkupplungoverrunning clutch
- 99
- Ausnehmung (in 7)recess (in 7)
- 1010
- Blockiervorrichtungblocking device
- 1111
- Blockierstiftlocking pin
- 1212
- Druckfedercompression spring
- 1313
- Ausnehmung (in 4)recess (in 4)
- 1414
- Bolzen (von 11)Bolt (of 11)
- 1515
- selbstsichernde Mutter (von 11)self-locking mother (of 11)
- 1616
- Ausnehmung (in 4)recess (in 4)
- 1717
- Drehachseaxis of rotation
- 1818
- Blockierspitze (von 11)Blocking Tip (of 11)
- 19 2019 20
- Pfeilrichtung 20'Arrow direction 20'
- 2121
- Tretkurbelachsecrank axle
- 2222
- Kopf (von 11)head (of 11)
- 2323
- AbstandDistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 102019115545 B3 [0013]DE 102019115545 B3 [0013]
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