DE8706463U1 - Bicycle with trailer as electric vehicle - Google Patents

Description

BESCHREIBUNGDESCRIPTION Fahrrad ait Anhänger als ElektrofahrzeugBicycle with trailer as electric vehicle

Die Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Elektrokleinfahrzeuge bzw. Elektrofahrräder.The invention relates to the field of small electric vehicles or electric bicycles.

Elektrofahrzeuge sind seit über 100 Jahren auf dem Markt. Bei den Kleinfahrzeugen meist in Form von Dreirädern, Golferfahrzeuge^ Flektrokrankenfahrstühle, Elektrofahrräder oder ; ei «ktrosiof ss i Electric vehicles have been on the market for over 100 years. Small vehicles are mostly in the form of tricycles, golf carts, electric wheelchairs, electric bicycles or ; ei «ktrosiof ss i

Der Nachteil bei all diesen Fahrzeugen ist die begrenzte Reichweite und die mangelnde Zulademöglichkeit.The disadvantage of all these vehicles is the limited range and the lack of loading capacity.

Bei Verwendung kleiner Akkus ist die Lebensdauer dieser meist sehr kurz, weil sie mit relativ großen Entladeströmen belastet werden.When using small batteries, their service life is usually very short because they are subjected to relatively large discharge currents.

Durch die begrenzte Tragfähigkeit dieser Fahrzeuge ist die Verwendung größerei* oder zusätzlicher Akkus nicht möglioh. Bei Defekten am Fahrzeug oder leeren Akkus muß das gesamte Fahrzeug mit Muskelkraft weiterbewegt werden.Due to the limited load capacity of these vehicles, the use of larger or additional batteries is not possible. If the vehicle is defective or the batteries are empty, the entire vehicle must be moved using muscle power.

Meist besteht auch keine Möglichkeit, Energierückspeisung beim Bremsen und Eergabfahren zu nutzen oder Solarpaneels zu montieren. In most cases, there is no possibility of using energy recovery when braking or accelerating or of installing solar panels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile bei Elektrokleinfahrzeugen zu beseitigen und ein Fahrzeug anzubieten, das viele nützliche Variationen in der Anwendung zuläßt.The invention is based on the object of eliminating the above-mentioned disadvantages of small electric vehicles and of offering a vehicle that allows many useful variations in the application.

Erreicht ist dieses Ziel dadurch, daß man ein normales Tourenrad(1) mit einem Anhänger(2) auf übliche Weise kuppelt, wobei dieser Anhänger unter der aufklappbaren Ladefläche(17) die komplette Antriebseinheit, den Energiespeicher(6) und die Steuerrelais (7) enthält.This goal is achieved by coupling a normal touring bike (1) with a trailer (2) in the usual way, whereby this trailer contains the complete drive unit, the energy storage unit (6) and the control relays (7) under the fold-out loading area (17).

Alle Fahrfunktionen werden ferngesteuert von einem,Steuergerät(3) am Fahrradlenker(11) im Anhänger wirksam. Eine bevorzugte Ausführungsform ist in den Ansprüchen 2-14All driving functions are remotely controlled by a control unit (3) on the bicycle handlebar (11) in the trailer. A preferred embodiment is described in claims 2-14

gekennzeichnet. marked.

InT der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.In the drawing, the subject matter of the invention is shown schematically in an embodiment.

Das Elektrofahrzeug wird von zwei 24-V-Gleichstrompermanentmagnetmotoren(4) von je 750 W angetrieben (Bosch GPA 24 V 0130 302001).The electric vehicle is powered by two 24 V DC permanent magnet motors(4) of 750 W each (Bosch GPA 24 V 0130 302001).

Die Kraft jedes Motors wird über eine ZahnriemenübersetzungThe power of each engine is transmitted via a toothed belt transmission

10 direkt auf ie Laufräder(22) übertragen (ü= m) · Die Motoren beziehen ihre Energie aus zwei 12-V-Blei-Säure-Akkus mit je 88 Ah .10 transferred directly to the wheels (22) (ü= m) · The motors draw their energy from two 12 V lead-acid batteries, each with 88 Ah.

Eine Relaisplatine(7) schaltet Akkus(6) und Motoren(4) so, daß in der Stufe I beide Akkus parallel und die Motoren in Reihe geschaltet sind. In der Stufe II sind beide Akkus und die Motoren in Reihe geschsltst. In Stufs III sind die Akkus in Reihe und die Motoren parallel geschaltet. Durch die Reihenschaltung der Motoren in den ersten beiden Geschwindigkeitsbereichen entsteht automatisch ein elektrisches Differential; da sich die Energie je nach Drehzahl der Antriebsräder automatisch richtig verteilt. Somit entsteht bei Kurvenfahrten kein Querschub auf das Fahrradi .■Bei der dritten Stufe ist die Geschwindigkeit so groß, daß keine kleins Kurven gefahren werden können und somit der parallele Antrieb beider Motoren keine Probleme verursacht. Beim Zurückschalten (Bremsen) wird durch mechanische Kopplung des Bremshebels(15) mit dem Drehschalter(26) des Steuergerätes (3) automatisch solange Energie in die Akkus zurückgespeisli, bis die Geschwindigkeit sich der geschalteten Stufe angepaßt hat.A relay board (7) switches batteries (6) and motors (4) so that in stage I both batteries are connected in parallel and the motors in series. In stage II both batteries and the motors are connected in series. In stage III the batteries are connected in series and the motors in parallel. By connecting the motors in series in the first two speed ranges an electrical differential is automatically created; as the energy is automatically distributed correctly depending on the speed of the drive wheels. This means that there is no lateral thrust on the bike when cornering. In the third stage the speed is so high that no small corners can be taken and thus the parallel drive of both motors does not cause any problems. When switching down (braking), energy is automatically fed back into the batteries by mechanically coupling the brake lever (15) with the rotary switch (26) of the control unit (3) until the speed has adjusted to the switched level.

Die somit erreichten Geschwindigkeiten sind: I = 12 km/h; II = 24 km/h; III = 48 km/h.The speeds thus achieved are: I = 12 km/h; II = 24 km/h; III = 48 km/h.

Fahrrad und Anhänger werden mit einer handelsüblichen Fahrradanhängerkupplung verbunden. Diese Kupplung(23) ist auf zwei Federstähle (8) aufgeschweißt und am Rahmenrohr zwischen Sattel ■und Tretlager mit drei stabilen 8chlauchklemmen(24) befestigt. Damit ist der Anhänger federnd mit dem Fahrrad verbunden. Rüttelkräfte bei schlechter Straßensituation werden somit nur abgeschwächt auf das Fahrrad übertragen. Die Verwendung einer solchen Federstahlkupplung ist eine wesentliche Voraussetzung _für die_statische und^dynamische Stabilität des Gesamtfahrzeugs. Um Scheuerstellen durch den Federweg der gesamten Kupplung am Rahmen zu vermeiden, sind die betreffenden zwei Stellen durchThe bicycle and trailer are connected with a standard bicycle trailer coupling. This coupling (23) is welded onto two spring steels (8) and attached to the frame tube between the saddle and the bottom bracket with three sturdy hose clamps (24). This means that the trailer is connected to the bicycle using springs. Vibration forces in poor road conditions are therefore only transmitted to the bicycle in a weakened form. The use of such a spring steel coupling is an essential prerequisite for the static and dynamic stability of the entire vehicle. In order to avoid chafing on the frame due to the spring travel of the entire coupling, the two points in question are protected by

_Iiedermanschetten(25) geschützt .Diese wirken gleichzeitig _als _ Schwingungsdämpfer._Iieder cuffs(25). These also act as vibration dampers.

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Im Bereich der Anhängerkupplung(23) wird &in Seilzug(10), der vom Fahrradlenker per Felgenbremshebel(15) bedient wird mit den beiden Seilzügen(iO) verbunden(12), die von Trommelbremsen (9) des Anhängers kommen. Damit erhält man zusätzlich bei einem S'bürz oder Bruch der Anhängekupplung eine Fangbremse. Am Fahrradlenker wird ein Steuergerät(3) mechanisch so mit dem Bremshebel verbunden, daß bei dessen Betätigung der Drehschalter (26) selbsttätig von III bis O zurückschaltet, wobei von III nach II und von II nach I zwei Nutzbremsstufen mit Energierückspeisung geschaltet werden und erst von I nach 0 die Trommelbremsen im Anhänger wirksam werden- Gleiche-aitia· Wird in der Stellung 0 das Bremslicht(34) des Fahrzeuges aufleuchten. In the area of the trailer coupling (23), a cable (10) which is operated by the bicycle handlebar using the rim brake lever (15) is connected to the two cables (12) which come from the drum brakes (9) of the trailer. This also provides an emergency brake in the event of a fall or breakage of the trailer coupling. A control unit (3) is mechanically connected to the brake lever on the bicycle handlebar in such a way that when it is operated, the rotary switch (26) automatically switches back from III to O, whereby two regenerative braking stages with energy recovery are switched from III to II and from II to I, and the drum brakes in the trailer only become effective from I to 0. The same applies: in position 0, the vehicle's brake light (34) will light up.

Der Fe.lgenbremshebel(15) bat in der betätigten Stellung eine mechanische Arretierung, die eine Feststellbremse ermöglicht. Das Steuergerät(3) enthält außerdem eine elektrische Ladezustandsanzeiger), einen Schlüsselschalter^) zur Inbetriebsetzung des elektrischen Teiles, einen Blinkerschalter(29) und den Lichtschalter(27) zur Gesamtbeleuchtung des Fahrzeuges. Die Steuersignale werden über eine zehnadrige Leitung(13) zur Anhängerkupplung geführt und dort mit einem Stecker(14·) in den Anhänger eingespeist.The rim brake lever (15) has a mechanical lock in the activated position, which enables a parking brake. The control unit (3) also contains an electrical charge level indicator), a key switch^) for starting up the electrical part, a turn signal switch (29) and the light switch (27) for the overall lighting of the vehicle. The control signals are led to the trailer coupling via a ten-core cable (13) and fed into the trailer via a plug (14·).

Die gesamte Antriebstechnik ist von außen kaum sichtbar in einer Alublechwanne(16) unter der hochklappbaren Ladefläche(17) untergebracht« Über der freien Ladefläche können mittels vier ßtützen(19) zwei Solarpaneele(18)(Arco Solar M55 UL) angebracht werden, deren elektrische Energie an den Ladebuchsen(31) auf der Relaisplatine(7) eingekoppelt wird. An diesen Ladebuchsen kann ebenso ein übliches Ladegerät angesteckt werden. An der Vorderseite der Alublechwanne sind zwei öffnungen(32) so angebracht, daß der Fahrtwind als Kühlluft die Motoren durchströmt, und dann im erwärmten Zustand die Akkus umspült, um diese auf einer Betriebstemperatur von 30 bis 35°G zu halten.The entire drive technology is housed in an aluminum sheet tray (16) under the fold-up loading area (17) and is barely visible from the outside. Two solar panels (18) (Arco Solar M55 UL) can be attached above the free loading area using four supports (19). Their electrical energy is fed into the charging sockets (31) on the relay board (7). A standard charger can also be plugged into these charging sockets. Two openings (32) are located on the front of the aluminum sheet tray so that the airflow flows through the motors as cooling air and then, when heated, flows around the batteries to keep them at an operating temperature of 30 to 35°C.

Die Licht- und Blinkanlage des Gesamtfahrzeuges ist so ge-The lighting and indicator system of the entire vehicle is

_schaltet, daß_ sie sowohl vom Fahrraddynamp_(33J_als auch vom _switches that_ they are powered by both the bicycle dynamp_(33J_and the

Fahrakku mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die Ladefläche (iy) ist mit zwei Scharnieren(35) am RahmenThe loading area (iy) is attached to the frame with two hinges (35)

befestigtesteJkannjnit ca._100^gJ>elastet_werden. The most attached can be loaded with approx. 100 g.

Tm Fahrbetrieb ist sie mit einer Rändelschraube fest mit dem Rahmen verschraubbar(36).When driving, it can be firmly screwed to the frame using a knurled screw (36).

Ein solch erfindungsgemäßes Fahrzeug erfüllt viele Anwendungsva^iationen. Such an inventive vehicle fulfills many application variations.

So kann es bei Störungeil oder entladenem Akku jederzeit abge=· kuppelt werden und bietet dem Fahrer mit dem Fahrrad alleine eine Fortbewegungsmöglichkeit.This means that if there is a fault or the battery is discharged, it can be uncoupled at any time and offers the rider the option of moving around on their own with the bike.

Bei Verwendung von Solarpaneels können die Akkus ortsunäbhängig wieder geladen werden.When using solar panels, the batteries can be recharged regardless of location.

Ein großes Einsatzgebiet für derartige Fahrzeuge besteht bei der Post, Zeitungszustellung, Botendiensten usw. Der beschriebene Anhänger kann nicht nur mit einem Falirrad gekoppelt werden, sondern auch mit Fahrzeugen betrieben werden, die einen Verbrennungsmotorantrieb besitzen.A large area of application for such vehicles is in the post office, newspaper delivery, courier services, etc. The trailer described can not only be coupled to a Falir bike but can also be operated with vehicles that have a combustion engine drive.

Hier eröffnet sich eine einfache Verwirklichung des Hybridantriebes.. This opens up a simple possibility for the implementation of hybrid drive..

Fährt man z. B. mit dem Moped und dem beschriebenen Anhänger im gezogenen Betrieb, so kann über die Energierückspeisung die Akkus geladen werden. In Ballungsgebieten oder Kurzonen von Städten könnte der Verbrennungsmotor abgestellt werden und der Anhänger die Fahrenergie umweltfreundlich liefern, (leise und abgasfrei)!If, for example, you are driving a moped with the trailer described above, the batteries can be charged via the energy recovery. In urban areas or short-distance zones of cities, the combustion engine could be switched off and the trailer could provide the driving energy in an environmentally friendly way (quiet and emission-free)!

Zusätzlich hätte man eine größere Ladefläche für Transportaufgaben zur Verfügung.In addition, there would be a larger loading area available for transport tasks.

Im Prinzip könnte man solche Schiebeanhäger auch für PKW's bauen und damit jedes Kfz mit Verbrennungsantrieb wahlweise mit Elektroantrieb fahren, mit dem zusätzlichen Vorteil der Nutzbremsung, weil der Anhänger die kinetische Energie de.*·. Gesamtfahrzeuges in elektrische Energie zurückwandeln und im Akku speichern könnte.In principle, such push-to-pull trailers could also be built for cars, allowing any vehicle with a combustion engine to be driven with an electric drive, with the additional advantage of regenerative braking, because the trailer could convert the kinetic energy of the entire vehicle back into electrical energy and store it in the battery.

Ein anderer Bereich des universellen Einsatzes solcher Schiebeanhänger eröffnet sich bei Behindertenfahrzeugen. In Verbindung mit einem Rollstuhl entsteht wieder ein Elektrofahrzeug, das einfach zu steuern wäre, zusätzliche Lademöglichkeiten böte und viele Variationen zuließe.Another area of universal use for such push trailers is in vehicles for disabled people. In combination with a wheelchair, an electric vehicle is created that would be easy to control, offer additional charging options and allow for many variations.

Insgesamt erhält man durch solche Kombinationen Problemlösungen die einerseits dem Bedürfnis eines individuellen Verkehrsmittels gerecht werden, andererseits aber auch den Erfordernissen des ~ Umweltschutzes TLnST de s~~spärsamen Energieeinsatzes.Overall, such combinations provide solutions to problems that, on the one hand, meet the needs of an individual means of transport, but, on the other hand, also meet the requirements of environmental protection and the economical use of energy.

Claims (1)

S G H ü T Z A &Ngr;"&Iacgr;3 &Tgr;»¹ H tTC 5 E " ' SGH ü TZA &Ngr;"&Iacgr;3 &Tgr;» ¹ H tTC 5 E "' "I.) Fahrrad mit Anhänger als Elektrofahrzeug dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrrad(1) vom Anhänger (2) mit Motorkraft geschoben wird und die Steuerung der Schub- und Bremskraft vom FahrrullenlcerCH), (3), (15) aus erfolgt."I.) Bicycle with trailer as an electric vehicle characterized in that the bicycle (1) is pushed by the trailer (2) with motor power and the control of the pushing and braking force is carried out from the driving wheel (CH), (3), (15). 2o) Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubkraft durch zwei Gleichstrommotoren (4), die unter der hochklappbaren Ladefläche (17) des Anhängers eingebaut sind erzeugt wird.2o) Electric vehicle according to claim 1, characterized in that the thrust is generated by two direct current motors (4) which are installed under the fold-up loading area (17) of the trailer. 3·) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung entweder durch einstufige Zahnriemenübersetzung oder durch ein Cyclogetriebe vosri Motor (4) auf die Laufräder (22) des Anhängers erfolgt.3·) Electric vehicle according to claims 1 and 2, characterized in that the power transmission takes place either by a single-stage toothed belt transmission or by a cyclo-gearbox of the motor (4) to the wheels (22) of the trailer. 4·.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicher unter der Ladefläche (17) im Anhänger eingebaut sind.4·.) Electric vehicle according to claims 1-3, characterized in that the energy storage devices are installed under the loading area (17) in the trailer. 5.Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Motoren (4) und Akkumulatoren (6) mit Relais(7) in Reihen- und Parallelschaltung betrieben werden.5. Electric vehicle according to claims 1-4 characterized in that the two motors (4) and accumulators (6) are operated with relays (7) in series and parallel connection. 6.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß Fahrrad (1) und Anhänger (2) ait einer tfederstahlkupplung (8) + (23) gekoppelt sind.6.) Electric vehicle according to claims 1-5, characterized in that the bicycle (1) and trailer (2) are coupled by a spring steel coupling (8) + (23). 7·) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder (22) 'frommelbremsen (9) enthalten. Sie werden über eisen Seilaug (10) voa Fehrradloaker (11) aus betätigt, der im Bereich der Anhängerkupplung (23) auftrennbar ist.7·) Electric vehicle according to claims 1-6, characterized in that the running wheels (22) contain brakes (9). They are actuated via an iron cable eye (10) from the wheel lock (11), which can be separated in the area of the trailer coupling (23). - 2-- 2- 8.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrradlenker ein Steuergerät (3) angebracht ist, dessen Steuerleitung (13) mit einem Stecker (14) im Bereich der Anhängerkupplung mit dem Anhänger verbunden wird.8.) Electric vehicle according to claims 1 and 2, characterized in that a control device (3) is attached to the bicycle handlebar, the control line (13) of which is connected to the trailer by a plug (14) in the area of the trailer coupling. 9.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremshebel (15) mechanisch mit dem Fahrschalter (26) des Steuergerätes (3) verbunden ist. Damit wird eine Energierückspeisung geschaltet.9.) Electric vehicle according to claims 1-8, characterized in that the brake lever (15) is mechanically connected to the drive switch (26) of the control unit (3). This switches on energy recovery. 10.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1 -9, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Antrieostechnik in einem verkleideten Saum (16) unter der hochklappbaren Ladefläche (1?) des Anhängers untergebracht ist.10.) Electric vehicle according to claims 1 -9, characterized in that the entire drive technology is housed in a covered seam (16) under the fold-up loading area (1?) of the trailer. 11.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß über der Ladefläche (17) zwei Solargeneratoren (18) über Stützen (19) montiert sind.11.) Electric vehicle according to claims 1 - 10, characterized in that two solar generators (18) are mounted above the loading area (17) via supports (19). 12.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (16) Kühlluftöffnungen (32) und Luftleitbleche zwischen Motoren (4) und Akkus (6) enthält.12.) Electric vehicle according to claims 1-11, characterized in that the space (16) contains cooling air openings (32) and air baffles between motors (4) and batteries (6). 13.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verdrahtung nach beiliegendem Schaltplan verwirklicht ist.13.) Electric vehicle according to claims 1 - 12, characterized in that the electrical wiring is implemented according to the enclosed circuit diagram. 14.) Elektrofahrzeug nach den Ansprüchen 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfähigkeit der Lade-flcohe (1?) 100 kg zuläßt und sie hochklappbar und über die Arretie:?ong (36) veriasgelbar ist.14.) Electric vehicle according to claims 1 - 13, characterized in that the load-bearing capacity of the loading surface (1?) is 100 kg and it can be folded up and locked using the locking mechanism (36).