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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit eines E-Bikes mit Mittelmotor (1), aufweisend eine Blockiervorrichtung und einem Freilauf an der Hinterradnabe.
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Es sind Blockiervorrichtungen eingangs genannter Art bekannt geworden, die dazu dienen, eine Kettenschmierung bei E-Bikes mit Mittelmotor zu erleichtern.
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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.
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Das funktioniert allerdings nur, weil diese Fahrräder einen Freilauf in der Hinterradnabe haben und deshalb die Kurbel samt Kette rückwärts gedreht werden kann.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese 3 bekannten Systeme sind:
- https://www.crankstick.de/
- https://www.mcquades.de/de/
- https://www.kettenmeister.com/
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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
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Eine erste Art einer Blockiervorrichtung besteht nach dem Gegenstand der
DE 20 2020 002 413 U1 aus einem Kleinwerkzeug zur manuellen Blockade der Antriebseinheit eines Pedelecs. Nachteil ist jedoch der manuelle Aufwand bei der Durchführung einer Kettenschmierung und die Notwendigkeit, ein solches Kleinwerkzeug ständig mit sich führen zu müssen.
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Die
DE 20 2020 002 700 U1 beschreibt eine Kettenrückvorrichtung für Fahrräder mit elektrischem Antrieb, bei welcher das Blockierwerkzeug aus einem Handgriff und einem seilartigen Umschlingungselement besteht. Auch hier besteht der Nachteil, ein solches Werkzeug ständig mit sich führen zu müssen und der weitere Nachteil eines relativ großen Aufwandes bei der Verwendung einer solchen manuellen Blockiervorrichtung.
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In der
DE 10 2019 115 545 B3 ist ein Werkzeug für die Wartung und ein Verfahren zur Wartung einer Antriebskette eines Fahrrades beschrieben, das jedoch wiederum nur als separates Teil ständig mit dem Benutzer des E-Bikes mitgeführt werden muss.
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Die
EP 3 778 367 A1 zeigt eine Blockiervorrichtung für die Antriebseinheit eines Fahrrades, das einen Freilauf an der Hinterachse aufweist und zudem eine Freilaufkupplung zwischen der Tretkurbel und der Antriebsachse vorhanden ist. Die Blockiervorrichtung ist zur Ausschaltung oder Überbrückung der Freilaufkupplung in bestimmten Betriebszuständen des Fahrrades geeignet, kann jedoch nicht mit einem E-Bike verwendet werden.
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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.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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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.
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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.
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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.
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Dabei ist bekannt, dass das Kettenblatt bei Mittelmotoren über eine große Kettenblattmutter befestigt wird.
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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.
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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.
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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.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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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.
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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.
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Es zeigen:
- 1: Draufsicht auf die Antriebseinheit eines E-Bikes mit Mittelmotor mit einer entkoppelten Blockiervorrichtung
- 2: die gleiche Darstellung wie 1 mit einer gekoppelten Blockiervorrichtung
- 3: eine vergrößerte Darstellung der 3 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
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In 1 ist die Draufsicht auf die mittlere Antriebseinheit eines E-Bikes mit Darstellung eines Mittelmotors 1 gezeigt, der eine Antriebsachse 2 antreibt, die mit einer ersten Tretkurbel 3 verbunden ist.
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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.
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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.
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Aus 1 und 2 ist zu entnehmen, dass das Kettenblatt 5 in an sich bekannter Weise mit einer Kettenblattmutter 7 auf der Antriebsachse 2 festgelegt ist.
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Aus 3 ergeben sich weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Blockiervorrichtung.
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Aus 1 ist zu entnehmen, dass die Blockiervorrichtung 10 im Abstand 23 von der Drehachse 17 der Antriebsachse 2 in der kettenblattseitigen Tretkurbel 4 integriert ist.
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Zu diesem Zweck ist in 3 gezeigt, dass in der Tretkurbel 4 nahe der Aufnahme der Tretkurbel auf der Antriebsachse eine erste quer verlaufende Ausnehmung 13 vorhanden ist, in welcher der Kopf 22 eines Blockierstiftes 11 verschiebbar gelagert ist, wobei der Blockierstift 11 vorzugsweise als Zylinderstift ausgebildet ist.
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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.
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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.
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Auf diese Weise wird der Blockierstift 11 in Pfeilrichtung 20' federbelastet in seiner ausgerückten, nicht blockierten Stellung gehalten.
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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.
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In einer anderen, nicht dargestellten Ausführung kann die Ausnehmung 16 auch entfallen. In diesem Fall ist die Mutter 15 von außen sichtbar.
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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.
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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.
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Die vordere Spitze des Bolzens 14 wird durch eine Blockierspitze 18 gebildet.
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Die 3 zeigt die eingerückte und blockierte Stellung der Blockiervorrichtung 10, wenn diese mittels Daumendruck auf den Kopf 22 entgegen der Kraft der Druckfeder 12 nach vorne geschoben wird und die Blockierspitze 18 damit in Eingriff mit einer Ausnehmung 9 am Außenumfang der Kettenblattmutter 7 gelangt.
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Dies ist in 4 in perspektivischer Darstellung gezeigt, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen die Tretkurbel 4 nicht dargestellt ist, sondern nur die in der Tretkurbel 4 integrierte Blockiervorrichtung 10.
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Aus 4 ist zu entnehmen, dass beim Rückwärtsdrehen der Kettenblattmutter 7 irgendwann die Blockierspitze 18 in Eingriff mit einer nach außen geöffneten Ausnehmung 9 in der Kettenblattmutter 7 kommt. Während der Rückwärtsdrehung bleibt die Blockierspitze 18 im Eingriff mit der Ausnehmung 9 in der Kettenblattmutter 7. Die dabei entstehende, blockierende Reibung entsteht zwischen Blockierspitze 18 und Tretkurbel 4.
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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 1 zurück.
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Die 4 zeigt ein Kettenblatt 5 und ferner die Tretkurbelachse 21, auf dem die Tretkurbel 4 befestigt ist. Demnach erfolgt das Einrücken der Blockiervorrichtung 10 in Pfeilrichtung 20 (siehe 3) entgegen der Kraft der Druckfeder 12, wo hingegen die Blockiervorrichtung 10 in ständigem Eingriff mit der Kettenblattmutter 7 gehalten bleibt, solange die Rückwärtsdrehung zwecks Schmierung der Antriebskette 6 stattfindet.
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Sobald die Rückwärtsdrehung aufhört, springt der Blockierstift 11 in Pfeilrichtung 20' wieder in seine Ruhelage zurück. Dies ist in 5 dargestellt.
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Die 6 zeigt die eingerückte Stellung des Blockierstiftes 11, der in Pfeilrichtung 20 entgegen der Kraft der Druckfeder 12 bewegt wurde.
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Schließlich zeigt die 7 eine Innenansicht der Tretkurbel 4 in perspektivischer Darstellung, wobei die Blockierspitze 18 des Blockierstiftes 11 in der ausgerückten, gekoppelten Stellung gezeigt ist.
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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.
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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.
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Zeichnungslegende
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- 1
- Mittelmotor
- 2
- Antriebsachse
- 3
- Tretkurbel
- 4
- Tretkurbel
- 5
- Kettenblatt
- 6
- Antriebskette
- 7
- Kettenblattmutter (von 5)
- 8
- Freilaufkupplung
- 9
- Ausnehmung (in 7)
- 10
- Blockiervorrichtung
- 11
- Blockierstift
- 12
- Druckfeder
- 13
- Ausnehmung (in 4)
- 14
- Bolzen (von 11)
- 15
- selbstsichernde Mutter (von 11)
- 16
- Ausnehmung (in 4)
- 17
- Drehachse
- 18
- Blockierspitze (von 11)
- 19 20
- Pfeilrichtung 20`
- 21
- Tretkurbelachse
- 22
- Kopf (von 11)
- 23
- Abstand