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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeige- und Bedienungssystem für ein motorisch betriebenes Fahrrad mit einer zentralen Anzeigeeinheit und mindestens einer separaten Bedienungseinheit, die mit der zentralen Anzeigeeinheit über eine Signalverbindung verbunden ist und die mindestens eine Einstellungsvorrichtung aufweist, wobei die separate Bedienungseinheit ausgestaltet ist, verschiedene Einstellungen der Einstellungsvorrichtung an der separaten Bedienungseinheit über die Signalverbindung in einem für die jeweils gegebene Einstellungsvorrichtungskonfiguration eindeutigen Signal an die zentrale Anzeigeeinheit zu übertragen und wobei eine an dem Fahrrad anbringbare Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit vorgesehen ist und die zentrale Anzeigeeinheit aus der Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit abnehmbar verbunden ist.
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Solche Anzeige- und Bedienungssysteme sind bereits bekannt, allerdings erfordert bei herkömmlichen Anzeige- und Bedienungssystemen für motorisch betriebene Fahrräder die Übertragung der Einstellungen der Bedienungseinheit an die zentrale Anzeigeeinheit einen hohen konstruktiven und energetischen Aufwand. Weiterhin tritt bei herkömmlichen Anzeige- und Bedienungssystemen für motorisch betriebene Fahrräder das Problem einer höheren elektrischen Leistungsaufnahme auf. Insbesondere bei elektrischen Fahrrädern ist eine geringe Leistungsaufnahme von wesentlichem Vorteil.
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Darüber hinaus sind solche Anzeige- und Bedienungssysteme aus der
EP 1 375 324 A2 bekannt, die eine Fahrradanzeige und zwei separate Bedienungseinheiten, die jeweils über eine Signalverbindung mit der Fahrradanzeige verbunden sind beschreibt. Die separaten Bedienungseinheiten weisen jeweils 3 Einstellungsvorrichtungen auf und die Fahrradanzeige kann abnehmbar an einer Montageklammer befestigt sein. Die Fahrradanzeige dient der Steuerung der Peripherieteile des Fahrrads.
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Weiterhin sind solche Anzeige- und Bediensysteme aus der
EP 1 398 266 A2 und der
US 2005/0 067 203 A1 bekannt, die jeweils eine aus einer Halterung entnehmbare Fahrradanzeige mit zwei separaten Bedienungseinheiten beschreiben.
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Die
EP 0 604 981 A2 und die
EP 0 654 383 A2 zeigen eine Anzeigeeinheit für ein Fahrrad, welche auf einem Hauptkontrollgerät befestigt ist und von diesem nicht abgenommen werden kann. In dem Hauptkontrollgerät ist ein Schlitz für eine Schlüsselkarte ausgebildet, wobei diese dem Freischalten des Hauptkontrollgerätes dient.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Anzeige- und Bedienungssystem der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die Bedienung des motorbetriebenen Fahrrads vereinfach wird.
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Diese Aufgabe wird bei dem Anzeige- und Bedienungssystem nach dem Obergriff des unabhängigen Anspruches 1 dadurch gelöst, die zentrale Anzeigeeinheit derart ausgestaltet ist, dass diese als ein Schlüssel für das Fahrrad dient.
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Das Anzeige- und Bedienungssystem weist eine an dem Fahrrad anbringbare Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit auf. Die zentrale Anzeigeeinheit ist aus der Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit abnehmbar verbunden. Somit wird eine einfache Diebstahlsicherung für die zentrale Anzeigeeinheit verwirklicht, die ein wertvolles Bauteil bei dem Fahrrad darstellt.
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Der Schlüssel kann so ausgestaltet sein, dass das Fahrrad verriegelt ist, wenn die zentrale Anzeigeeinheit sich nicht in der Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit befindet und das Fahrrad entriegelt ist, wenn die zentrale Anzeigeeinheit sich in der Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit befindet. Dies hat den Vorteil, dass eine separate Verriegelungsvorrichtung beim Fahrrad eingespart werden kann. Weiterhin kann der Schlüssel so ausgestaltet sein, dass der Schlüssel elektronische Baugruppen des Fahrrads aktiviert oder deaktiviert oder der Schlüssel als ein Schlüssel für die Elektronik des Fahrrads dient. Auf diese Weise kann die Sicherheit erhöht werden und die elektrische Leistungsaufnahme des Fahrrads im ausgeschalteten Zustand verringert werden.
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Durch dieses Zusammenwirken der separaten Bedienungseinheit mit der zentralen Anzeigeeinheit wird eine einfachere Konstruktion des Fahrrads möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch diese Art der Verringerung der Anzahl der zu übertragenden Signale und der Signalleitungen eine geringere elektrische Leistungsaufnahme des Anzeige- und Bedienungssystems bei einer geringen Datenübertragungsrate erreicht werden kann, ohne dass ein Verlust an Informationen auftritt.
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Das für die jeweils gegebene Einstellungsvorrichtungskonfiguration eindeutige Signal kann ein analoger Signalpegel oder ein digitales Signal sein. Die Signalverbindung kann zum Beispiel durch eine elektrische Signalleitung, eine Funkübertragung oder einen Lichtleiter realisiert werden.
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Die Einstellungsvorrichtung kann den Anforderungen an die zu übertragenden Einstellungen entsprechend als ein Schalter oder eine analog arbeitende Einstellvorrichtung realisiert werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der separaten Bedienungseinheit sind die Schalter der separaten Bedienungseinheit kostengünstige Druckschalter oder Schiebeschalter, die auch mehr als zwei Schalterstellungen einnehmen können.
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Weiterhin kann die separate Bedienungseinheit eine Bearbeitungsschaltung zur Bearbeitung der Signale aufweisen, die bei den verschiedenen Einstellungen der Schalter an der separaten Bedienungseinheit erzeugt werden. Auf diese Weise werden die Signale für eine sowohl besonders günstige als auch energiesparende Übertragung vorbereitet.
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Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems der vorliegenden Erfindung weist die separate Bedienungseinheit eine erste Bearbeitungslogik zum Multiplexen der Signale auf und weist die zentrale Anzeigeeinheit eine zweite Bearbeitungslogik zum Demultiplexen der Signale auf. Dies hat den Vorteil, dass die Signale auf effiziente Weise von der Bedienungseinheit an die zentrale Anzeigeeinheit übertragen werden.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Anzeige- und Bedienungssystem für eine Übertragung mit einem Standardprotokoll, ausgestaltet. Insbesondere die Standardprotokolle UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) oder SPI (Serial Peripheral Interface) sind für die Übertragung vorteilhaft, weil sie eine sichere Übertragung ermöglichen und die dafür benötigten Bauteile kostengünstig sind.
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Weiterhin kann das Signal ein 8-Bitwort sein. Insbesondere können die ersten drei Bits des 8-Bitworts Synchronisationsbits sein. Weiterhin können fünf Bits des 8-Bitworts für die Datenübertragung verwendet werden. Auf diese Weise sind kostengünstige 8-Bitsysteme einsetzbar.
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Weiterhin kann die separate Bedienungseinheit einen Anschluss für einen externen digitalen oder analogen Signalgeber aufweisen. Der Signalgeber kann insbesondere ein Potentiometer sein. Der Anschluss für das Potentiometer kann als ein seitlicher Anschluss oder als ein radialer Anschluss gestaltet sein. Somit können Einstellungen an der separaten Bedienungseinheit einfach ausgelesen werden oder zusätzliche Daten eingespeist werden, die auf das Bedienungssystem und die Betriebsparameter des Fahrrads einwirken.
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Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems ist eine zentrale Steuereinheit der zentralen Anzeigeeinheit zugeordnet. Somit wird die Steuerung des Fahrrads vereinfacht.
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Die zentrale Steuereinheit kann außerhalb der zentralen Anzeigeeinheit angeordnet sein. Auf diese Weise kann die zentrale Anzeigeeinheit kostengünstiger hergestellt werden. Bei der Verwendung von verschiedenen Anzeigeneinheiten an einem Fahrrad für verschiedene Einsatzzwecke ist dies besonders vorteilhaft.
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Weiterhin kann die separate Bedienungseinheit an einem Lenker des Fahrrads in der Nähe des Handgriffes anbringbar sein. Dies ermöglicht eine höhere Verkehrssicherheit, weil der Fahrer des Fahrrads bei der Bedienung der separaten Bedienungseinheit seine Hand in der Nähe des Handgriffes halten kann.
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Weiterhin kann die Halterung Kontakte zur Übertragung von Daten an die zentrale Anzeigeeinheit aufweisen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kontakte seitlich angeordnet. Auf diese Weise sind die Kontakte besser vor Regen und Staunässe sowie Wasserfilme geschützt, wenn sich die zentrale Anzeigeeinheit nicht in ihrer Halterung befindet. Der Schutz wird verbessert, wenn auf dem Träger der Kontakte ein Quersteg angeordnet ist, der die Kontakte überdacht.
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Insbesondere kann die Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit einen Spannungsgeber aufweisen, um eine Versorgungsspannung für die zentrale Anzeigeeinheit zu erzeugen. Weiterhin können Anschlüsse für einen ersten Spannungspegel und einen zweiten Spannungspegel vorgesehen sein. Der erste Spannungspegel kann zum Beispiel 6 Volt und der zweite Spannungspegel 24 Volt betragen. Auf diese Weise sind bei dem Anzeige- und Bedienungssystem auf der Halterung verschiedene zentrale Anzeigeeinheiten einsetzbar.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Anzeige- und Bedienungssystem eine automatische Ausschaltschaltung auf. Beim Entnehmen der zentralen Anzeigeeinheit aus ihrer Halterung wird automatisch das Anzeige- und Bedienungssystem ausgeschaltet. Dies sichert eine Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme.
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Weiterhin können elektrische Verbraucher des Zweirades beim Entnehmen der zentralen Anzeigeeinheit aus ihrer Halterung durch die automatische Ausschaltschaltung automatisch ausgeschaltet werden, wie zum Beispiel ein elektrischer Motor oder eine Lichtanlage des Fahrrads. Dies sichert eine weitere Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme im ausgeschalteten Zustand.
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Weiterhin kann die zentrale Anzeigeeinheit eine interne Spannungsquelle aufweisen. Somit kann die zentrale Anzeigeeinheit auch nach ihrer Abnahme aus der Halterung bestimmte Informationen anzeigen. Dies ist für bestimmte Anwendungen besonders vorteilhaft, wenn der Nutzer die gewünschten Informationen überprüfen möchte. Die interne Spannungsquelle der zentralen Anzeigeeinheit kann zum Beispiel durch eine Batterie, einen Akkumulator oder einen Kondensator verwirklicht werden.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die automatische Ausschaltschaltung außerhalb der zentralen Anzeigeeinheit angeordnet und derart ausgestaltet, dass das Anzeige- und Bedienungssystem nach einer Betätigung der separaten Bedienungseinheit umgehend wieder in den ausgeschalteten Zustand zurückgefahren wird, wenn die zentrale Anzeigeeinheit sich nicht in der Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit befindet. Insbesondere gegenüber einer unbefugten Betätigung durch Dritte bei einem verriegelten Fahrrad erhöht diese Ausgestaltung die Sicherheit und ermöglicht eine weitere Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Halterung oder die separate Bedienungseinheit eine Aufweckschaltung aufweisen. Beim Einbringen der zentralen Anzeigeeinheit in ihre Halterung schaltet die Aufweckschaltung das Anzeige- und Bedienungssystem ein. Dies erhöht den Komfort für den Fahrer. Zusätzlich kann mindestens einer der Schalter zum Einschalten vorgesehen sein.
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Weiterhin kann an der separaten Bedienungseinheit oder der zentralen Anzeigeeinheit ein Eingang für Signale von mindestens einem externen Sensor vorgesehen sein. Auf diese Weise können verschiedene Messwerte externer Sensoren für den Fahrer angezeigt werden, wozu auf die Herz- oder Trittfrequenz des Fahrers verwiesen wird. Es kann zum Beispiel über einen Sensor auch der Ladezustand der Batterien angezeigt werden.
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Die zentrale Anzeigeeinheit kann Bedienelemente aufweisen, wodurch für den Nutzer eine verbesserte Bedienung des Anzeige- und Bedienungssystems ermöglicht wird.
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Durch das Zusammenwirken der separaten Bedienungseinheit mit der zentralen Anzeigeeinheit ist eine besonders flexible Gestaltung der gewünschten Funktionen mit einer einfachen Übertragung der Einstellungen an der separaten Bedienungseinheit möglich. In vorteilhafter Weise wird das Anzeige- und Bedienungssystem der vorliegenden Erfindung auf ein motorisch betriebenes Fahrrad angewendet. Insbesondere kann das motorisch betriebene Fahrrad ein elektrisches Fahrrad sein, bei dem die Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme besonders wichtig ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:
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1 eine Übersichtsdarstellung eines Anzeige- und Bedienungssystems mit einer zentralen Anzeigeeinheit, einer separaten Bedienungseinheit und einer Halterung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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2 eine Explosionsdarstellung der separaten Bedienungseinheit nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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3a die separate Bedienungseinheit mit einem seitlichen Anschluss für ein Potentiometer nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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3b die separate Bedienungseinheit mit einem radialen Anschluss für ein Potentiometer nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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4a die Anzeigeeinheit in der Betriebsposition in ihrer Halterung,
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4b die Anzeigeneinheit bei der Entnahme aus ihrer Halterung
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems, bei dem die zentrale Anzeigeeinheit nicht auf der Halterung, sondern unmittelbar auf einem Spannhebel angeordnet ist, und
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6 ein anderes Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems, bei dem die zentrale Anzeigeeinheit nicht auf der Halterung und nicht auf dem Spannhebel, sondern unmittelbar an einem Lenker angeordnet ist.
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1 zeigt ein Anzeige- und Bedienungssystem für ein Fahrrad nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Anzeige- und Bedienungssystem weist eine zentrale Anzeigeeinheit 1 und mindestens eine separate Bedienungseinheit 2 auf, die mit der zentralen Anzeigeeinheit 1 über eine nicht dargestellte Signalverbindung verbunden ist und die mindestens eine Einstellungsvorrichtung 3a, 3b aufweist. Die nicht dargestellte Signalverbindung kann zum Beispiel eine elektrische Signalleitung, eine Funkübertragung oder ein Lichtleiter sein. Verschiedene Einstellungen der Einstellungsvorrichtung 3a, 3b an der separaten Bedienungseinheit 2 werden von der separaten Bedienungseinheit 2 über die Signalverbindung in einem für die jeweils gegebene Einstellungsvorrichtungskonfiguration eindeutigen Signal an die zentrale Anzeigeeinheit 1 übertragen, wobei das Signal ein digitales Signal oder ein analoges Signal sein kann. In der 1 ist gezeigt, dass die separate Bedienungseinheit 2 an einem Lenker des Fahrrads in der Nähe des Handgriffes 6 angeordnet ist, wobei auch mehrere Bedienungseinheiten 2 vorgesehen und gemäß einem nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel an beiden Lenkerenden platziert sein können.
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Die 2 zeigt, dass die separate Bedienungseinheit 2 eine Bearbeitungsschaltung 4, insbesondere eine integrierte Schaltung oder einen Mikroprozessor zur Bearbeitung der Signale aufweisen kann, die bei den verschiedenen Einstellungen der Einstellungsvorrichtung 3a, 3b an der separaten Bedienungseinheit 2 erzeugt werden. Die separate Bedienungseinheit 2 kann eine erste Bearbeitungslogik zum Multiplexen der Signale aufweisen und die zentrale Anzeigeeinheit 1 kann eine zweite Bearbeitungslogik zum Demultiplexen der Signale aufweisen. Das Signal kann ein 8-Bitwort sein. Weiterhin können die ersten drei Bits des 8-Bitworts Synchronisationsbits sein. Für die Übertragung des Signals kann ein Standardprotokoll, wie zum Beispiel UART oder SPI verwendet werden. In der 2 ist gezeigt, dass die Einstellungsvorrichtungen 3a, 3b der separaten Bedienungseinheit 2 als Druckschalter und als Schiebeschalter ausgestaltet sein können.
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Weiterhin kann die externe Bedienungseinheit (2) mindestens einen Eingang für Signale von einem externen digitalen und/oder externen analogen Sensor aufweisen.
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3a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems, bei dem die separate Bedienungseinheit 2 einen seitlichen Anschluss 5a für ein Potentiometer aufweist. 3b zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems, bei dem die separate Bedienungseinheit 2 einen radialen Anschluss 5b für das Potentiometer aufweist. Eine nicht dargestellte zentrale Steuereinheit kann der zentralen Anzeigeeinheit 1 zugeordnet sein, wobei die nicht dargestellte zentrale Steuereinheit außerhalb der zentralen Anzeigeeinheit 1 angeordnet sein kann. Weiterhin kann an der separaten Bedienungseinheit 2 oder der zentralen Anzeigeeinheit 1 ein nicht dargestellter Eingang für Signale von einem externen Sensor vorgesehen ist.
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Die 4a zeigt das Anzeige- und Bedienungssystem mit der zentralen Anzeigeeinheit 1 in einer Betriebsposition in einer Halterung 7 für die zentrale Anzeigeeinheit 1. 4b zeigt bei dem Anzeige- und Bedienungssystem die Entnahme der zentralen Anzeigeeinheit 1 aus ihrer Halterung 7. Die Halterung 7 für die zentrale Anzeigeeinheit 1 kann seitlich angeordnete Kontakte 8 aufweisen, wie in der 4b dargestellt ist. Die Halterung 7 kann einen nicht dargestellten Spannungsgeber aufweisen, um eine Versorgungsspannung für die zentrale Anzeigeeinheit zu erzeugen. Weiterhin kann die zentrale Anzeigeeinheit 1 eine Schlüsselfunktion für das Fahrrad aufweisen. Zum Beispiel ist das Fahrrad verriegelt, wenn die zentrale Anzeigeeinheit 1 sich nicht in ihrer Halterung 7 befindet, und ist das Fahrrad entriegelt, wenn die zentrale Anzeigeeinheit 1 sich in ihrer Halterung 7 befindet. Weiterhin kann der Schlüssel elektronische Baugruppen des Fahrrads aktivieren oder deaktivieren. Somit kann der Schlüssel auch als ein Schlüssel für die Fahrradelektronik dienen.
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Weiterhin kann das Anzeige- und Bedienungssystem eine nicht dargestellte automatische Ausschaltschaltung aufweisen, um beim Entnehmen der zentralen Anzeigeeinheit 1 aus ihrer Halterung 7 das Anzeige- und Bedienungssystem in einen energiesparenden Zustand, insbesondere in einen ausgeschalteten Zustand zu bringen. Elektrische Verbraucher des Fahrrads können bei der Entnahme der zentralen Anzeigeeinheit 1 aus ihrer Halterung 7 automatisch ausgeschaltet werden. Weiterhin kann die nicht dargestellte Ausschaltschaltung außerhalb der zentralen Anzeigeeinheit 1 vorgesehen werden, so dass das Anzeige- und Bedienungssystem nach einer Betätigung der separaten Bedienungseinheit 2 möglichst schnell wieder in den ausgeschalteten Zustand zurückgefahren wird, wenn die zentrale Anzeigeeinheit 1 sich nicht in ihrer Halterung 7 befindet.
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Außerdem kann die Halterung oder die Bedienungseinheit eine nicht dargestellte Aufweckschaltung aufweisen, um beim Einbringen der zentralen Anzeigeeinheit 1 in ihrer Halterung 7 das Anzeige- und Bedienungssystem einzuschalten.
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Weiterhin kann die zentrale Anzeigeeinheit 1 eine nicht dargestellte Spannungsquelle aufweisen, so dass die zentrale Anzeigeeinheit 1 die vom Nutzer erwünschten Informationen auch im abgenommenen Zustand anzeigen kann. Die nicht dargestellte Spannungsquelle kann zum Beispiel eine Batterie, ein Akkumulator oder ein Kondensator sein.
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Das Anzeige- und Bedienungssystem kann einen nicht dargestellten Sensor aufweisen, der mit der zentralen Anzeigeeinheit 1 verbunden ist, um zum Beispiel den Ladezustand der Batterie anzuzeigen.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems nach der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen der 1, 3 und 4 ein Spannhebel 9 eine integrierte Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit 1 auf. Die zentrale Anzeigeeinheit 1 ist mit der integrierten Halterung des Spannhebels 9 abnehmbar verbunden.
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In der 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Anzeige- und Bedienungssystems nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei dem im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen der 1 und 3 bis 5 an einem Lenkervorbau eine Halterung für die zentrale Anzeigeeinheit 1 angeordnet ist, wobei die zentrale Anzeigeeinheit 1 mit der Halterung an dem Lenkervorbau abnehmbar verbunden ist.
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Das Anzeige- und Bedienungssystem der vorliegenden Erfindung ist allgemein auf Fahrräder und insbesondere auf motorisch betriebene Fahrräder anwendbar. Besonders vorteilhaft ist das Anzeige- und Bedienungssystem der vorliegenden Erfindung auf elektrische Fahrräder anwendbar.
