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Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrrad mit einem Hybridantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrofahrrades gemäß Patentanspruch 15 .
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Aus der
DE 10 2009 045 447 A1 ist ein Elektrofahrrad mit einem Hybridantrieb bekannt, der einen Elektromotor, eine mit dem Elektromotor verbundene Batterie zur Speicherung elektrischer Energie, einen Kurbeltrieb mit durch Muskelkraft betätigbaren Tretkurbeln, die an einer um eine Kurbelachse drehbar angeordneten Tretkurbelwelle befestigt sind, und ein Planetengetriebe zum Antrieb des Elektrofahrrads sowohl durch den Elektromotor als auch durch die Muskelkraft eines Fahrrads umfasst, wobei das Planetengetriebe und der Elektromotor um die Tretkurbelwelle des Kurbeltriebs angeordnet sind. Weiterhin umfasst das Elektrofahrrad eine Steuereinheit, einen Drehzahlsensor am Planetengetriebe, einen Geschwindigkeitssensor zur Erfassung der Fahrradgeschwindigkeit und einen elektrischen Aktuator zum Ausführen eines Gangwechsels eines Schaltgetriebes des Elektrofahrrads.
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Zur Vermeidung von Beschädigungen oder eines übermäßigen Verschleißes der bei einem derartigen Elektrofahrrad verwendeten konventionellen Ketten- oder Nabenschaltung oder der Kette im Antriebsstrang zwischen dem Hybridantrieb und dem Antriebsrad des Elektrofahrrads bei einem Schaltvorgang unter Last wird die Steuereinheit so ausgelegt, dass eine Steuerung zur Veränderung des Drehmoments am Planetengetriebe erfolgt, um die vom Hybridantrieb über die Kette auf die Schaltung ausgeübte Last zu reduzieren. Hierzu wird beim Gangwechsel die Drehzahl beziehungsweise der Antrieb des Elektromotors und somit das Drehmoment am Sonnenrad des Planetengetriebes kurzzeitig reduziert, so dass weiche und komfortable Schaltvorgänge an der Ketten- oder Nabenschaltung ermöglicht und die Schaltkomponenten geschont werden.
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Aus der
EP 2 452 866 A1 ist eine Einrichtung zur Erfassung der Betätigung eines Kettenschaltungskabels für eine Elektrofahrrad bekannt, die einen am Rahmen des Elektrofahrrades befestigtes Gehäuse mit einem Gehäusedeckel zur Aufnahme eines Kabeldrahtes des Kettenschaltungskabels, eine arm Gehäuse befestigte Schaltkreisplatine und ein mit dem Kabeldraht verbundenes Magnetelement enthält. Die Schaltkreisplatine ist auf den Kabeldraht ausgerichtet und mit einem Elektrokabel verbunden und enthält mehrere magnetische Sensoren, die auf das mit dem Kabeldraht verbundene Magnetelement ausgerichtet sind, so dass bei einer Betätigung der Kettenschaltung eine Spannung in die magnetischen Sensoren induziert wird, die von der Schaltkreisplatine in ein Signal umgewandelt wird, das an eine Steuereinrichtung abgegeben wird, um die Stromversorgung des Elektromotors des Elektrofahrrades für die benötigte elektromotorische Unterstützung an die Pedalkraft des Fahrers anzupassen.
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Aus der WO 2011 / 158 220 A2 ist eine Schaltvorrichtung für ein Elektrofahrrad bekannt, das einen Antrieb durch Menschenkraft und einen Elektromotor aufweist, der bei eingelegtem Gang einer Gangschaltung der Schaltvorrichtung den Antrieb des Elektrofahrrades unterstützt. Dazu weist die Schaltvorrichtung eine mit dem Elektromotor verbundene Steuereinrichtung auf, die das Antriebsdrehmoment des Elektromotors derart steuert, dass bei einem Gangwechsel der Gangschaltung das Antriebsdrehmoment des Elektromotors vermindert ist. Wird durch den Benutzer mittels eines Gangwahlschalters über eine Schaltverbindung zur Radnabe des Elektrofahrrades ein Gangwechsel veranlasst, so wird dieser Gangwechsel über eine Signalleitung an die Steuereinrichtung signalisiert. Damit der Schaltvorgang lastfrei erfolgt, erfasst ein Drehmomentsensor an einer Tretkurbelwelle den Zeitpunkt, zu dem das Drehmoment des Antriebs durch Menschenkraft einen Schwellwert unterschritten hat. und signalisiert dieses Unterschreiten über die Signalleitung der Steuereinrichtung, die über eine Steuerleitung den Antrieb durch den Elektromotor vermindert. Sobald der Drehmomentsensor über die Signalleitung der Steuereinrichtung signalisiert, dass wieder ein Antrieb durch Menschenkraft anliegt, steuert die Steuereinrichtung über die Steuerleitung den Antrieb durch den Elektromotor erneut auf einen vorgegebenen Leistungswert des Elektromotors.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, ein Elektrofahrrad mit einem Hybridantrieb der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem ein Gangwechsel des Kettengetriebes zum Reduzieren des vom elektromotorischen Antrieb des Hybridantriebs abgegebenen Drehmoments beim Gangwechsel sicher erfasst wird und die zur Erfassung eines Gangwechsels dienenden Bauteile vor Beschädigungen und Verschmutzungen geschützt sind.
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Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch ein Elektrofahrrad mit einem Hybridantrieb entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrofahrrads mit einem Hybridantrieb gemäß dem Patentanspruch 15 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet eine sichere Erfassung eines Gangwechsels des Kettengetriebes mittels des in den Seil- oder Bowdenzug integrierten Schaltsensors und Abgabe eines Sensorsignals an eine Steuerelektronik des Hybridantriebs, so dass das vom elektromotorischen Antrieb des Hybridantriebs abgegebene Drehmoment beim Gangwechsel kurzzeitig reduziert wird, im Wesentlichen belastungsfreie Schaltvorgänge des Kettengetriebes gewährleistet sind und die einzelnen Komponenten des Kettengetriebes nicht beschädigt werden.
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Infolge der Durchführung des Seil- oder Bowdenzugs durch das Antriebsgehäuse des Hybridantriebs ist eine sichere Anordnung des Seil- oder Bowdenzugs in dem gefährdeten Bereich des Kurbeltriebs gewährleistet, der im Allgemeinen am tiefsten Punkt des Fahrradrahmens angeordnet und daher besonders gegenüber Beschädigungen und Verschmutzungen gefährdet ist. Durch die Anordnung des Schaltsensors innerhalb des Antriebsgehäuses wird auch der Schaltsensor vor Beschädigung und Verschmutzung geschützt und kann unmittelbar an der Steuerelektronik des Hybridantriebs angeordnet werden, so dass kurze Übertragungswege für das Sensorsignal gewährleistet sind.
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Durch die Anordnung zumindest von Teilen des Schaltsensors auf einer die Steuerelektronik aufnehmenden Platine ist eine einfache und sichere Platzierung des Schaltsensors möglich, so dass auch bei Erschütterungen eine sichere Signalübertragung vom Schaltsensor zur Steuerelektronik gewährleistet ist. Darüber hinaus ist keine zusätzliche Aufnahme im Antriebsgehäuse zur Befestigung des Schaltsensors erforderlich.
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In einer ersten Variante besteht der Schaltsensor aus einem auf den Seil- oder Bowdenzug ausgerichteten, analogen Hallgeber, der durch einen Schaltvorgang ausgelöste Bewegungen des Seilzuges beziehungsweise durch den Mantel des Bowdenzugs hindurch Bewegungen des Seils des Bowdenzugs erkennt.
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Bei dieser ersten Variante des Schaltsensors wird ein problemloser Austausch des Seil- oder Bowdenzugs ermöglicht, der lediglich durch einen Kanal des Antriebsgehäuses geschoben werden muss, wobei dieser Kanal eine Öffnung im Bereich des Hallgebers aufweist.
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In einer zweiten Variante besteht der Schaltsensor aus einem mit dem Seil- oder Bowdenzug verbundenen Dauermagneten und einen auf den Dauermagneten ausgerichteten, analogen Hallgeber.
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Diese zweite Variante des Schaltsensors gewährleistet eine verbesserte Bewegungserkennung durch den Hallgeber aufgrund der Signalverstärkung durch den Dauermagneten.
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In bevorzugter Ausführungsform besteht der Dauermagnet aus einem auf den Seil- oder Bowdenzug aufgepressten Eisenkörper.
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In einer dritten Variante weist der Schaltsensor einen Dauermagneten, der mit einer im Antriebsgehäuse angeordneten Umlenkrolle verbundenen ist, und einen auf den Dauermagneten ausgerichteten, analogen Hallgeber auf, wobei das Seil des Seilzugs oder das freigelegte Seil des Bowdenzugs um die Umlenkrolle gelegt ist.
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Bei dieser dritten Variante führt eine durch einen Schaltvorgang ausgelöste Bewegung des Seil- oder Bowdenzuges zu einer Drehung der Umlenkrolle, wodurch auch geringe Bewegungen des Seilzuges oder freigelegten Bowdenzuges in eine definierte Bewegung der Umlenkrolle umgesetzt werden und dadurch eine eindeutige Erkennung einer Schaltbewegung durch den Hallgeber gewährleistet ist.
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Als Hallgeber kann sowohl ein analoger Hallgeber als auch ein digitaler Hallgeber eingesetzt werden, bei dem das Signal eines analogen Hallgebers mittels eines Komparators in ein digitales Signal umgewandelt wird.
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Das Kettengetriebe weist in einer ersten Ausführungsform mindestens ein mit der Abtriebswelle des Hybridantriebs verbundenes Kettenblatt, eine um das Kettenblatt gelegte Kette und eine mit dem Antriebsrad verbundene Ketten- oder Nabenschaltung auf, wobei ein erster Seil- oder Bowdenzug durch das Antriebsgehäuse zur Ketten- oder Nabenschaltung geführt und mit einem ersten innerhalb des Antriebsgehäuses angeordneten Schaltsensor verbunden ist.
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In dieser Ausführungsform wird lediglich ein Seil- oder Bowdenzug benötigt, der eine Schaltvorrichtung in Form eines Schalthebels oder Schaltringes mit der Ketten- oder Nabenschaltung verbindet, wobei der Seil- oder Bowdenzug durch Ösen entlang des Unterrohres des Fahrradrahmens oder innerhalb des Unterrohres, durch das Antriebsgehäuse und durch Ösen an den unteren Streben beziehungsweise Kettenstreben des Hinterbaus des Fahrradrahmens zur Ketten- oder Nabenschaltung geführt ist.
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In einer zweiten Ausführungsform weist das Kettengetriebe zusätzlich zu der mit dem Antriebsrad verbundenen Ketten- oder Nabenschaltung und einem diese mit einem Schalthebel oder Schaltring verbindenden ersten Seil- oder Bowdenzug zwei parallel zueinander angeordnete und mit der Abtriebswelle des Hybridantriebs verbundene Kettenblätter und einen die Kette um eines der beiden Kettenblätter legenden Umwerfer auf, der über einen zweiten, durch das Antriebsgehäuse geführten Seil- oder Bowdenzug mit einem zweiten Schalthebel und einem zweiten, innerhalb des Antriebsgehäuses angeordneten Schaltsensor verbunden ist, so dass zwei Seil- oder Bowdenzüge durch das Antriebsgehäuse geführt und mit jeweils einem Schaltsensor versehen sind.
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Da die auf die Tretkurbelwelle des Kurbeltriebs aufgesteckten Kettenblätter unmittelbar neben einer Seitenwand des Antriebsgehäuses angeordnet sind, ist das Durchführen des Seil- oder Bowdenzugs zur Betätigung des Umwerfers besonders vorteilhaft, da neben einer geschützten Unterbringung des Seil- oder Bowdenzuges eine kürzere Verbindung zu dem beispielsweise am Antriebsgehäuse befestigten Umwerfer ermöglicht wird.
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Durch die zumindest abschnittsweise Führung des Seil- oder Bowdenzugs in Führungskanälen des Antriebsgehäuses wird gewährleistet, dass der Seil- oder Bowdenzug nicht mit bewegten Komponenten des Hybridantriebs kollidiert und zumindest bei der ersten Variante des Schaltsensors ein problemloser Austausch des Seil- oder Bowdenzuges gewährleistet ist.
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Vorzugsweise ist das Antriebsgehäuse in den Rahmen des Elektrofahrrads integriert, indem es in die Verbindung des Unterrohres, des Sattelrohres und der Kettenstrebe des Fahrradrahmens eingesetzt wird.
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Der Hybridantrieb besteht vorzugsweise aus einer im Antriebsgehäuse gelagerten und mit einem Kettenrad des Kettengetriebes verbundenen Hohlwelle, einer koaxial zur Hohlwelle angeordneten Tretkurbelwelle, die an beiden Enden mit Tretkurbeln verbunden ist, einer ersten, zwischen der Hohlwelle und der Tretkurbelwelle angeordneten drehrichtungsabhängig geschalteten Kupplung und einer die Abtriebswelle des elektromotorischen Antriebs des Hybridantriebs mit der Hohlwelle verbindenden zweiten drehrichtungsabhängig geschalteten Kupplung.
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Zum Betrieb eines Elektrofahrrads mit einem Hybridantrieb, der einen durch Muskelkraft betätigbaren Kurbeltrieb, einen elektromotorischen Antrieb sowie eine Steuervorrichtung enthält und ein Antriebsrad über einen Antriebsstrang mit einem Schaltgetriebe antreibt, das über einen durch ein Antriebsgehäuse des Hybridantriebs geführten und einen innerhalb des Antriebsgehäuses Hybridantriebs angeordneten Schaltsensor enthaltenden Seil- oder Bowdenzug mit einer Schaltvorrichtung verbunden ist, gibt der Seil- oder Bowdenzug beim Betätigen der Schaltvorrichtung ein Sensorsignal an die Steuerelektronik ab, die die vom Hybridantrieb auf den Antriebsstrang ausgeübte Kraft reduziert oder freischaltet, wobei der Sollwert für die während einer Betätigung der Schaltvorrichtung vom elektromotorischen Antrieb des Hybridantriebs abgegebene elektromotorische Kraft in Abhängigkeit von der mechanischen Festigkeit des Kettengetriebes verändert und insbesondere mit abnehmender mechanischer Festigkeit des Kettengetriebes reduziert wird.
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Durch die unterschiedlichen Sollwertvorgaben für den elektromotorischen Antrieb des Hybridantriebs während eines Schaltvorgangs wird eine Beschädigung oder ein erhöhter Verschleiß von Funktionskomponenten des Kettengetriebes in Abhängigkeit von der mechanischen Festigkeit der Funktionskomponenten des Kettengetriebes sichergestellt, so dass Funktionskomponenten des Kettengetriebes mit höherer mechanischer Festigkeit auch höher belastet werden können. Dementsprechend kann einem Kettengetriebe hoher mechanischer Festigkeit eine stärkere Unterstützung durch den elektromotorischen Antrieb des Hybridantriebs während eines Schaltvorgangs zugemutet werden als einem Kettengetriebe mit geringerer mechanischer Festigkeit.
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Insgesamt gewährleistet die erfindungsgemäße Lösung eine sehr feinfühlige Erkennung eines Schaltvorgangs, so dass die elektromotorische Kraft des Elektromotors während des Schaltvorganges reduziert werden kann, um die Funktionskomponenten des Kettengetriebes vor einer Beschädigung zu bewahren, indem nur soviel elektromotorische Unterstützungskraft zugelassen wird, wie es die Festigkeit des verwendeten Kettengetriebes zulässt.
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Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung von Teilen eines Elektrofahrrads mit einem Hybridantrieb und einem Kettengetriebe sowie die Schaltvorrichtungen und Funktionskomponenten des Kettengetriebes verbindenden Seil- oder Bowdenzügen;
- 2 eine schematische Darstellung von im Antriebsgehäuse des Hybridantriebs angeordneten Schaltsensoren mit auf die Seil- oder Bowdenzüge ausgerichteten Hallgebern;
- 3 eine schematische Darstellung von im Antriebsgehäuse des Hybridantriebs angeordneten Schaltsensoren mit auf die Seil- oder Bowdenzüge ausgerichteten Hallgebern und auf die Seil- oder Bowdenzüge aufgepressten Dauermagneten beziehungsweise Eisenkörpern und
- 4 eine schematische Darstellung von im Antriebsgehäuse des Hybridantriebs angeordneten Schaltsensoren mit um Umlenkrollen gelegten Seil- oder Bowdenzügen und auf die Umlenkrollen ausgerichteten Hallgebern.
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1 zeigt in schematischer Darstellung einen Fahrradrahmen 1 mit einem Sattelrohr 11, Oberrohr 12, Unterrohr 13, einem die vorderen Enden des Oberrohres 12 und Unterrohres 13 verbindenden Steuerrohr 14, von dem die das Vorderrad 21 aufnehmende Fahrradgabel 15 abgeht und einem Hinterbau mit vom oberen Ende des Sattelrohrs 11 abgehenden oberen Streben 16 und vom unteren Ende des Sattelrohrs 11 beziehungsweisevom Tretlagergehäuse 18 abgehenden unteren Streben oder Kettenstreben 17, deren Enden das Hinterrad beziehungsweise Antriebsrad 22 lagern. Das Antriebsgehäuse 3 eines Hybridantriebs ist am unteren Ende des Fahrradrahmens 1 in den Bereich des Tretlagergehäuses 18 integriert und mit dem Sattelrohr 11, Unterrohr 13 und den Kettenstreben 17 verbunden.
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Der im Antriebsgehäuse 3 angeordnete Hybridantrieb umfasst eine Tretkurbelwelle, deren Enden mit Tretkurbeln verbunden sind, an deren Enden wiederum nicht näher dargestellte Pedale vorgesehen sind, auf die im Betrieb eine Muskelkraft ausgeübt wird, die über den Hebelarm der Tretkurbeln ein Drehmoment auf die Tretkurbelwelle überträgt. Die Tretkurbelwelle ist beispielsweise über eine als Klemmkörperfreilauf ausgebildete erste drehrichtungsabhängig geschaltete Kupplung mit einer koaxial zur Tretkurbelwelle angeordneten und drehbar im Gehäuse gelagerten Hohlwelle verbunden, an deren einem Ende ein Kettenradflansch angeordnet ist, der mit einem Kettenrad verbunden ist, das die Antriebskraft beziehungsweise das Antriebs-Drehmoment über die Kette auf das mit dem Hinterrad des Elektrofahrrades verbundene Kettenritzel überträgt.
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Eine elektromotorische Kraft wird von einem Elektromotor erzeugt, der mittels einer Steuerelektronik, die auf einer mit dem Elektromotor verbundenen Platine angeordnet ist, angesteuert und mit elektrischer Energie aus einem Akkumulator versorgt wird, der in den Rahmen des Elektrorades integriert oder beispielsweise mit dem Gepäckträger des Elektrofahrrades verbunden ist. Das vom Elektromotor über seine Motorwelle abgegebene Drehmoment wird über ein Getriebe und eine als Klemmkörperfreilauf ausgebildete zweite drehrichtungsabhängig geschaltete Kupplung auf die Hohlwelle übertragen.
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Die Hohlwelle beziehungsweise Abtriebswelle des Hybridantriebs ist über ein Kettengetriebe mit der Achse des Hinterrades beziehungsweise Antriebsrades 22 verbunden und umfasst in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei parallel zueinander auf der Abtriebswelle des Hybridantriebs angeordnete Kettenblätter 41, 42 mit unterschiedlichem Durchmesser beziehungsweise unterschiedlicher Zähnezahl, eine Kettenschaltung 5 und eine jeweils eines der beiden Kettenblätter 41, 42 mit der Kettenschaltung 5 verbindende Kette 40.
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Zum Betätigen der Kettenschaltung 5 sowie eines die Kette 40 zwischen den beiden Kettenblättern 41, 42 wechselnden Umwerfers 4 sind Schaltvorrichtungen 61, 62 in Form von Schalthebeln oder Schaltringen vorgesehen, die am Lenker des Elektrofahrrads, am Oberrohr 12 oder Unterrohr 13 angeordnet und manuell betätigbar sind. Zwei Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 verbinden die Schaltvorrichtungen 61, 62 mit der Kettenschaltung 5 und dem Umwerfer 4.
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Anstelle der Kettenschaltung 5 kann auch eine in die Nabe des Antriebsrades 22 integrierte Nabenschaltung vorgesehen werden und anstelle von zwei mit der Abtriebswelle des Hybridantriebs verbundenen Kettenblättern 41, 42 können sowohl weitere Kettenblätter als auch lediglich ein Kettenblatt vorgesehen werden, wobei bei der Verwendung von nur einem Kettenblatt der Umwerfer 4, die eine Schaltvorrichtung 61 und der die Schaltvorrichtung 61 mit dem Umwerfer 4 verbindende Seil- oder Bowdenzug 71 entfallen.
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Wie der schematischen Darstellung gemäß 1 weiterhin zu entnehmen ist, sind die Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 durch das Antriebsgehäuse 3 des Hybridantriebs geführt und zur Lagestabilisierung vorzugsweise durch rohrförmige Kanäle gesteckt, die zumindest abschnittsweise mit dem Antriebsgehäuse 3 verbunden sind. Das Hindurchführen der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 durch das Antriebsgehäuse 3 des Hybridantriebs schützt die Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 im besonders gefährdeten unteren, bodennahen Bereich des Fahrradrahmens vor Beschädigung und Verschmutzung.
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Um Beschädigungen oder einen erhöhten Verschleiß von Funktionskomponenten des Kettengetriebes beim Betätigen der Schaltvorrichtung 61, 62 unter Last zu verhindern, wird bei einem Schaltvorgang zur Änderung der Übersetzung zwischen dem Hybridantrieb und der Antriebswelle des Antriebsrades 22 die vom elektromotorischen Antrieb des Hybridantriebs abgegebene elektromotorische Kraft, das heißt die Drehzahl beziehungsweise das Drehmoment des elektromotorischen Antriebs für die Dauer des Schaltvorgangs reduziert beziehungsweise der elektromotorische Antrieb für die Dauer des Schaltvorgangs abgeschaltet. Dadurch ist ein Schaltvorgang bei geringer Kraftübertragung beziehungsweise im Leerlauf gewährleistet, so dass ein zügiger Gangwechsel ermöglicht und die Funktionskomponenten des Kettengetriebes geschont werden.
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Das Absenken der elektromotorischen Kraft des Hybridantriebs während eines Schaltvorganges wird durch eine entsprechende Ansteuerung des elektromotorischen Antriebs des Hybridantriebs durch die Steuerelektronik des Hybridantriebs bewirkt, an die ein Sensorsignal abgegeben wird, wenn eine der beiden Schaltvorrichtungen 61, 62 oder beide Schaltvorrichtungen 61, 62 betätigt werden. Durch die Betätigung der Schaltvorrichtungen 61, 62 werden die Seil- oder Bowdenzüge 71, 72, die die Betätigung der Schaltvorrichtungen 61, 62 zum Umwerfer 4 beziehungsweise zur Naben- oder Kettenschaltung 5 übertragen, bewegt und diese Bewegung erfindungsgemäß mittels Schaltsensoren erfasst, die im Antriebsgehäuse 3 angeordnet und Sensorsignale an die Steuerelektronik des Hybridantriebs abgeben.
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Anhand der 2 bis 4 werden nachstehend verschiedene Varianten von Schaltsensoren näher erläutert.
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2 zeigt in schematischer Darstellung zwei als analoge Hallgeber 81, 82 ausgebildete Schaltsensoren, die auf einer Platine 30 der Steuerelektronik des Hybridantriebs unmittelbar neben den Seil- oder Bowdenzügen 71, 72 angeordnet beziehungsweise auf die Seile der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 ausgerichtet sind. Die von einem Strom durchflossenen analogen Hallgeber geben eine Ausgangsspannung ab, wenn sie in ein senkrecht zu den Hallgebern verlaufendes Magnetfeld gebracht werden, wobei durch die Bewegung der Seile der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 während eines Schaltvorganges eine von den Hallgebern erfasste Änderung des Magnetfeldes stattfindet, die zur Abgabe von Sensorsignalen an die Steuerelektronik des Hybridantriebs führt.
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Bei der Verwendung eines Bowdenzuges erkennen die analogen Hallgeber eine Bewegung des Bowdenzugseils durch den Mantel des Bowdenzuges hindurch, so dass es nicht erforderlich ist, das Bowdenzugseil durch Entfernen des Mantels freizulegen. Dies ermöglicht einen problemlosen Bowdenzugwechsel, indem der Bowdenzug lediglich durch einen im Antriebsgehäuse 3 vorgesehenen Kanal geschoben wird, der beispielsweise im Bereich des Hallgebers einen Ausschnitt aufweist, an dem der Hallgeber angeordnet oder auf den Bowdenzug ausgerichtet ist.
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Die in 3 schematisch dargestellte Variante eines Schaltsensors unterscheidet sich von der in 2 dargestellten Variante dahingehend, dass auf die Seile der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 Dauermagnete beispielsweise in Form von Eisenkörpern 83, 84 im Bereich der Anordnung zweier Hallgeber 81, 82 aufgepresst werden. Auch bei dieser Schaltsensor-Variante erkennen die Hallgeber 81, 82 die durch einen Schaltvorgang ausgelöste Bewegung der mit den Seilen der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 verbundenen Dauermagnete beziehungsweise Eisenkörper 83, 84. Wegen der durch die Dauermagnete oder Eisenkörper bewirkten stärkeren Magnetfelder ist bei dieser Variante von Schaltsensoren eine feinstufigere Erkennung von Bewegungen der Seile der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 möglich. Nachteilig ist, dass mit den Dauermagneten oder Eisenkörpern zusätzliche Teile konstruktiv untergebracht und bei einem Wechsel der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 ausgetauscht werden müssen.
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Eine in 4 dargestellte dritte Variante zeigt in schematischer Darstellung Schaltsensoren, die aus Umlenkrollen 9 mit darauf aufgebrachten Dauermagneten 83, 84 und im Bewegungsbereich der Dauermagnete 83, 84 angeordneten Hallgebern 81, 82 bestehen. Die um die Umlenkrollen 9 gelegten beziehungsweise freigelegten Seile der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 bewirken eine Drehung der Umlenkrollen 9 und damit eine Verstellung der auf den Umlenkrollen 9 angeordneten Dauermagneten 83, 84, deren Bewegung wiederum durch die Hallgeber 81, 82 erfasst wird und zur Abgabe von Sensorsignalen an die Steuerelektronik des Hybridantriebs führen.
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Auch bei dieser Variante der Schaltsensoren müssen zusätzliche Funktionsteile der Schaltsensoren konstruktiv im Antriebsgehäuse untergebracht werden, während andererseits eine sehr feinfühlige Erfassung von Bewegungen der Seile der Seil- oder Bowdenzüge 71, 72 während eines Schaltvorgangs gewährleistet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrradrahmen
- 3
- Antriebsgehäuse
- 4
- Umwerfer
- 5
- Kettenschaltung (Nabenschaltung)
- 9
- Umlenkrollen
- 11
- Sattelrohr
- 12
- Oberrohr
- 13
- Unterrohr
- 14
- Steuerrohr
- 15
- Fahrradgabel
- 16
- obere Streben des Hinterbaus
- 17
- untere Streben des Hinterbaus oder Kettenstreben
- 18
- Tretlagergehäuse
- 21
- Vorderrad
- 22
- Hinterrad beziehungsweise Antriebsrad
- 30
- Platine
- 40
- Kette
- 41, 42
- Kettenblätter
- 61, 62
- Schaltvorrichtungen
- 71, 72
- Seil- oder Bowdenzüge
- 81, 82
- Hallgeber
- 83, 84
- Dauermagnete (Eisenkörper)
