DE102014000928A1

DE102014000928A1 - Vollautomatische, elektronische Steuerung von mindestens drei Funktionen an Fahrrädern mit und ohne Motorunterstützung durch den Multifunktionsgriff

Info

Publication number: DE102014000928A1
Application number: DE102014000928.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2015-07-23

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Bedienung von Fahrrädern mit und ohne Motorunterstützung sicherer zu machen und zu vereinfachen. Hierzu dient der erfindungsgemäße Multifunktionsgriff. Er ermöglicht die Vollautomatisierung bzw. die Teilautomatisierung der Steuerung von mehreren, betriebsgerecht hintereinander oder zeitgleich, ablaufenden Funktionen mit einer Griffbewegung, z. B. Bremsen, Bremslicht, Sattelabsenken zum sicheren Stand und einfachen Auf- und Absteigen sowie Einlegen des Startganges. Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass der am Rahmen, normalerweise am Lenker, angebrachte, besonders geformte Multifunktionsgriff (Bremsgriff) mit elektronischen, hydraulischen oder pneumatischen Schaltern in spezieller Anordnung so kombiniert ist, dass wenigstens 3 Funktionen, welche gleichzeitig oder nacheinander in den Betriebsablauf passen, automatisch gesteuert werden. Elektronische Programme, gespeichert auf Platinen oder anderen geeigneten Hilfsmitteln können ebenfalls eingesetzt werden. Auf diese Weise werden mithilfe von miniaturisierten akkubetriebenen Elektromotoren an den Betätigungselementen die Funktionen automatisch geschaltet bzw. gesteuert. Die Erfindung macht das Fahrradfahren mit und ohne Motorunterstützung durch Absenkung des Sattels beim Halt sicherer, das Ab- und Aufsteigen bequemer und den erneuten Start leichter. Vor allem für ältere Nutzer/innen des Fahrrades ergeben sich dadurch erheblich mehr Sicherheit und andere Vorteile.

Description

Bedingt durch den technischen Fortschritt ist die Ausstattung von Fahrrädern mit und ohne Motorunterstützung umfangreicher und die Bedienung komplizierter geworden. Nicht wenige Radfahrer empfinden es als unbequem oder fühlen sich sogar überfordert, wenn sie mehrere Hebel und Knöpfe oft in kritischen Verkehrssituationen schnell hintereinander oder sogar gleichzeitig bedienen müssen. Dadurch entstehen erhebliche Sicherheitsrisiken. Es ist daher wünschenswert und vorteilhaft, verschiedene Funktionen am Fahrrad voll- oder teilautomatisch betriebsgerecht zu steuern bzw. in Gang zu setzen. Beispielsweise eignen sich hierzu, gekoppelt an die Betätigung des Bremsgriffes, also den Bremsvorgang, – die Schaltung des Bremslichtes, – bei Abbremsen zum Halt die Absenkung des Sattels für einen sicheren Stand und zum bequemen Ab- und Aufsteigen, – und das Einlegen des Startganges zum Wiederanfahren, – also die Kombination von 4 Funktionen. Ebenso sind andere Funktionsfolgen für eine Automatisierung geeignet. Die Funktionen bzw. Funktionsfolgen können auch geschwindigkeitsabhängig automatisiert werden. Sie sollten aber, je nach Bedarf, auch einzeln oder in Kombination per Hand gesteuert werden können.
Bisher sind verschiedene Erfindungen bekannt, die sich mit der automatischen Betätigung von einer oder zwei kombinierten Funktionen befassen, also maximal 2 Funktionen betreffen. Unter DE 29 715 855 U1 ist ein Bremsgriff für die kombinierte Betätigung von Hinter- und Vorderradbremse beschrieben. Unter DE 90 10 926.0 wird Bremsen und Sattelabsenken kombiniert. Unter WO 2004/012 956 A1 wird eine „Dual Funktion handlebar mounted Actuator” beschrieben. DE 20 2006 010 280 U1 beinhaltet eine „nachrüstbare oder integrierbare, abnehmbare elektronische bzw. elektrische Höhenverstellungsvorrichtung für einen Fahrradsattel”, welche durch einen Wippschalter betätigt wird. Unter US 3 960 030 A ist ein Motorcycle brake system aufgezeigt, das den Bremsvorgang am Hinter- und Vorderrad kombiniert. Mit CN 2 349 118 Y wird eine gleichzeitige Steuerung von Bremse und Antrieb beschrieben. Mit den Gebrauchsmustern Nr. 20 2012 007 520.9 und Nr. 20 2013 001 356.7 und unter der Patent Nr. 10 2013 013 909.0 sind automatische Steuerungen von Fahrradfunktionen mithilfe von mechanischen Getrieben und kombiniert mit elektrischen Schaltungen vorgeschlagen. Die bisher aufgezeigten Lösungen bewältigen jedoch die aufgezeigten Probleme nur teilweise und auf mehr oder weniger komplizierte Art und Weise. Sie verbessern die Sicherheit bei schwierigen Verkehrssituationen nicht. Bei Notsituationen, die ein sofortiges Anhalten erforderlich machen, muss beispielsweise der Sattel blitzschnell zum sicheren Stand des Fahrers abgesenkt werden können. Dies ist in der Praxis nur durch automatische Steuerung möglich. Die Aufgabe der jetzt vorgeschlagenen Erfindung ist, die Bedienung des Fahrrades durch Automatisierung bzw. Teilautomatisierung von Funktionen weiter zu vereinfachen und sicherer zu machen. Da zukünftig jedes Fahrrad mit einem oder mehreren Akkus ausgestattet ist, wird bewusst auf elektronische Lösungen gesetzt. Eine Voraussetzung hierfür ist die Möglichkeit zur Betätigung der Funktionen mithilfe von miniaturisierten akkugespeisten Elektromotoren. Der Bremsvorgang bleibt wegen des Gefühls für die Bremskraft weitgehend per Hand gesteuert.
Die Lösung der Aufgabe beruht auf der Tatsache, dass einzelne Funktionen beim Betrieb eines Fahrrades eng miteinander verbunden sind und in einer bestimmten Reihenfolge oder auch gleichzeitig ablaufen. Wie bereits oben angedeutet, kann zum Beispiel die Betätigung des Bremshebels, also das Abbremsen, wie bei anderen Fahrzeugen üblich, mit dem Bremslicht gekoppelt und damit die Sicherheit verbessert werden. Ein weiteres Beispiel:
Beim durch das Abbremsen bedingten Anhalten sollte der Sattel mithilfe einer der bekannten höhenverstellbaren Sattelstützen (z. B. blockierbare Gasdruckfeder) automatisch in eine Niedrigposition gebracht werden, um mit beiden Füßen einen sicheren Stand zu erreichen und somit des Abspringen bzw. die Schräglage des Fahrrades zu vermeiden und das Auf- und Absteigen zu erleichtern. Auch das Einlegen des günstigsten Ganges zum erneuten Anfahren kann beim Anhalten automatisch erfolgen. Dies und die niedrige Sattelposition sind sowohl bei einem verkehrsbedingten „Kurzhalt”, als auch beim Aufsteigen nach längerem Abstellen des Fahrrades vorteilhaft. Der Sattel soll nach dem Anfahren entweder automatisch oder mithilfe eines im Multifunktionsgriff eingebauten zusätzlichen Hebels von Hand in die zum Radeln günstigste Höhe gebracht werden. Die vorstehend erwähnten Funktionen zeigen Beispiele auf, die jedoch keine Beschränkung auf diese darstellen sollen. Auch betriebsgerechte Kombinationen anderer Funktionen sind selbstverständlich möglich.
Beschreibung eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels:
Die Vorrichtung besteht aus einer Betätigungselement mit Hebel 1 (Handgriff, Multifunktionsgriff) mit besonderer Form, in einem Gehäuse 2, das am Lenker 4 oder an anderer Stelle des Fahrradrahmens zur ergonomisch richtigen Einstellung mittels eines um die Achse des Lenkerrohres (Rahmens) 4 schwenkbaren Befestigungselements 3 fest montiert ist (1 und 3). Das Betätigungselement mit Hebel 1 ist um eine Achse 5, die senkrecht zum Lenkerrohr (Rahmen) 4 angeordnet ist, schwenkbar. Bei Bedienung des Betätigungselements mit Hebel 1 (Handgriff) wird die Bremse mit Hilfe des Bowdenzugs 6 als Erstes in Gang gesetzt. Gleichzeitig wird durch den Hebel am Betätigungselement 1 der Schalter 7 für das Bremslicht während der gesamten Dauer des Bremsvorgangs automatisch geschaltet. Die reine Bremsfunktion (mit Bremslicht) muss so eingestellt sein, dass sie einen normalen Bremsvorgang ohne die Auslösung weiterer Funktionen ermöglicht. Die weitergeführte Bewegung des Handgriffes mit Hebel 1 verstärkt die Bremswirkung mit Hilfe des Bowdenzugs 6 bis zum Anhalten und bedient dadurch automatisch weitere Schalter 8/9 für Funktionen des Fahrrades. Die Zuschaltung weiterer Funktionen ist durch den Widerstand am Bremshebel 1 spürbar und wird durch ein gleichzeitig mit dem Schalter betätigtes akustisches Signal hörbar. Der Schalter 8 ist der Funktion „Sattelabsenkung”, der Schalter 9, der Funktion „Startgang einlegen” zugeordnet. Die Schalter 7/8/9 sind in ihrer Lage zum Hebel 1 verstellbar und auf die besondere Form des Hebels abgestimmt, wodurch die Reihenfolge und der exakte Zeitpunkt der Schaltungen bestimmt und damit auch der normale Bremsvorgang vor dem Einschalten weiterer Funktionen reguliert werden kann. Die Schalter 8 und 9 setzen akkugespeiste, programmierte aus dem Modellbau bekannte Mini-Elektromotoren 10 und 11 in Gang, welche die Betätigungselemente der Funktionen aktivieren, und zwar in der Weise, dass die Funktionen betriebsgerecht ablaufen. Die e-Motoren 10 und 11 sind so programmiert, dass sie für den kurzen Zeitablauf (ca. 3 Sekunden), der für die Absenkung des Sattels und das Einlegen des Startganges erforderlich ist, aktiv sind. Die Rückstellung der Funktions-Betätigungselemente für den erneuten Einsatz erfolgt beim Bremslicht als Folge der Rückstellung des Bremshebels 1 durch die Federkraft des Bowdenzugs 6, wodurch der Bremslichtschalter 7 freigestellt wird. Durch die Rückstellung des Bremshebels 1 werden die Schalter 8 und 9 ebenfalls freigestellt. Zur Anhebung des Sattels kann der Schalter 8 auch per Hand durch den Hebel 12 betätigt werden. Die händische Betätigung ist hier vorteilhaft, da der Fahrer zu dem von ihm gewünschten Zeitpunkt jederzeit, auch während der Fahrt, mit einer einfachen Daumenbewegung die für die aktuelle Fahrsituation günstigste Höhe des Sattels, z. B. mithilfe einer an jeder Stelle des Hubs weich blockierbaren Gasdruckfeder als Sattelstütze, einstellen kann. Eine erneute Anhebung des Sattels ist auch automatisch durch den programmierten Mini-Elektromotor möglich. Die Gangschaltung erfolgt wie gewohnt mit der bereits vorhandenen Einrichtung.
Beschreibung eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels:
Bei der Steuerung von Funktionen durch ein Programm, gespeichert auf einer Platine 13 oder einem ähnlichen Hilfsmittel, wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, die Vorrichtung für das normale Bremsen durch die Betätigung des Bremsgriffs mit Hebel 1, mithilfe des Bowdenzugs 6 und das Bremslicht mittels des Schalters 7 in Gang gesetzt (1 u. 3). Bei verstärktem Anziehen des Bremshebes 1, also verschärfter Bremsung, bzw. „Notbremsung” zum Halt wird unter Wahrnehmung eines Widerstandes und eines Signaltons der Schalter 8 betätigt. Unterschiedlich zum ersten Ausführungsbeispiel löst dieser eine auf einer Platine 13 oder einem ähnlichen Hilfsmittel programmierte Funktionsfolge aus, welche mithilfe der miniaturisierten Elektromotoren 10 (beispielsweise für die Sattelhöhenverstellung) und 11 (beispielsweise für das Einlegen des Startganges) umgesetzt wird. Andere Funktionen können ebenfalls programmiert werden. Der Schalter 9 kann bei dieser Ausführung entfallen oder einer weiteren Funktion zugeführt werden. Die Rückstellung für Bremse und Bremslicht erfolgt in gleicher Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, mithilfe der Federkraft bzw. der Druckkraft der Bremseinrichtung. Die Rückstellung der beiden anderen Funktionen (beispielsweise Sattelhöhenverstellung und Gangschaltung) kann automatisch durchgeführt werden, indem das auf der Platine 13 oder einem ähnlichen Hilfsmittel gespeicherte Programm entsprechend erweitert wird. Für die Höhenverstellung des Sattels per Hand, welche die oben beschriebenen erheblichen Vorteile bietet, ist der Hebel 12 vorgesehen.
Beschreibung eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels:
Für hydraulische oder pneumatische Betätigung der Fahrradbremsen, wird erfindungsgemäß ein anders geformter Bremsgriff mit Hebel 1' vorgeschlagen (2). Durch die Bedienung des Handgriffs mit Hebel 1' wird der normale Bremsvorgang mithilfe des Schaltvorrichtung 8' mit Bremslicht (Schalter 7') ausgelöst. Bei verschärfter Bremsung bzw. „Notbremsung” zum Halt wird unter Wahrnehmung des Widerstandes und eines Signaltons der Schaltvorrichtung 8' (z. B. Sattelabsenkung) und der Schalter 9' (z. B. Einlegen des Startganges') automatisch betätigt und damit werden mithilfe der miniaturisierten e-Motoren 10 und 11 die entsprechenden Funktionen ausgelöst. Hier ist aber auch in gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel unter Wegfall des Schalters 9' der Einsatz einer programmierten Platine 13' oder eines ähnliches Hilfsmittel möglich. Die Rückstellung der Bremse und des Bremslichtschalters 7' erfolgt in ähnlicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel jedoch mithilfe der hydraulischen Vorrichtung 8'. Die Rückstellung der beiden anderen Funktionen (beispielsweise Sattelhöhenverstellung und Gangschaltung) erfolgt über die Freigabe der Schalter 8' und 9' durch den Hebel 1'. Sie kann auch automatisch durchgeführt werden, indem das auf der Platine 13' oder einem ähnlichen Hilfsmittel gespeicherte Programm entsprechend erweiter wird. Für die Höhenverstellung des Sattels per Hand, welche die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen erheblichen Vorteile bietet, ist der Hebel 12' vorgesehen. Die e-Schalter können erfindungsgemäß auch durch hydraulische oder pneumatische Einrichtungen ersetzt bzw. ergänzt werden. Die Beschreibungen und Darstellungen sollen als Beispiele dienen und keine Einschränkung für weitere Konstruktionsvorschläge darstellen.
Zeichnerische Darstellungen:
1 Schematische Darstellung der Erfindung mit Bowdenzug-Bremse und mit elektronischer Steuerung der automatisierten Funktionen
2 Schematische Darstellung der Erfindung mit hydraulischer Bremse und mit elektronischer Steuerung der automatisierten Funktionen
3 Schematische Darstellung eines vertikalen Querschnitts der Vorrichtung
Bezugszeichenliste

1: Multifunktionsgriff mit Hebel (Betätigungselement, Bremsgriff, Multifunktionsgriff)
2: Gehäuse
3: Befestigungselement
4: Lenker, Rahmen
5/5': Achsen
6/6': Bowdenzug, hydraulische oder pneumatische Einrichtung
7/7': Bremslichtschalter
8/8': e-Schalter bzw. hydraulische oder pneumatische Einrichtung
9/9': e-Schalter bzw. hydraulische oder pneumatische Einrichtung
10: e-Motor, miniaturisiert und programmiert
11: e-Motor, miniaturisiert und programmiert
12/12': Hebel für Handbedienung einzelner Funktionen
13/13': Programmierte Platine oder sonstiger Programmträger

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 29715855 U1 [0002]
DE 9010926 [0002]
WO 2004/012956 A1 [0002]
DE 202006010280 U1 [0002]
US 3960030 A [0002]
CN 2349118 Y [0002]

Claims

Vollautomatische elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern mit und ohne Motorunterstützung durch den Multifunktionsgriff, während des Fahrbetriebs sowie im Halte- und Schiebemodus, durch einen Handgriff mit Hebel (Betätigungselement, Multifunktionsgriff) 1 bzw. 1' mit einem Gehäuse 2 bzw. 2', das mit einem Befestigungselement 3 am Lenker oder Rahmen 4 des Fahrrades befestigt ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Betätigung des Handgriffes mit Hebel 1 bzw. 1', mithilfe der besonderen Form des Hebels und der speziellen Anordnung von elektronischen Schaltern 7/8/9 bzw. 7'/8'/9' usw. mindestens drei verschiedene Funktionen, welche betriebsgerecht hintereinander oder zeitgleich ablaufen, automatisch ausgelöst bzw. gesteuert werden können.
Vollautomatische, elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach Anspruch 1.), dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff mit Hebel 1 bzw. 1' am Befestigungselement 3 bzw. 3' so montiert werden kann, dass er um eine Achse 5 bzw. 5', die senkrecht zum Befestigungselement 3 und zum Lenker oder Rahmen 4 verläuft, schwenkbar sein kann.
Vollautomatische, elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach Anspruch 1.) und 2.) dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse 2 eine geeignete Anzahl von elektronischen Schaltern 7/8/9 bzw. 7'/8'/9', in besonderer Lage, einstellbar, fest montiert sind, welche bei entsprechender Betätigung des Handgriffes(Bremsgriff) mit Hebel 1 bzw. 1' in einer durch die besondere Lage der Schalter und die spezielle Form des Hebels 1 bzw. 1' zu bestimmenden Reihenfolge automatisch betätigt werden können.
Vollautomatische, elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach Anspruch 3.), dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Schalter 7/8/9 bzw. 7'/8'/9' usw. Funktionen zugeordnet sind, welche durch die Schalter 7/8/9 bzw. 7'/8'/9' usw. direkt, oder mithilfe von programmierten, miniaturisierten, akkugespeisten Elektromotoren 10/11 oder anderen Betätigungselementen z. B. federbetriebe Betätigungselementen, in Gang gesetzt werden bzw. gesteuert oder zurückgeschaltet werden können.
Vollautomatische, elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach Anspruch 3.) und 4.) dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Schalter 7/8/9 bzw. 7'/8'/9' usw. ein oder mehrere gespeicherte elektronische Programme auf Platinen 13 bzw. 13' oder anderen Trägern für elektronische Programme aktivieren können, welche verschiedene Funktionen vollautomatisch mithilfe von Betätigungselementen z. B. programmierten, miniaturisierten, akkugespeisten Elektromotoren 10/11 oder anderen Betätigungselementen steuern können.
Vollautomatische elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass der dem höhenverstellbaren Sattel zugeordnete Schalter 8 bzw. 8' oder jeder andere Schalter durch gesonderte Hebel 12 bzw. 12' zusätzlich per Hand betätigt werden kann.
Vollautomatische elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betätigung der Schalter 8/9 bzw. 8'/9' usw. durch den Hebel am Bremsgriff 1 bzw. 1', jeweils ein Signalton ertönen und ein Widerstand spürbar sein kann, welche die Auslösung der diesen Schaltern zugeordneten Funktionen ankündigen können.
Vollautomatische elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Schalter 7/8/9 bzw. 7'/8'/9' usw. durch hydraulische oder pneumatische Vorrichtungen ersetzt oder ergänzt werden können.
Volllautomatische elektronische Steuerung von wenigstens drei Funktionen an Fahrrädern nach Anspruch 1.) dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff mit Hebel (Betätigungselement, Multifunktionsgriff) 1 bzw. 1' mit einem Bowdenzug oder Seilzug 6, oder einer hydraulischen oder einer Gasdruck-Schaltung ausgestattet und der Bremsfunktion, aber auch jeder anderen Funktion zugeordnet sein kann.
Vollautomatische elektronische Steuerung von wenigstens 3 Funktionen an Fahrrädern nach den vorhergehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass, die Funktionen einzeln oder betriebsgerecht kombiniert, durch eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung ausgelöst bzw. gesteuert werden können