DE102016225410A1

DE102016225410A1 - Fahrrad-Schaltsystem

Info

Publication number: DE102016225410A1
Application number: DE102016225410.3A
Authority: DE
Inventors: Nobukatsu Hara
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2017-08-10
Also published as: CN107042869A; US9969462B2; CN107042869B; TW201728499A; US20170225743A1

Abstract

Ein Fahrrad-Schaltsystem 12 ist grundsätzlich mit einer ersten Schaltvorrichtung 14, einer zweiten Schaltvorrichtung 16 und einer Steuerung 18 ausgestattet. Eine von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 wird mechanisch betätigt, während die andere von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 elektrisch betätigt wird. Die Steuerung 18 ist so ausgebildet, dass sie wenigstens eine von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 gemäß wenigstens einem vorbestimmten Hochschaltweg und einem vorbestimmten Herunterschaltweg betätigt.

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein ein Fahrrad-Schaltsystem. Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrrad-Schaltsystem, das zwei Schaltvorrichtungen steuert.
Derzeit werden die meisten Fahrrad-Schaltvorrichtungen manuell mittels eines Schaltbetätigungsdrahtes betätigt, der eine manuelle Schaltvorrichtung und eine manuell betätigte Schaltbetätigungsvorrichtung, die an der Lenkstange montiert ist, verbindet. Der Radfahrer betätigt die Schaltbetätigungsvorrichtung zum selektiven Anziehen oder Lösen des Schaltbetätigungsdrahtes, der wiederum den Umwerfer der Schaltvorrichtung in der gewünschten Art und Weise betätigt. Seit kurzem sind einige Fahrräder für ein zügigeres und leichteres Schalten mit einem elektrischen Antriebsstrang ausgestattet. Elektrische Antriebsstränge verfügen üblicherweise über elektrische Aktuatoren, die manuell oder automatisch betätigt werden können. Bei manuell betriebenen elektrischen Antriebssträngen wird üblicherweise ein Knopf oder Hebel an einer Schaltsteuervorrichtung, die an der Fahrrad-Lenkstange montiert ist, derart betätigt, dass ein Gangschaltbefehl ausgegeben wird, durch den der Motor entsprechend zum Hochschalten oder Herunterschalten der Fahrrad-Schaltvorrichtung betrieben wird. Bei automatisch betriebenen elektrischen Antriebssträngen werden die Gangschaltbefehle automatisch basierend auf verschiedenen Laufbedingungen des Fahrrades erzeugt.
Im Allgemeinen ist die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Merkmale eines Fahrrad-Schaltsystems mit zwei Schaltvorrichtungen gerichtet. Es wurde festgestellt, dass, wenn beide Schaltvorrichtungen mechanisch betätigt werden, um einen Synchronschaltvorgang auszuführen, die Betätigungskraft zur gleichzeitigen Betätigung der Schaltvorrichtungen unter Verwendung eines Betätigungsseils ziemlich groß sein kann. Auch wenn dieses Problem unter Verwendung von zwei elektrisch betätigten Schaltvorrichtungen gelöst werden kann, können die Kosten für zwei elektrisch betätigte Schaltvorrichtungen deutlich höher sein als bei der Verwendung mechanisch betätigter Schaltvorrichtungen.
Bei einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrrad-Schaltsystem mit zwei Schaltvorrichtungen ausgestattet, wobei eine der Schaltvorrichtungen mechanisch betätigt wird und die andere Schaltvorrichtung elektrisch betätigt wird.
Angesichts des Standes der bekannten Technologie und gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrrad-Schaltsystem vorgesehen, das grundsätzlich eine erste Schaltvorrichtung, eine zweite Schaltvorrichtung und eine Steuerung aufweist. Eine von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung wird mechanisch betätigt, während die andere von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung elektrisch betätigt wird. Die Steuerung ist so ausgebildet, dass sie wenigstens eine von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung gemäß wenigstens einem von einem vorbestimmten Hochschaltweg und einem vorbestimmten Herunterschaltweg betätigt. Mit dem Fahrrad-Schaltsystem gemäß diesem Aspekt kann die Betätigungskraft auf die andere von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung verringert werden.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die erste Schaltvorrichtung ein elektrisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung ein mechanisch betätigter hinterer Umwerfer ist. Mit dem Fahrrad-Schaltsystem gemäß diesem Aspekt kann die Betätigungskraft zur Betätigung des vorderen Umwerfers verringert werden.
Bevorzugt weist das Fahrrad-Schaltsystem ferner eine Schaltbetätigungsvorrichtung auf, die ausgebildet ist, selektiv sowohl die erste Schaltvorrichtung als auch die zweite Schaltvorrichtung zu betätigen.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung ein Drahtaufnahmebauteil aufweist, das so ausgebildet ist, dass es durch ein Betätigungsseil operativ an die zweite Schaltvorrichtung gekoppelt ist.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem ist so ausgebildet, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung eine elektrische Eingabevorrichtung aufweist, die so angeordnet ist, dass sie die Position des Drahtaufnahmebauteils erfasst. Die elektrische Eingabevorrichtung ist so ausgebildet, dass sie ein Drahtaufnahme-Positionssignal an die Steuerung weitergibt. Die Steuerung steuert die erste Schaltvorrichtung basierend auf dem Drahtaufnahme-Positionssignal.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die elektrische Eingabevorrichtung einen von einem magnetoresistiven Sensor und einem Hallsensor aufweist.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung kommuniziert. Die Steuerung ist so ausgebildet, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der ersten Schaltvorrichtung kommuniziert.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die Steuerung einen Speicher mit wenigstens einer vorgespeicherten Schalttabelle aufweist, die den vorbestimmten Hochschaltweg und den vorbestimmten Herunterschaltweg enthält.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass der vorbestimmte Hochschaltweg wenigstens einen Synchronschaltpunkt umfasst und der vorbestimmte Herunterschaltweg wenigstens einen Synchronschaltpunkt umfasst.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die erste Schaltvorrichtung ein mechanisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung ein elektrisch betätigter hinterer Umwerfer ist.
Bevorzugt weist das Fahrrad-Schaltsystem ferner eine Schaltbetätigungsvorrichtung auf, die so ausgebildet ist, dass sie selektiv sowohl die erste Schaltvorrichtung als auch die zweite Schaltvorrichtung betätigt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung ein Drahtaufnahmebauteil und eine elektrische Eingabevorrichtung aufweist. Das Drahtaufnahmebauteil ist so ausgebildet, dass es durch ein Betätigungsseil operativ an die erste Schaltvorrichtung gekoppelt ist. Die elektrische Eingabevorrichtung ist so ausgebildet, dass sie operativ ein Schaltsignal an die Steuerung weitergibt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die elektrische Eingabevorrichtung so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung kommuniziert. Die Steuerung ist so ausgebildet, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der zweiten Schaltvorrichtung kommuniziert.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die zweite Schaltvorrichtung mechanisch mit der ersten Schaltvorrichtung verbunden ist, und die erste Schaltvorrichtung weist einen Elektromotor auf, der die zweite Schaltvorrichtung mechanisch betätigt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die erste Schaltvorrichtung ein elektrisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung ein mechanisch betätigter hinterer Umwerfer ist. Mit dem Fahrrad-Schaltsystem gemäß diesem Aspekt kann die Betätigungskraft zum Betätigen des vorderen Umwerfers verringert werden, da der vordere Umwerfer elektrisch betätigt wird.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung eine elektrische Eingabevorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung weitergibt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die elektrische Eingabevorrichtung so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung kommuniziert. Die Steuerung ist so ausgebildet, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der ersten Schaltvorrichtung kommuniziert.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die erste Schaltvorrichtung mechanisch mit der zweiten Schaltvorrichtung verbunden ist und die zweite Schaltvorrichtung einen Elektromotor aufweist, der die erste Schaltvorrichtung mechanisch betätigt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die erste Schaltvorrichtung ein mechanisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung ein elektrisch betätigter hinterer Umwerfer ist.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung eine elektrische Eingabevorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung weitergibt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die elektrische Eingabevorrichtung so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung kommuniziert. Die Steuerung ist so ausgebildet, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der zweiten Schaltvorrichtung kommuniziert.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fahrrad-Schaltsystem vorgesehen, das grundsätzlich eine erste Schaltvorrichtung, eine zweite Schaltvorrichtung und eine Steuerung aufweist. Eine von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung wird mechanisch betätigt, während die andere von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung von einem Elektromotor elektrisch betätigt wird. Der Elektromotor ist so ausgebildet, dass er die eine von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung mechanisch betätigt. Mit dem Fahrrad-Schaltsystem gemäß diesem Aspekt kann die Betätigungskraft auf die andere von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung verringert werden.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schaltbetätigungsvorrichtung vorgesehen, die grundsätzlich eine mechanische Schalteinheit und eine elektrische Schalteinheit aufweist. Die mechanische Schalteinheit ist so ausgebildet, dass sie eine von einer ersten Schaltvorrichtung und einer zweiten Schaltvorrichtung mechanisch betätigt. Die elektrische Schalteinheit ist so ausgebildet, dass sie die andere von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung elektrisch betätigt. Mit dem Fahrrad-Schaltsystem gemäß diesem Aspekt kann die Betätigungskraft auf die andere von der erste Schaltvorrichtung und der zweite Schaltvorrichtung verringert werden.
Bevorzugt ist die Schaltbetätigungsvorrichtung ist so ausgebildet, dass die mechanische Schalteinheit ein Drahtaufnahmebauteil aufweist, das so ausgebildet ist, dass es durch ein Betätigungsseil operativ an eine von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung gekoppelt ist.
Bevorzugt ist die Schaltbetätigungsvorrichtung so ausgebildet, dass die elektrische Schalteinheit eine elektrische Eingabevorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an eine Steuerung weitergibt, die so ausgebildet ist, dass sie wenigstens eine von der ersten Schaltvorrichtung und der zweiten Schaltvorrichtung betätigt.
Bevorzugt weist das Fahrrad-Schaltsystem ferner eine Schaltbetätigungsvorrichtung auf, die so ausgebildet ist, dass sie die zweite Schaltvorrichtung betätigt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung ein Drahtaufnahmebauteil aufweist, das so ausgebildet ist, dass es durch ein Betätigungsseil operativ an die zweite Schaltvorrichtung gekoppelt ist, und die zweite Schaltvorrichtung eine elektrische Eingabevorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie operativ ein Schaltsignal an die Steuerung weitergibt.
Bevorzugt ist das Fahrrad-Schaltsystem so ausgebildet, dass die elektrische Eingabevorrichtung so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung kommuniziert, und die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der ersten Schaltvorrichtung kommuniziert.
Ebenso werden dem Fachmann andere Gegenstände, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Fahrrad-Schaltsystems gemäß der vorliegenden Erfindung aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verschiedene veranschaulichende Ausführungsformen des Fahrrad-Schaltsystems offenbart.
Nunmehr werden ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei
1 eine Seitenansicht eines Fahrrades ist, das mit einem Fahrrad-Schaltsystem gemäß einer ersten Ausführungsform ausgestattet ist;
2 ein Baugliedplan des Fahrrad-Schaltsystems der ersten Ausführungsform ist;
3 ein schematisches Blockschaltbild ist, das die Gesamtgestaltung des Fahrrad-Schaltsystems, einschließlich der Fahrrad-Gangwechseleinrichtung, gemäß der ersten Ausführungsform, wie in den 1 und 2 veranschaulicht, zeigt;
4 eine perspektivische Teil-Explosionsdarstellung der Schaltbetätigungsvorrichtung für das Fahrrad-Schaltsystem gemäß der ersten Ausführungsform ist;
5 ein Blockschaltbild des Fahrrad-Schaltsystems der ersten Ausführungsform ist, wobei das Fahrrad-Schaltsystem eine Schaltbetätigungsvorrichtung, einen elektrisch betätigten vorderen Umwerfer als eine erste Schaltvorrichtung und einen mechanisch betätigten hinteren Umwerfer als eine zweite Schaltvorrichtung aufweist, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung sowohl die erste als auch die zweite Schaltvorrichtung betätigt;
6 eine erste Synchronschalt-Gangschalttabelle für das Fahrrad-Schaltsystem der ersten Ausführungsform ist, die bei einem Fahrrad mit zwei vorderen Kettenrädern und zehn hinteren Kettenrädern genutzt wird;
7 eine zweite Synchronschalt-Gangschalttabelle für das Fahrrad-Schaltsystem der ersten Ausführungsform ist, die bei einem Fahrrad mit drei vorderen Kettenrädern und zehn hinteren Kettenrädern genutzt wird;
8 ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform ist, wobei das Fahrrad-Schaltsystem eine Schaltbetätigungsvorrichtung, einen mechanisch betätigten vorderen Umwerfer als eine erste Schaltvorrichtung und einen elektrisch betätigten hinteren Umwerfer als eine zweite Schaltvorrichtung aufweist, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung sowohl die erste als auch die zweite Schaltvorrichtung betätigt;
9 ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems gemäß einer dritten Ausführungsform ist, wobei das Fahrrad-Schaltsystem eine Schaltbetätigungsvorrichtung, einen elektrisch betätigten vorderen Umwerfer als eine erste Schaltvorrichtung, die von der Schaltbetätigungsvorrichtung betätigt wird, und einen mechanisch betätigten hinteren Umwerfer als eine zweite Schaltvorrichtung aufweist, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung die erste Schaltvorrichtung betätigt, die einen Elektromotor aufweist, der den mechanisch betätigten hinteren Umwerfer betätigt;
10 ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems gemäß einer vierten Ausführungsform ist, wobei das Fahrrad-Schaltsystem eine Schaltbetätigungsvorrichtung, einen mechanisch betätigten vorderen Umwerfer als eine erste Schaltvorrichtung und einen elektrisch betätigten hinteren Umwerfer als eine zweite Schaltvorrichtung aufweist, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung die zweite Schaltvorrichtung betätigt, die einen Elektromotor aufweist, der den mechanisch betätigten vorderen Umwerfer betätigt;
11 eine dritte Synchronschalt-Gangschalttabelle ist, die selektiv von einem des Fahrrad-Schaltsystems gemäß der dritten und vierten Ausführungsform genutzt wird, wenn diese bei einem Fahrrad mit zwei vorderen Kettenrädern und zehn hinteren Kettenrädern genutzt wird;
12 eine vierte Synchronschalt-Gangschalttabelle ist, die selektiv von einem des Fahrrad-Schaltsystems gemäß der dritten und vierten Ausführungsform genutzt wird, wenn diese bei einem Fahrrad mit drei vorderen Kettenrädern und zehn hinteren Kettenrädern genutzt wird;
13 eine fünfte Synchronschalt-Gangschalttabelle ist, die selektiv von einem des Fahrrad-Schaltsystems gemäß der dritten und vierten Ausführungsform genutzt wird, wenn diese bei einem Fahrrad mit drei vorderen Kettenrädern und zehn hinteren Kettenrädern genutzt wird; und
14 ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems gemäß einer fünften Ausführungsform ist, wobei das Fahrrad-Schaltsystem eine Schaltbetätigungsvorrichtung, einen elektrisch betätigten vorderen Umwerfer als eine erste Schaltvorrichtung und einen mechanisch betätigten hinteren Umwerfer als eine zweite Schaltvorrichtung aufweist, wobei der hintere Umwerfer eine elektrische Eingabevorrichtung aufweist und der vordere Umwerfer einen Elektromotor aufweist.
In den verschiedenen Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugsziffern entsprechende oder identische Elemente. Der Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern wird dieser Offenbarung entnehmen, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen und die Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, nicht einschränken sollen.
Zunächst ist bezogen auf 1 ein Fahrrad 10 veranschaulicht, das mit einem Fahrrad-Schaltsystem 12 gemäß einer ersten Ausführungsform ausgestattet ist. Auch wenn das Fahrrad 10 als ein Mountainbike veranschaulicht ist, ist das Fahrrad-Schaltsystem 12 nicht auf die Nutzung mit einem Mountainbike beschränkt. Diese Erfindung kann beispielsweise auch bei Straßenrädern oder jeder anderen Art von Fahrrad angewandt werden. Wie in 1 erkennbar ist, ist das Fahrrad-Schaltsystem 12 Teil eines elektrischen Steuerungssystems des Fahrrads 10.
Wie in den 1, 2 und 4 erkennbar ist, weist das Fahrrad-Schaltsystem 12 grundsätzlich eine erste Schaltvorrichtung 14, eine zweite Schaltvorrichtung 16 und eine Steuerung 18 auf. Wie in 1 erkennbar ist, weist das Fahrrad 10 einen Fahrrad-Rahmen F und eine Lenkstange H auf. Die erste und zweite Schaltvorrichtung 14 und 16 sind am Fahrrad-Rahmen F montiert, während die Steuerung 18 an der Lenkstange H montiert ist. Das Fahrrad-Schaltsystem 12 weist ferner eine Schaltbetätigungsvorrichtung 20 auf, die so ausgebildet ist, dass sie sowohl die erste Schaltvorrichtung 14 als auch die zweite Schaltvorrichtung 16 selektiv betätigt. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ist an der Lenkstange H montiert. Grundsätzlich ist in der ersten Ausführungsform die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 so ausgebildet, dass sie die erste Schaltvorrichtung 14 über die Steuerung 18 elektrisch betätigt und die zweite Schaltvorrichtung 16 mechanisch betätigt.
Wie in den 1 und 2 erkennbar ist, weist das Fahrrad-Schaltsystem 12 eine Batterie B auf, die die erste Schaltvorrichtung 14 und die Steuerung 18 des Fahrrad-Schaltsystems 12 mit elektrischer Energie versorgt. Nach Bedarf und/oder wenn gewünscht versorgt die Batterie B auch die anderen elektrischen Komponenten des Fahrrads 10 mit elektrischer Energie. Die Batterie B ist über ein Stromkabel C11 elektrisch mit der Steuerung 18 verbunden und versorgt so die Steuerung 18 mit elektrischer Energie. Die Batterie B ist über ein Stromkabel C12 elektrisch mit der ersten Schaltvorrichtung 14 verbunden und versorgt so die erste Schaltvorrichtung 14 mit elektrischer Energie. In der ersten Ausführungsform übertragen die Stromkabel C11 und C12 ebenso Daten unter Nutzung von Powerline-Kommunikation (PLC). So sind die erste Schaltvorrichtung 14 und die Steuerung 18 jeweils mit einer PLC-(Powerline-Kommunikations-)-Leiterplatte zur Übertragung von Schaltsignalen und/oder -befehlen von der Steuerung 18 zur ersten Schaltvorrichtung 14 zum Hochschalten und Herunterschalten der ersten Schaltvorrichtung 14 ausgestattet. Wie nachstehend erläutert, bestimmt die Steuerung 18 basierend auf vorgespeicherten Programmen, Fahrtenparametern und/oder der Schaltung der zweiten Schaltvorrichtung 16 unter Nutzung der Schaltbetätigungsvorrichtung 20, wann die erste Schaltvorrichtung 14 hoch- oder heruntergeschaltet wird. Hierbei ist die Steuerung 18 über ein Stromkabel C13 elektrisch mit der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 verbunden und empfängt Schaltsignale von der Schaltbetätigungsvorrichtung 20, die die momentane Schaltposition der zweiten Schaltvorrichtung 16 anzeigen.
In der ersten Ausführungsform wird allgemein gesprochen eine von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 mechanisch betätigt, und die andere von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 wird elektrisch betätigt. Im Speziellen ist in der ersten Ausführungsform die erste Schaltvorrichtung 14 ein elektrisch betätigter vorderer Umwerfer, und die zweite Schaltvorrichtung 16 ist ein mechanisch betätigter hinterer Umwerfer. Nachstehend wird die erste Schaltvorrichtung 14 auch als der vorderer Umwerfer 14 bezeichnet, und die zweite Schaltvorrichtung 16 wird auch als der hintere Umwerfer 16 bezeichnet. Beispielsweise ist in der ersten Ausführungsform der vordere Umwerfer 14 ein motorisierter vorderer Umwerfer, und der hintere Umwerfer 16 ist ein seilbetätigter hinterer Umwerfer. Da motorisierte vordere Umwerfer und seilbetätigte hintere Umwerfer auf dem Gebiet von Fahrrädern allgemein bekannt sind, werden der elektrisch betätigte vordere Umwerfer 14 und der mechanisch betätigte hintere Umwerfer 16 hierin nicht im Detail erörtert.
Aus dieser Offenbarung wird jedoch ersichtlich, dass das Fahrrad-Schaltsystem 12 nicht auf die Nutzung mit seilbetätigten hinteren Umwerfern beschränkt ist. Vielmehr kann der hintere Umwerfer 16 auch ein hydraulisch betätigter hinterer Umwerfer sein. Mit anderen Worten bedeutet der Ausdruck „mechanisch betätigt”, wie hierin verwendet, „nicht elektrisch betätigt”, wie seilbetätigt, hydraulisch betätigt, pneumatisch betätigt usw.
Überdies können die „Schaltvorrichtungen” des Fahrrad-Schaltsystems 12 andere Arten von Drehzahlwechselvorrichtungen sein, wie beispielsweise eine innen verzahnte Schaltvorrichtung und ein Zahnradgetriebe, sind aber nicht darauf beschränkt. In jedem Fall kann mit der Konfiguration der ersten Ausführungsform die Betätigungskraft der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 zum Betätigen des vorderen Umwerfers 14 verringert werden, da der vordere Umwerfer 14 elektrisch betätigt wird. Genauer gesagt, ist die Betätigungskraft der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 nur auf die zum Betätigen des hinteren Umwerfers 16 erforderliche Betätigungskraft beschränkt.
Grundsätzlich weist, wie in 2 erkennbar ist, der vordere Umwerfer 14 ein Unterteil 22, eine Kettenführung 24 und eine Aktuatoreinheit 26 auf. Das Unterteil 22 ist so ausgebildet, dass es in herkömmlicher Weise am Rahmen des Fahrrads 10 montiert werden kann. Die Kettenführung 24 ist durch eine Kopplung 28, die zwei Gelenke aufweist, die ein Gelenkviereck zwischen dem Unterteil 22 und der Kettenführung 24 bilden, beweglich an das Unterteil 22 gekoppelt. Die Aktuatoreinheit 26 ist am Unterteil 22 angeordnet. Die Aktuatoreinheit 26 ist operativ mit der Kopplung 28 verbunden und bewegt die Kettenführung 24 zwischen einer ausgefahrenen Stellung und einer eingefahrenen Stellung. Wie in 3 erkennbar ist, weist die Aktuatoreinheit 26 eine vordere Steuerung 26a, einen Motor 26b, eine Motorantriebseinheit 26c und einen Positionssensor 26d auf. Die vordere Steuerung 26a ist so ausgebildet und angeordnet, dass sie die Motorantriebseinheit 26c in Reaktion auf ein Schaltsteuersignal aus der Betätigung der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 wie nachstehend erörtert steuert. Der Motor 26b ist so ausgebildet und angeordnet, dass er die Kopplung 28 so betätigt, dass die Kettenführung 24 zwischen der ausgefahrenen Stellung und der eingefahrenen Stellung bewegt wird. Die Motorantriebseinheit 26c ist so ausgebildet und angeordnet, dass sie den Motor 26b antreibt. Der Positionssensor 26d ist so ausgebildet und angeordnet, dass er die Schaltposition der Kettenführung 24 erfasst. Auch wenn ein Potentiometer als der Positionssensor 26d, wie in US-Patent Nr. 7,306,531 offenbart, verwendet werden kann, ist der Positionssensor 26d nicht auf eine solche Konstruktion beschränkt.
Grundsätzlich weist, wie in 2 erkennbar ist, der hintere Umwerfer 16 ein Unterteil 32, eine Kettenführung 34 und eine Kopplung 36 auf. Bevorzugt weist der hintere Umwerfer 16 ferner ein Vorspannbauteil 38 zum Vorspannen der Kettenführung 34 in eine eingefahrene Stellung, in der die Kettenführung 34 nach dem größten hinteren Kettenrad ausgerichtet ist, auf. Das Unterteil 32 ist so ausgebildet, dass es in herkömmlicher Weise am Rahmen F des Fahrrads 10 montiert werden kann. Die Kettenführung 34 ist durch die Kopplung 36, die zwei Gelenke aufweist, die ein Gelenkviereck zwischen dem Unterteil 32 und der Kettenführung 34 bilden, beweglich an das Unterteil 32 gekoppelt. Der hintere Umwerfer 16 ist durch ein Betätigungsseil 40 operativ an die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 gekoppelt. Das Betätigungsseil 40 ist ein herkömmliches Fahrrad-Betätigungsseil, das über ein Schaltseil 40a verfügt, das gleitend in einer Zughülle 40b angeordnet ist. Mit anderen Worten, das Betätigungsseil 40 ist ein Bowdenzug, bei dem das Schaltseil 40a gleitend in einer Zughülle 40b aufgenommen ist. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 betätigt den hinteren Umwerfer 16 durch selektives Anziehen und Lösen des Schaltseils 40a. So veranlasst die Betätigung des Betätigungsseils 40 die Kettenführung 34, sich bezogen auf das Unterteil 32 zu bewegen. Hierbei verfügt das Unterteil 32 über eine Zughüllenhalterung 32a, in der ein Ende der Zughülle 40b des Betätigungsseils 40 gehalten wird. Das Innengelenk der Kopplung 36 weist ein Drahtbefestigungsbauteil 36a, an dem das Schaltseil 40a befestigt ist, auf.
Nunmehr wird die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 hauptsächlich unter Bezugnahme auf 4 im Detail erläutert. Da jedoch die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 eine vergleichsweise herkömmliche ist, wird die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 zum Verständnis der vorliegenden Erfindung hierin nur kurz erläutert. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 weist einen Seilpositionshaltemechanismus 42 zum selektiven Anziehen und Lösen des Schaltseils 40a zum Festlegen vorbestimmter Schaltpositionen auf. Hierbei verfügt der Seilpositionshaltemechanismus 42 über zehn vorbestimmte Schaltpositionen. Der Seilpositionshaltemechanismus 42 ist in einem Gehäuse enthalten, das ein erstes oder oberes Gehäuseteil 44 und ein zweites oder unteres Gehäuseteil 46 aufweist. Die Gehäuseteile 44 und 46 sind harte, steife Bauteile, die aus einem geeigneten Material wie einem harten Kunststoff oder einem Leichtmetall gefertigt sind. Die Gehäuseteile 44 und 46 sind mit drei Schrauben aneinander befestigt. Das Gehäuse kann nach Bedarf und/der wenn gewünscht aber auch eine Vielzahl anderer Ausgestaltungen aufweisen. Wie in 2 erkennbar ist, ist das obere Gehäuseteil 44 in herkömmlicher Weise an der Lenkstange H angebracht.
Wie in 4 erkennbar ist, weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ferner eine innere Tragekonstruktion 48 auf, die grundsätzlich die verschiedenen Innenteile des Seilpositionshaltemechanismus 42 trägt. Genauer gesagt, weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ferner ein erstes Betätigungsbauteil 50 und ein zweites Betätigungsbauteil 52 auf, die von der inneren Tragekonstruktion 48 getragen werden. Wie in 4 erkennbar ist, weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ein Drahtaufnahmebauteil 54 auf, das so ausgebildet ist, dass es durch das Betätigungsseil 40 operativ an die zweite Schaltvorrichtung 16 gekoppelt ist. Hierbei wird das Drahtaufnahmebauteil 54 von der inneren Tragekonstruktion 48 drehbar so getragen, dass es sich um eine Betätigungsachse A1 dreht. Ein Ende des Schaltseils 40a ist am Drahtaufnahmebauteil 54 befestigt, wie in 4 erkennbar ist, während das andere Ende des Schaltseils 40a an der Kopplung 36 des hinteren Umwerfers 16 befestigt ist. Das erste Betätigungsbauteil 50 wird zum Lösen des Schaltseils 40a aus dem Gehäuse genutzt. Das erste Betätigungsbauteil 50 ist beweglich so angeordnet, dass es sich aus einer ersten Ruhestellung in eine erste betätigte Position bewegt. Das zweite Betätigungsbauteil 52 wird zum Ziehen des Schaltseils 40a in das Gehäuse der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 genutzt. Das zweite Betätigungsbauteil 52 ist beweglich so angeordnet, dass es sich aus einer zweiten Ruhestellung in eine zweite betätigte Stellung bewegt. Das erste und das zweite Betätigungsbauteil 50 und 52 sind als Clickschalter ausgebildet, die in die erste bzw. zweite Ruhestellung vorgespannt werden, wie in 4 gezeigt ist. Der Haltemechanismus 42 weist verschiedene Sperrplatten und -klinken auf, die in Reaktion auf die Bewegungen des ersten und des zweiten Betätigungsbauteils 50 und 52 zum selektiven Lösen und Anziehen des Schaltseils 40a betätigt werden. Daher wird der Seilpositionshaltemechanismus 42 durch das erste und das zweite Betätigungsbauteil 50 und 52 zum Lösen und Anziehen des Schaltseils 40a aus dem Gehäuse der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 in Reaktion auf die Betätigung des ersten und zweiten Betätigungsbauteils 50 und 52 wie nachstehend erörtert betätigt. Der Seilpositionshaltemechanismus 42 bildet zusammen mit dem ersten und dem zweiten Betätigungsbauteil 50 und 52 eine Hauptbetätigungseinheit der Schaltbetätigungsvorrichtung 20.
Da das Vorspannbauteil 38 die Kettenführung 34 in die eingefahrene Stellung vorspannt, in der die Kettenführung 34 nach dem größten hinteren Kettenrad ausgerichtet ist, wird das erste Betätigungsbauteil 50 zum Bewegen der Kettenführung 34 von einem kleineren hinteren Kettenrad auf ein größeres hinteres Kettenrad genutzt. Andererseits wird das zweite Betätigungsbauteil 52 zum Bewegen der Kettenführung 34 von einem größeren hinteren Kettenrad auf ein kleineres hinteres Kettenrad genutzt.
Wie in 4 erkennbar ist, weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ferner eine elektrische Eingabevorrichtung 60 auf, die so angeordnet ist, dass sie die Position des Drahtaufnahmebauteils 54 erfasst. Die elektrische Eingabevorrichtung 60 ist so ausgebildet, dass sie ein Drahtaufnahme-Positionssignal an die Steuerung 18 weitergibt. Die elektrische Eingabevorrichtung 60 weist einen von einem magnetoresistiven Sensor (MR-Sensor) und einem Hallsensor auf. Das Drahtaufnahmebauteil 54 ist mit einem oder mehreren Magneten (nicht gezeigt) versehen, so dass die elektrische Eingabevorrichtung 60 die Stärke des Magnetfeldes des einen oder der mehreren Magnete an dem Drahtaufnahmebauteil 54 messen kann. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ist so ausgebildet, dass sie über das Stromkabel C13 mit der Steuerung 18 kommuniziert. In der ersten Ausführungsform ist die elektrische Eingabevorrichtung 60 so ausgebildet, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung 18 weitergibt, die so ausgebildet ist, dass sie die zweite Schaltvorrichtung 16 betätigt. Allgemeiner formuliert, weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 eine elektrische Eingabevorrichtung 60 auf, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung 18 weitergibt, die so ausgebildet ist, dass sie wenigstens eine von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 betätigt. So weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 eine mechanische Schalteinheit und eine elektrische Schalteinheit auf. Die mechanische Schalteinheit (d. h., in der erste Ausführungsform der Haltemechanismus 42) ist so ausgebildet, dass er eine von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 (d. h., in der ersten Ausführungsform die zweite Schaltvorrichtung 16) mechanisch betätigt. Die elektrische Schalteinheit (d. h., in der ersten Ausführungsform der Haltemechanismus 42) ist so ausgebildet, dass er die andere von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 elektrisch betätigt. Im Speziellen weist die mechanische Schalteinheit (d. h., in der ersten Ausführungsform der Haltemechanismus 42) das Drahtaufnahmebauteil 54 auf, das so ausgebildet ist, dass es durch das Betätigungsseil 40 operativ an die zweite Schaltvorrichtung 16 gekoppelt ist.
Unter Verwendung der elektrischen Eingabevorrichtung 60 erfasst die Steuerung 18 die momentane Schaltposition der Kettenführung 34 des hinteren Umwerfers 16 (d. h., der zweiten Schaltvorrichtung), ohne dass ein Positionssensor an dem hinteren Umwerfer 16 vorgesehen sein muss. Alternativ kann ein Positionssensor an dem hinteren Umwerfer 16 vorgesehen sein, um die momentane Schaltposition der Kettenführung 34 für die Steuerung 18 bereitzustellen. Aus dieser Offenbarung wird ebenso ersichtlich, dass die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 so ausgebildet sein kann, dass sie über ein Powerline-Kommunikationskabel oder eine drahtlose Kommunikationseinheit mit der Steuerung 18 kommuniziert.
Nunmehr wird die Steuerung 18 hauptsächlich unter Bezugnahme auf 3 im Detail erläutert. Hierbei ist in der ersten Ausführungsform die Steuerung 18 ein Fahrradcomputer, der neben seiner Funktion als eine Signalsteuerung, die Steuersignale zum Wechseln der Gänge des Fahrrads 10 in Reaktion auf die Betätigung der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ausgibt, auch dazu dient, für das Fahren verschiedene Betriebsbedingungen des Fahrrads 10 bereitzustellen.
Auch wenn die Steuerung 18 mit den anderen Teilen des Fahrrad-Schaltsystems 12 elektrisch verbunden ist, wie schematisch in 3 veranschaulicht ist, wird aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass auch eine drahtlose Kommunikation genutzt werden kann, um die Steuerung 18 zum Empfangen von Daten operativ an die anderen Teile des Fahrrad-Schaltsystems 12 zu koppeln. Die Steuerung 18 interpretiert Anweisungen (Daten, Signale und Befehle) der verschiedenen Programme und Hardware und führt diese aus, und lenkt so die Betätigung des Fahrrad-Schaltsystems 12. Auch wenn die Steuerung 18 als eine einzelne separate Einheit veranschaulicht ist, könnte die Steuerung 18 auch Teil einer anderen Komponente oder Teil mehrerer Komponenten sein (z. B. könnten sich mehrere Steuerungen in verschiedenen Teilen befinden). Beispielsweise kann die Steuerung 18 Teil der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 oder Teil des vorderen Umwerfers 14 sein.
Wie in 3 erkennbar ist, weist die Steuerung 18 einen Prozessor 62 zum Verarbeiten der verschiedenen Signale von den verschiedenen Sensoren und Komponenten des Fahrrad-Schaltsystems 12 auf. Die Steuerung 18 weist einen Speicher 64 mit einem darin gespeicherten Schaltsteuerprogramm auf, das die Bewegung der ersten Schaltvorrichtung 14 steuert. Der Speicher 64 weist eine ROM-(Nur-Lese-Speicher-)-Vorrichtung und eine RAM-(Schreib-Lese-Speicher-)-Vorrichtung auf. Grundsätzlich ist die Steuerung 18 so ausgebildet, dass sie wenigstens eine von der ersten Schaltvorrichtung 14 und der zweiten Schaltvorrichtung 16 gemäß wenigstens einem von einem vorbestimmten Hochschaltweg und einem vorbestimmten Herunterschaltweg betätigt. In der ersten Ausführungsform wird die erste Schaltvorrichtung 14 von der Steuerung 18 basierend auf der momentanen Schaltposition der Kettenführung 34 gesteuert. Im Speziellen steuert in der ersten Ausführungsform die Steuerung 18 die erste Schaltvorrichtung 14 basierend auf dem von der elektrischen Eingabevorrichtung (Positionssensor 60) an die Steuerung 18 ausgegebenen Drahtaufnahme-Positionssignal.
In der ersten Ausführungsform verfügt der Speicher 64 wenigstens über eine vorgespeicherte Schalttabelle (siehe 6 und 7), die den vorbestimmten Hochschaltweg und den vorbestimmten Herunterschaltweg enthält, die von dem Prozessor 62 der Steuerung 18 zum Bewegen des vorderen Umwerfers 14 genutzt werden. Der vorbestimmte Hochschaltweg umfasst wenigstens einen Synchronschaltpunkt. Der vorbestimmte Herunterschaltweg umfasst wenigstens einen Synchronschaltpunkt.
Die Steuerung 18 verfügt über eine Anzeige 66, die dem Fahrer die Gangpositionen, Geschwindigkeit, Fahrstrecke und andere Informationen anzeigt, wie die meisten Fahrradcomputer. Ebenso weist in der veranschaulichten Ausführungsform die Steuerung 18 ferner eine Eingabetaste 68 zum Modifizieren der verschiedenen Betriebsparameter des Fahrrad-Schaltsystems 12 auf. Die Steuerung 18 weist bevorzugt ebenso einen Übertragungseingang wie einen USB-Anschluss zum Anbringen eines Computers zum Aktualisieren der Software und/oder Modifizieren der verschiedenen Betriebsparameter des Fahrrad-Schaltsystems 12 auf.
In der ersten Ausführungsform verfügt die Steuerung 18 über mehrere vorgespeicherte Schalttabellen (siehe 6 und 7). Die vorgespeicherten Schalttabellen sind in dem Speicher 64 so gespeichert, dass die Steuerung 18 den vorderen Umwerfer 14 in Reaktion auf Signale von der elektrischen Eingabevorrichtung 60, die die Bewegung des Drahtaufnahmebauteils 54 erfasst, betätigt. 6 ist ein Beispiel für eine erste Synchronschalt-Gangschalttabelle für das Fahrrad-Schaltsystem 12 der ersten Ausführungsform, die bei dem Fahrrad 10 mit zwei vorderen Kettenrädern und zehn hinteren Kettenrädern genutzt wird. Legt der Nutzer fest, dass die Steuerung 18 die erste Synchronschalt-Gangschalttabelle nutzen soll, können der vordere und der hintere Umwerfer 14 und 16 im Synchronschaltmodus achtzehn Geschwindigkeitsstufen aufweisen. 7 ist eine zweite Synchronschalt-Gangschalttabelle für das Fahrrad-Schaltsystem 12 der ersten Ausführungsform, die bei einem Fahrrad mit drei vorderen Kettenrädern und zehn hinteren Kettenrädern genutzt wird. Legt der Nutzer fest, dass die Steuerung 18 die zweite Synchronschalt-Gangschalttabelle nutzen soll, können der vordere und der hintere Umwerfer 14 und 16 im Synchronschaltmodus einundzwanzig Geschwindigkeitsstufen aufweisen. In dieser Offenbarung bezieht sich eine hohe Übersetzung auf eine höhere Fahrradgeschwindigkeit pro Umdrehung der Kurbelarme, während sich eine niedrige Übersetzung auf eine langsamere Fahrradgeschwindigkeit pro Umdrehung der Kurbelarme bezieht.
Auch wenn nur zwei vorgespeicherte Schalttabellen (siehe 6 und 7) als in dem Speicher 64 gespeichert veranschaulicht sind, wird aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass auch mehr als zwei vorgespeicherte Schalttabellen im Speicher 64 gespeichert sein können. Der Nutzer kann basierend auf der Antriebsstranggestaltung des Fahrrads wählen, welche vorgespeicherten Schalttabellen genutzt werden. Ebenso kann die Steuerung 18 so programmiert sein, dass sie basierend auf verschiedenen Fahrbedingungen des Fahrrads 10, die von Sensoren wie einem Rad-Drehzahlsensor S1 und einem Kurbel-Drehzahlsensor S2 erfasst werden, verschiedene vorgespeicherte Schalttabellen mit verschiedenen Synchronschaltpunkten auswählt. Auf diese Weise kann die Steuerung 18 die besten gespeicherten Schalttabellen für die Antriebsstranggestaltung des Fahrrads basierend auf den verschiedenen Fahrbedingungen des Fahrrads 10 auswählten. Selbstverständlich kann der Radfahrer in diese automatische Schalttabellen-Auswahl eingreifen und die gewünschte Schalttabelle manuell festlegen.
In der ersten Synchronschalt-Gangschalttabelle von 6 umfasst der vorbestimmte Hochschaltweg einen Synchronschaltpunkt, und der vorbestimmte Herunterschaltweg umfasst einen Synchronschaltpunkt. Die Fahrrad-Schaltvorrichtung ist jedoch nicht auf einen einzelnen Synchronschaltpunkt der Fahrrad-Schaltvorrichtung beschränkt. Ort und Anzahl von Synchronschaltpunkten werden von den jeweiligen Übersetzungen, die in der entsprechenden Fahrrad-Schaltvorrichtung erreicht werden können, abhängen. Mit anderen Worten kann zum Ändern der Übersetzung die Zähnezahl für die hinteren Kettenräder und die vorderen Kettenräder verändert werden, was erreicht werden kann, indem zum Erhöhen oder Verringern der erreichbaren Anzahl von Geschwindigkeitsstufen mehr oder weniger hintere Kettenräder und/oder vordere Kettenräder verändert werden können.
Der Radfahrer schaltet durch die Betätigung des ersten Betätigungsbauteils 50 hoch, wodurch die Kettenführung 34 von einem größeren hinteren Kettenrad auf ein kleineres hinteres Kettenrad bewegt wird. Der Radfahrer schaltet durch die Betätigung des zweiten Betätigungsbauteils 52 herunter, wodurch die Kettenführung 34 von einem kleineren hinteren Kettenrad auf ein größeres hinteres Kettenrad bewegt wird. So bewirkt die Bewegung des ersten Betätigungsbauteils 50 im Synchronschaltmodus unter Nutzung der ersten Synchronschalt-Gangschalttabellen von 6 die Bewegung der Kettenführung 34 des hinteren Umwerfers 16 (d. h., der zweiten Schaltvorrichtung).
Wie in 3 erkennbar ist, weist das Fahrrad-Schaltsystem 12 die Energieversorgung B auf. Das Fahrrad-Schaltsystem 12 ist so ausgebildet, dass es wenigstens eines von der ersten Schaltvorrichtung 14, der zweiten Schaltvorrichtung 16, der Steuerung 18, der Schaltbetätigungsvorrichtung 20, dem Rad-Drehzahlsensor S1 und dem Kurbel-Drehzahlsensor S2 mit elektrischer Energie aus der Energieversorgung B versorgt. Die elektrische Eingabevorrichtung 60 wird von der durch die Energieversorgung B gelieferten elektrischen Energie betrieben. Die Aktuatoreinheit 26 wird von der durch die Energieversorgung B gelieferten elektrischen Energie betrieben. Die Energieversorgung B weist wenigstens eines von einer Primärzelle, einer Sekundärzelle, einer Brennstoffzelle und einem elektrischen Generator (z. B. eine Dynamo-Nabe) auf. In der ersten Ausführungsform ist die Energieversorgung B unabhängig von anderen elektrischen Vorrichtungen am Fahrrad-Rahmen F montiert. Die Energieversorgung B kann aber auch in wenigstens einer von der ersten Schaltvorrichtung 14, der zweiten Schaltvorrichtung 16, der Steuerung 18 und der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 enthalten sein.
Bezogen auf 5 ist ein Blockschaltbild des Fahrrad-Schaltsystems 12 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ist so ausgebildet, dass sie über eine mechanische Verbindung MC, die das Betätigungsseil 40 aufweist, mit der zweiten Schaltvorrichtung 16 verbunden wird. Die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der Steuerung 18 kommuniziert. Die Steuerung 18 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der ersten Schaltvorrichtung 14 kommuniziert. Folglich ist das Fahrrad-Schaltsystem 12 gemäß der ersten Ausführungsform nicht auf die Nutzung der Powerline-Kommunikationskabel C11 und C12 und des Stromkabels C13 von 3 beschränkt. Vielmehr wird aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass an Stelle der PLC-(Powerline-Kommunikations-)-Leiterplatte an der ersten Schaltvorrichtung 14 und der Steuerung 18 die erste Schaltvorrichtung 14, die Steuerung 18 und die Schaltbetätigungsvorrichtung 20 über eine drahtlose Kommunikationseinheit verfügen können, die Schaltsignale und/oder -befehle zwischen der Steuerung 18, der ersten Schaltvorrichtung 14 und der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 zum Hoch- und Herunterschalten der ersten Schaltvorrichtung 14 drahtlos überträgt. Ähnlich können zweckbestimmte Datensignalleitungen zwischen der ersten Schaltvorrichtung 14, der Steuerung 18 und der Schaltbetätigungsvorrichtung 20 vorgesehen sein, die Schaltsignale und/oder -befehle zum Hoch- und Herunterschalten der ersten Schaltvorrichtung 14 übertragen.
Bezogen auf 8 ist ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems 112 gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Hier weist das Fahrrad-Schaltsystem 112 grundsätzlich eine erste Schaltvorrichtung 114, eine zweite Schaltvorrichtung 116 und eine Steuerung 118 auf. Die erste Schaltvorrichtung 114 ist ein mechanisch betätigter vorderer Umwerfer, und die zweite Schaltvorrichtung 116 ist ein elektrisch betätigter hinterer Umwerfer. Das Fahrrad-Schaltsystem 112 weist ferner eine Schaltbetätigungsvorrichtung 120 auf, die so ausgebildet ist, dass sie selektiv sowohl die erste Schaltvorrichtung 114 als auch die zweite Schaltvorrichtung 116 betätigt. Nachstehend wird die erste Schaltvorrichtung 114 auch als der vordere Umwerfer 114 bezeichnet, und die zweite Schaltvorrichtung 116 wird auch als der hintere Umwerfer 116 bezeichnet. Grundsätzlich ist das Fahrrad-Schaltsystem 112 eine Modifikation des oben erörterten Fahrrad-Schaltsystems 12.
Die Schaltbetätigungsvorrichtung 120 weist ein Drahtaufnahmebauteil 154 und eine elektrische Eingabevorrichtung 160 auf. Das Drahtaufnahmebauteil 154 ist so ausgebildet, dass es durch ein Betätigungsseil, das in einer mechanischen Verbindung MC enthalten ist, operativ an die erste Schaltvorrichtung 114 gekoppelt ist. Die elektrische Eingabevorrichtung 160 ist so ausgebildet, dass sie zum Betätigen des Elektromotors des hinteren Umwerfers 116 ein Schaltsignal operativ an die Steuerung 118 weitergibt. Die mechanische Schalteinheit der Schaltbetätigungsvorrichtung 120 ist grundsätzlich dieselbe wie die mechanische Schalteinheit der Schaltbetätigungsvorrichtung 20, jedoch so ausgebildet, dass sie über weniger vorbestimmte Schaltpositionen (z. B. üblicherweise zwei oder drei vorbestimmte Schaltpositionen) verfügt. Die elektrische Eingabevorrichtung 160 (d. h., die elektrische Schalteinheit) der Schaltbetätigungsvorrichtung 120 weist ein manuelles Eingabebauteil auf (z. B. eine Taste oder einen Hebel), das der Radfahrer manuell betätigt und so einen Schalter zum Schalten des hinteren Umwerfers 116 aktiviert.
Die elektrische Eingabevorrichtung 160 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der Steuerung 118 kommuniziert. Die Steuerung 118 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der zweiten Schaltvorrichtung 116 kommuniziert. Da Powerline-Kommunikationskabel, Stromkabel und drahtlose Kommunikationseinheiten allgemein bekannt sind, werden diese nicht-mechanischen Verbindungen nur schematisch veranschaulicht.
Bezogen auf 9 ist ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems 212 gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht. Hier weist das Fahrrad-Schaltsystem 212 grundsätzlich eine erste Schaltvorrichtung 214, eine zweite Schaltvorrichtung 216 und eine Steuerung 218 auf. Die zweite Schaltvorrichtung 216 ist mechanisch mit der ersten Schaltvorrichtung 214 verbunden. Die erste Schaltvorrichtung 214 weist einen Elektromotor 226 auf, der die zweite Schaltvorrichtung 216 mechanisch betätigt. Die erste Schaltvorrichtung 214 ist ein elektrisch betätigter vorderer Umwerfer, und die zweite Schaltvorrichtung 216 ist ein mechanisch betätigter hinterer Umwerfer. Nachstehend wird die erste Schaltvorrichtung 214 auch als der vordere Umwerfer 214 bezeichnet, und die zweite Schaltvorrichtung 216 wird auch als der hintere Umwerfer 216 bezeichnet.
Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform weist die Steuerung 218 einen Prozessor zum Verarbeiten der verschiedenen Signale von den verschiedenen Sensoren und Komponenten des Fahrrad-Schaltsystems 212 auf. Die Steuerung 218 weist ferner einen Speicher auf, der ein darin gespeichertes Schaltsteuerprogramm beinhaltet. Der Speicher umfasst eine ROM-(Nur-Lese-Speicher-)-Vorrichtung und eine RAM-(Lese-Schreib-Speicher-)-Vorrichtung. Grundsätzlich ist die Steuerung 218 so ausgebildet, dass sie die erste Schaltvorrichtung 214 und die zweite Schaltvorrichtung 216 gemäß wenigstens einem von einem vorbestimmten Hochschaltweg und einem vorbestimmten Herunterschaltweg betätigt. In der dritten Ausführungsform wird die erste Schaltvorrichtung 214 von der Steuerung 218 basierend auf der momentanen Schaltposition der Kettenführung der zweiten Schaltvorrichtung 216 gesteuert. In der dritten Ausführungsform verfügt der Speicher über vorgespeicherte Schalttabellen, wie die Synchronschalt-Gangschalttabellen der 11 bis 13. Die Synchronschalt-Gangschalttabellen der 11 bis 13 sind ausführlich in US-Patent Nr. 9,151,379 erörtert. Diese Synchronschalt-Gangschalttabellen der 11 bis 13 umfassen vorbestimmte Hochschaltwege und vorbestimmte Herunterschaltwege, die der Prozessor der Steuerung 218 zum Bewegen des vorderen und hinteren Umwerfers 214 und 216 nutzt. Die vorbestimmten Hochschaltwege der Synchronschalt-Gangschalttabellen der 11 bis 13 umfassen wenigstens einen Synchronschaltpunkt. Die vorbestimmten Herunterschaltwege der Synchronschalt-Gangschalttabellen der 11 bis 13 umfassen wenigstens einen Synchronschaltpunkt.
Grundsätzlich weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 220 eine elektrische Eingabevorrichtung 260 auf, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung 218 weitergibt. Im Speziellen weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 220 ein oder mehrere manuelle Eingabebauteile auf (z. B. eine Taste oder einen Hebel), die der Radfahrer zum Aktivieren eines oder mehrerer Schalter zum Ausgeben von Schaltsignalen an die Steuerung 218 manuell betätigt. Diese Schaltsignale werden von der Steuerung 218 empfangen, die am vorderen Umwerfer 214 montiert sein kann und den Elektromotor 226 selektiv betreibt. Die elektrische Eingabevorrichtung 260 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der Steuerung 218 kommuniziert. Die Steuerung 218 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der ersten Schaltvorrichtung 214 kommuniziert.
Der Elektromotor 226 bewegt selektiv eine oder beide der Kettenführungen des vorderen und hinteren Umwerfers 214 und 216, indem er selektiv elektrische Kupplungen betätigt. Alternativ kann der vordere Umwerfer 214 mit einem ersten Elektromotor zum selektiven Bewegen der Kettenführung des vorderen Umwerfers 214 ähnlich der ersten Ausführungsform und einem zweiten Elektromotor zum selektiven Bewegen der Kettenführung des hinteren Umwerfers 216 versehen sein. In jedem Fall betreibt ein Elektromotor des vorderen Umwerfers 214 ein Betätigungsseil, das in einer mechanischen Verbindung MC enthalten ist, wodurch die Kettenführung des hinteren Umwerfers 216 bewegt wird. Beispielsweise können die in der US-Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2014/0179470 offenbarten „Steuermittel” und „Betätigungsmittel” an einen an dem vorderen Umwerfer 214 vorgesehenen Elektromotor angepasst werden.
Bezogen auf 10 ist ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems 312 gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht. Hier weist das Fahrrad-Schaltsystem 312 grundsätzlich eine erste Schaltvorrichtung 314, eine zweite Schaltvorrichtung 316 und eine Steuerung 318 auf. Das Fahrrad-Schaltsystem 312 weist ferner eine Schaltbetätigungsvorrichtung 320 auf, die so ausgebildet ist, dass sie selektiv sowohl die erste Schaltvorrichtung 314 als auch die zweite Schaltvorrichtung 316 betätigt. Die erste Schaltvorrichtung 314 ist mechanisch mit der zweiten Schaltvorrichtung 316 verbunden. Die zweite Schaltvorrichtung 316 weist einen Elektromotor 326 auf, der die erste Schaltvorrichtung 314 mechanisch betätigt. Die erste Schaltvorrichtung 314 ist ein mechanisch betätigter vorderer Umwerfer, und die zweite Schaltvorrichtung 316 ist ein elektrisch betätigter hinterer Umwerfer. Nachstehend wird die erste Schaltvorrichtung 314 auch als der vordere Umwerfer 314 bezeichnet, und die zweite Schaltvorrichtung 316 wird auch als der hintere Umwerfer 316 bezeichnet.
Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform weist die Steuerung 318 einen Prozessor zum Verarbeiten der verschiedenen Signale von den verschiedenen Sensoren und Komponenten des Fahrrad-Schaltsystems 312 auf. Die Steuerung 318 weist ferner einen Speicher auf, der ein darin gespeichertes Schaltsteuerprogramm beinhaltet. Der Speicher umfasst eine ROM-(Nur-Lese-Speicher-)-Vorrichtung und eine RAM-(Lese-Schreib-Speicher-)-Vorrichtung. Grundsätzlich ist die Steuerung 318 so ausgebildet, dass sie die erste Schaltvorrichtung 314 und die zweite Schaltvorrichtung 316 gemäß wenigstens einem von einem vorbestimmten Hochschaltweg und einem vorbestimmten Herunterschaltweg betätigt. In der vierten Ausführungsform wird die erste Schaltvorrichtung 314 von der Steuerung 318 basierend auf der momentanen Schaltposition der Kettenführung der zweiten Schaltvorrichtung 316 gesteuert. In der vierten Ausführungsform verfügt der Speicher über vorgespeicherte Schalttabellen, wie die Synchronschalt-Gangschalttabellen der 11 bis 13.
Grundsätzlich weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 320 eine elektrische Eingabevorrichtung 360 auf, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung 318 weitergibt. Im Speziellen weist die Schaltbetätigungsvorrichtung 320 ein oder mehrere manuelle Eingabebauteile auf (z. B. eine Taste oder einen Hebel), die der Radfahrer zum Aktivieren eines oder mehrerer Schalter zum Ausgeben von Schaltsignalen an die Steuerung 318 manuell betätigt. Diese Schaltsignale werden von der Steuerung 318 empfangen, die am hinteren Umwerfer 316 montiert sein kann und den Elektromotor 326 selektiv betreibt. Eine von der ersten Schaltvorrichtung 314 und der zweiten Schaltvorrichtung 316 wird mechanisch betätigt, während die andere von der ersten Schaltvorrichtung 314 und der zweiten Schaltvorrichtung 316 von einem Elektromotor elektrisch betrieben wird. Der Elektromotor 326 ist so ausgebildet, dass er die eine von der ersten Schaltvorrichtung 314 und der zweiten Schaltvorrichtung 316 mechanisch betätigt.
Der Elektromotor 326 bewegt selektiv eine oder beide der Kettenführungen des vorderen und hinteren Umwerfers 314 und 316, indem er selektiv elektrische Kupplungen betätigt. Alternativ kann der hintere Umwerfer 316 mit einem ersten Elektromotor zum selektiven Bewegen der Kettenführung des hinteren Umwerfers 316 und einem zweiten Elektromotor zum selektiven Bewegen der Kettenführung des vorderen Umwerfers 314 versehen sein. In jedem Fall betreibt ein Elektromotor des hinteren Umwerfers 316 ein Betätigungsseil, das in einer mechanischen Verbindung MC enthalten ist, wodurch die Kettenführung des vorderen Umwerfers 314 bewegt wird. Beispielsweise können die in der US-Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer 2014/0179470 offenbarten „Steuermittel” und „Betätigungsmittel” an einen an dem hinteren Umwerfer 316 vorgesehenen Elektromotor angepasst werden.
Die elektrische Eingabevorrichtung 360 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der Steuerung 318 kommuniziert. Die Steuerung 318 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der zweiten Schaltvorrichtung 316 kommuniziert.
In der dritten und vierten Ausführungsform wird eine von der ersten Schaltvorrichtung 214, 314 und der zweiten Schaltvorrichtung 216, 316 mechanisch betätigt, während die andere von der ersten Schaltvorrichtung 214, 314 und der zweiten Schaltvorrichtung 216, 316 von dem Elektromotor 226, 326 elektrisch betätigt wird. Der Elektromotor 226, 326 ist so ausgebildet, dass er die eine von der ersten Schaltvorrichtung 214 und der zweiten Schaltvorrichtung 216 mechanisch betätigt.
Bezogen auf 14 ist ein Blockschaltbild eines Fahrrad-Schaltsystems 412 gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht. Hier weist das Fahrrad-Schaltsystem 412 grundsätzlich eine erste Schaltvorrichtung 414, eine zweite Schaltvorrichtung 416 und eine Steuerung 418 auf. Die erste Schaltvorrichtung 414 ist ein elektrisch betätigter vorderer Umwerfer, und die zweite Schaltvorrichtung 416 ist ein mechanisch betätigter hinterer Umwerfer. Das Fahrrad-Schaltsystem 412 weist ferner eine Schaltbetätigungsvorrichtung 420 auf, die so ausgebildet ist, dass sie selektiv sowohl die erste Schaltvorrichtung 414 als auch die zweite Schaltvorrichtung 416 betätigt. Die erste Schaltvorrichtung 414 weist einen Elektromotor 426 auf. Nachstehend wird die erste Schaltvorrichtung 414 auch als der vordere Umwerfer 414 bezeichnet, und die zweite Schaltvorrichtung 416 wird auch als der hintere Umwerfer 416 bezeichnet. Grundsätzlich ist das Fahrrad-Schaltsystem 412 eine Modifikation des oben erörterten Fahrrad-Schaltsystems 12.
Die Schaltbetätigungsvorrichtung 420 weist ein Drahtaufnahmebauteil 454 auf. Das Drahtaufnahmebauteil 454 ist so ausgebildet, dass es durch ein Betätigungsseil, das in der mechanische Verbindung MC enthalten ist, operativ an die zweite Schaltvorrichtung 416 gekoppelt wird. Die zweite Schaltvorrichtung 416 weist eine elektrische Eingabevorrichtung 460 auf. Die elektrische Eingabevorrichtung 460 ist so ausgebildet, dass sie operativ ein Schaltsignal zum Betätigen des Elektromotors 426 des vorderen Umwerfers 414 an die Steuerung 418 weitergibt. Die mechanische Schalteinheit der Schaltbetätigungsvorrichtung 420 ist grundsätzlich dieselbe wie die mechanische Schalteinheit der Schaltbetätigungsvorrichtung 20.
Die elektrische Eingabevorrichtung 460 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der Steuerung 418 kommuniziert. Die Steuerung 418 ist so ausgebildet, dass sie über eine nicht-mechanische Verbindung EC, die wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit aufweist, mit der ersten Schaltvorrichtung 414 kommuniziert. Da Powerline-Kommunikationskabel, Stromkabel und drahtlose Kommunikationseinheiten allgemein bekannt sind, werden diese nicht-mechanischen Verbindungen nur schematisch veranschaulicht.
Im Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sollen der Ausdruck „umfassend” und dessen Ableitungen, wie hierin verwendet, offene Begriffe sein, die die Gegenwart der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte spezifizieren, die Gegenwart anderer nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzer Zahlen und/oder Schritte jedoch nicht ausschließen. Das Vorstehende gilt auch für Wörter mit ähnlichen Bedeutungen, wie die Ausdrücke „enthaltend”, „aufweisend” und deren Ableitungen. Auch die Ausdrücke „Teil”, „Sektion”, „Abschnitt”, „Bauteil” oder „Element können, wenn sie in der Einzahl verwendet werden, die doppelte Bedeutung von einem einzelnen Teil oder mehreren Teilen haben.
Auch versteht es sich, dass, auch wenn die Ausdrücke „erste” und „zweite” hierin zur Beschreibung verschiedener Komponenten verwendet werden können, diese Komponenten nicht auf diese Ausdrücke beschränkt sein sollten. Diese Ausdrücke werden nur verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. So kann zum Beispiel eine erste oben erörterte Komponente als eine zweite Komponente bezeichnet werden und umgekehrt, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „befestigt” oder „befestigen” Ausgestaltungen, bei denen ein Element durch Anbringen des Elements direkt an dem anderen Element direkt an einem anderen Element festgemacht wird; Ausgestaltungen, bei denen das Element durch Anbringen des Elements an dem Zwischenbauteil(en), das/die wiederum an dem anderen Element angebracht wird/werden, indirekt an dem anderen Element festgemacht wird; und Ausgestaltungen, bei denen ein Element integral mit einem anderen Element ist, d. h. ein Element ist ein wesentlicher Teil des anderen Elements. Diese Definition gilt auch für Wörter mit einer ähnlichen Bedeutung, zum Beispiel „vereinigt”, „verbunden”, „gekoppelt”, „montiert”, „gebunden”, „fixiert” und deren Ableitungen. Schließlich bedeuten Begriffe des Grades wie „im Wesentlichen”, „etwa” und „ungefähr”, wie hierin verwendet, ein solches Ausmaß an Abweichung von dem modifizierten Ausdruck, dass sich das Endergebnis nicht signifikant verändert.
Auch wenn lediglich ausgewählte Ausführungsformen zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung ausgewählt wurden, wird der Fachmann aus dieser Offenbarung ersehen, dass hierin verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können, wenn nicht anders angegeben, nach Bedarf und/oder wenn gewünscht Größe, Form, Position oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten verändert werden, solange sie ihre vorgesehene Funktion nicht wesentlich beeinflussen. Wenn nicht speziell anders angegeben, können Komponenten, die als direkt verbunden oder einander kontaktierend gezeigt sind, Zwischenstrukturen aufweisen, die zwischen ihnen eingeschoben sind, sofern nicht speziell anders angegeben. Die Funktionen von einem Element können von zweien ausgeübt werden, und umgekehrt, sofern nicht speziell anders angegeben. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine andere Ausführungsform übernommen werden. In einer bestimmten Ausführungsform müssen nicht gleichzeitig alle Vorteile vorliegen. Jedes Merkmal, das gegenüber dem Stand der Technik einzigartig ist, allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen, sollte ebenso als eine separate Beschreibung weiterer Erfindungen des Anmelders angesehen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch diese(s) Merkmal(e) verkörpert wird/werden. Somit dienen die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
Bezugszeichenliste

10: Fahrrad
12, 112, 212, 312, 412: Fahrrad-Schaltsystem
14, 114, 214, 314, 414: erste Schaltvorrichtung
16, 116, 216, 316, 416: zweite Schaltvorrichtung
18, 118, 218, 318, 418: Steuerung
20, 120, 220, 320, 420: Schaltbetätigungsvorrichtung
22: Unterteil
24: Kettenführung
26: Aktuatoreinheit
26a: vordere Steuerung
26b: Motor
26c: Motorantriebseinheit
26d: Positionssensor
28: Kopplung
32: Unterteil
32a: Zughüllenhalterung
34: Kettenführung
36: Kopplung
36a: Drahtbefestigungsbauteil
38: Vorspannbauteil
40: Betätigungsseil
40a: Schaltseil
40b: Zughülle
42: Haltemechanismus
44: Gehäuseteil
46: Gehäuseteil
48: innere Tragekonstruktion
50: erstes Betätigungsbauteil
52: zweites Betätigungsbauteil
54, 154, 454: Drahtaufnahmebauteil
60, 160, 260, 360, 460: elektrische Eingabevorrichtung
62: Prozessor
64: Speicher
66: Anzeige
68: Eingabetaste
226, 326, 426: Elektromotor
B: Batterie
C11: Powerline-Kommunikationskabel
C12: Powerline-Kommunikationskabel
C13: Stromkabel
EC: nicht-mechanische Verbindung
F: Rahmen
H: Lenkstange
MC: mechanische Verbindung
S1: Rad-Drehzahlsensor
S2: Kurbel-Drehzahlsensor

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

US 7306531 [0056]
US 9151379 [0078]

Claims

Fahrrad-Schaltsystem (12), aufweisend: eine erste Schaltvorrichtung (14); eine zweite Schaltvorrichtung (16), wobei eine von der ersten Schaltvorrichtung (14) und der zweiten Schaltvorrichtung (16) mechanisch betätigt wird und die andere von der ersten Schaltvorrichtung (14) und der zweiten Schaltvorrichtung (16) elektrisch betätigt wird; und eine Steuerung (18), die so ausgebildet ist, dass sie wenigstens eine von der ersten Schaltvorrichtung (14) und der zweiten Schaltvorrichtung (16) gemäß wenigstens einem von einem vorbestimmten Hochschaltweg und einem vorbestimmten Herunterschaltweg betätigt.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schaltvorrichtung (14) ein elektrisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung (16) ein mechanisch betätigter hinterer Umwerfer ist.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend eine Schaltbetätigungsvorrichtung (20), die so ausgebildet ist, dass sie selektiv sowohl die erste Schaltvorrichtung (14) als auch die zweite Schaltvorrichtung (16) betätigt.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß Anspruch 3, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung (20) ein Drahtaufnahmebauteil (54) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es durch ein Betätigungsseil (40) operativ an die zweite Schaltvorrichtung (16) gekoppelt ist.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß Anspruch 4, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung (20) eine elektrische Eingabevorrichtung (60) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie die Position des Drahtaufnahmebauteils (54) erfasst, die elektrische Eingabevorrichtung (60) so ausgebildet ist, dass sie ein Drahtaufnahme-Positionssignal an die Steuerung (18) weitergibt, und die Steuerung (18) die erste Schaltvorrichtung (14) basierend auf dem Drahtaufnahme-Positionssignal steuert.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß Anspruch 5, wobei die elektrische Eingabevorrichtung (54) einen von einem magnetoresistiven Sensor und einem Hallsensor aufweist.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung (20) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel (C13) und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung (18) kommuniziert, und die Steuerung (18) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel (C11, C12), einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der ersten Schaltvorrichtung (14) kommuniziert.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (18) einen Speicher (64) mit wenigstens einer vorgespeicherten Schalttabelle aufweist, die den vorbestimmten Hochschaltweg und den vorbestimmten Herunterschaltweg enthält.
Fahrrad-Schaltsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte Hochschaltweg wenigstens einen Synchronschaltpunkt umfasst und der vorbestimmte Herunterschaltweg wenigstens einen Synchronschaltpunkt umfasst.
Fahrrad-Schaltsystem (112) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schaltvorrichtung (114) ein mechanisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung (116) ein elektrisch betätigter hinterer Umwerfer ist.
Fahrrad-Schaltsystem (112) gemäß Anspruch 10, ferner aufweisend eine Schaltbetätigungsvorrichtung (120), die so ausgebildet ist, dass sie selektiv sowohl die erste Schaltvorrichtung (114) als auch die zweite Schaltvorrichtung (116) betätigt.
Fahrrad-Schaltsystem (112) gemäß Anspruch 11, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung (120) ein Drahtaufnahmebauteil (154) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es durch ein Betätigungsseil operativ an die erste Schaltvorrichtung (114) gekoppelt ist, und eine elektrische Eingabevorrichtung (160) so ausgebildet ist, dass sie operativ ein Schaltsignal an die Steuerung (118) weitergibt.
Fahrrad-Schaltsystem (112) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die elektrische Eingabevorrichtung (160) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung (118) kommuniziert, und die Steuerung (118) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der zweiten Schaltvorrichtung (116) kommuniziert.
Fahrrad-Schaltsystem (212) gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Schaltvorrichtung (216) mechanisch mit der ersten Schaltvorrichtung (214) verbunden ist, und die erste Schaltvorrichtung (214) einen Elektromotor (226) aufweist, der die zweite Schaltvorrichtung (216) mechanisch betätigt.
Fahrrad-Schaltsystem (212) gemäß Anspruch 14, wobei die erste Schaltvorrichtung (214) ein elektrisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung (216) ein mechanisch betätigter hinterer Umwerfer ist.
Fahrrad-Schaltsystem (212) gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung (220) eine elektrische Eingabevorrichtung (260) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung (218) weitergibt.
Fahrrad-Schaltsystem (212) gemäß Anspruch 16, wobei die elektrische Eingabevorrichtung (260) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung (218) kommuniziert, und die Steuerung (218) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der ersten Schaltvorrichtung (214) kommuniziert.
Fahrrad-Schaltsystem (312) gemäß Anspruch 1, wobei die erste Schaltvorrichtung (314) mechanisch mit der zweiten Schaltvorrichtung (316) verbunden ist und die zweite Schaltvorrichtung (316) einen Elektromotor (326) aufweist, der die erste Schaltvorrichtung (314) mechanisch betätigt.
Fahrrad-Schaltsystem (312) gemäß Anspruch 18, wobei die erste Schaltvorrichtung (314) ein mechanisch betätigter vorderer Umwerfer ist und die zweite Schaltvorrichtung (316) ein elektrisch betätigter hinterer Umwerfer ist.
Fahrrad-Schaltsystem (312) gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung (320) eine elektrische Eingabevorrichtung (360) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an die Steuerung (318) weitergibt.
Fahrrad-Schaltsystem (312) gemäß Anspruch 20, wobei die elektrische Eingabevorrichtung (360) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung (318) kommuniziert, und die Steuerung (318) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der zweiten Schaltvorrichtung (316) kommuniziert.
Fahrrad-Schaltsystem (212), aufweisend: eine erste Schaltvorrichtung (214); eine zweite Schaltvorrichtung (216), wobei eine von der ersten Schaltvorrichtung (214) und der zweiten Schaltvorrichtung (216) mechanisch betätigt wird und die andere von der ersten Schaltvorrichtung (214) und der zweiten Schaltvorrichtung (216) von einem Elektromotor (226) elektrisch betätigt wird, wobei der Elektromotor (226) so ausgebildet ist, dass er eine von der ersten Schaltvorrichtung (214) und der zweiten Schaltvorrichtung (216) mechanisch betätigt.
Schaltbetätigungsvorrichtung (20), aufweisend: eine mechanische Schalteinheit, die so ausgebildet ist, dass sie eine von einer ersten Schaltvorrichtung (14) und einer zweiten Schaltvorrichtung (16) mechanisch betätigt; und eine elektrische Schalteinheit, die so ausgebildet ist, dass sie die andere von der ersten Schaltvorrichtung (14) und der zweiten Schaltvorrichtung (16) elektrisch betätigt.
Schaltbetätigungsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 23, wobei die mechanische Schalteinheit ein Drahtaufnahmebauteil (54) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es durch ein Betätigungsseil (40) operativ an eine von der ersten Schaltvorrichtung (14) und der zweiten Schaltvorrichtung (16) gekoppelt ist.
Schaltbetätigungsvorrichtung (20) gemäß Anspruch 23 oder 24, wobei die elektrische Schalteinheit eine elektrische Eingabevorrichtung (60) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie ein Schaltsignal an eine Steuerung (18) weitergibt, die so ausgebildet ist, dass sie wenigstens eine von der ersten Schaltvorrichtung (14) und der zweiten Schaltvorrichtung (16) betätigt.
Fahrrad-Schaltsystem (412) gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend eine Schaltbetätigungsvorrichtung (420), die so ausgebildet ist, dass sie die zweite Schaltvorrichtung (416) betätigt.
Fahrrad-Schaltsystem (412) gemäß Anspruch 26, wobei die Schaltbetätigungsvorrichtung (420) ein Drahtaufnahmebauteil (454) aufweist, das so ausgebildet ist, dass es durch ein Betätigungsseil operativ an die zweite Schaltvorrichtung (416) gekoppelt ist, und die Schaltbetätigungsvorrichtung (420) eine elektrische Eingabevorrichtung (460) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie operativ ein Schaltsignal an die Steuerung (418) weitergibt.
Fahrrad-Schaltsystem (412) gemäß Anspruch 27, wobei die elektrische Eingabevorrichtung (460) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der Steuerung (418) kommuniziert, und die Steuerung (418) so ausgebildet ist, dass sie über wenigstens eines von einem Powerline-Kommunikationskabel, einem Stromkabel und einer drahtlosen Kommunikationseinheit mit der ersten Schaltvorrichtung (414) kommuniziert.