DE102018111714A1

DE102018111714A1 - Fahrradumwerfer

Info

Publication number: DE102018111714A1
Application number: DE102018111714.0A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka NIKI; Takeshi Fujiwara
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2018-11-29
Also published as: US10308318B2; US20180339747A1

Abstract

Ein Fahrradumwerfer ist im Wesentlichen mit einem Basiselement, einem beweglichen Element und einem elektrischen Stellglied versehen. Das Basiselement ist ausgebildet, sich zusammen mit einer Fahrradzahnradvorrichtung um eine Drehachse der Fahrradzahnradvorrichtung zu drehen. Das bewegliche Element ist relativ zum Basiselement beweglich, um eine Fahrradkette zu verschieben. Das elektrische Stellglied ist ausgebildet, das bewegliche Element elektrisch zu verstellen.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein einen Fahrradumwerfer. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrradumwerfer, der eine Kette zwischen einem Paar von Fahrradzahnrädern unter Verwendung eines elektrischen Stellglieds verschiebt.
Hintergrundinformation
Viele Fahrräder sind mit einem Antriebsstrang versehen, der es dem Fahrer erlaubt, ein Übersetzungsverhältnis zur Übertragung von Kraft von den Pedalen auf das Hinterrad zu verändern. Oftmals nutzt der Antriebsstrang einen oder mehrere Umwerfer, um das Übersetzungsverhältnis zu verändern. Ein vorderer Umwerfer ist am Fahrradrahmen angrenzend an vordere Zahnräder montiert, um eine Kette seitlich zwischen den vorderen Zahnrädern zu verlagern, während ein hinterer Umwerfer/Schaltwerk angrenzend an eine Nabe des Hinterrads montiert ist, um die Kette seitlich zwischen hinteren Zahnrädern zu verlagern. In letzter Zeit wurden einige Fahrräder mit einem Umwerfer versehen, der durch ein elektrisches Stellglied bewegt wird, um dem Fahrer das Fahren zu erleichtern. Typischerweise betätigt ein Fahrer eine Schaltvorrichtung, um das elektrische Stellglied des Umwerfers anzusteuern, um eine Schaltbetätigung durchzuführen.
ZUSAMMENFASSUNG
Allgemein ist die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Merkmale eines Fahrradumwerfers gerichtet, der ein elektrisches Stellglied aufweist, um eine Schaltbetätigung durchzuführen.
Angesichts des bekannten Stands der Technik und nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrradumwerfer vorgesehen, die im Wesentlichen ein Basiselement, ein bewegliches Element und ein elektrisches Stellglied umfasst. Das Basiselement ist ausgebildet, sich zusammen mit einer Fahrradzahnradvorrichtung um eine Drehachse der Fahrradzahnradvorrichtung zu drehen. Das bewegliche Element ist relativ zum Basiselement beweglich, um eine Fahrradkette zu verschieben. Das elektrische Stellglied ist ausgebildet, das bewegliche Element elektrisch zu verstellen.
Nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fahrradkette zwischen einer Vielzahl von vorderen Zahnrädern unter Nutzung einer Pedalbetätigungskraft eines Fahrers zu verlagern. Daher ist es möglich, eine Elektrizität zum Verstellen eines elektrischen Stellglieds zu reduzieren.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem ersten Aspekt so ausgebildet, dass das Basiselement ausgebildet ist, an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert zu werden.
Nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fahrradkette zwischen einer Vielzahl von vorderen Zahnrädern unter Nutzung einer Pedalbetätigungskraft eines Fahrers zu verlagern. Daher ist es möglich, eine Elektrizität zum Verstellen eines elektrischen Stellglieds zu reduzieren.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem zweiten Aspekt so ausgebildet, dass das Basiselement ausgebildet ist, an einem Zahnradkörper der Fahrradzahnradvorrichtung montiert zu werden.
Nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es einfach, ein Basiselement von einer Fahrradkurbelbaugruppe zu lösen und/oder es daran zu befestigen.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach einem von dem ersten bis dritten Aspekt so ausgebildet, dass das bewegliche Element von dem Basiselement bezüglich der Drehachse in einer radial nach außen gerichteten Richtung in einem Montagezustand vorragt, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist.
Nach dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fahrradkette zwischen einer Vielzahl von vorderen Zahnrädern unter Nutzung einer Pedalbetätigungskraft eines Fahrers zu verlagern. Daher ist es möglich, eine Elektrizität zum Verstellen eines elektrischen Stellglieds zu reduzieren.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem vierten Aspekt so ausgebildet, dass das bewegliche Element ausgebildet ist, im Montagezustand von den Zahnradzähnen der Fahrradzahnradvorrichtung radial nach außen hin angeordnet zu werden.
Nach dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fahrradkette zwischen einer Vielzahl von vorderen Zahnrädern unter Nutzung einer Pedalbetätigungskraft eines Fahrers zu verlagern. Daher ist es möglich, eine Elektrizität zum Verstellen eines elektrischen Stellglieds zu reduzieren.
Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach einem von dem ersten bis fünften Aspekt so ausgebildet, dass das bewegliche Element bezüglich des Basiselements um eine Schwenkachse schwenkbar angeordnet ist.
Nach dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen einfachen Bewegungsmechanismus eines beweglichen Elements zu erhalten.
Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem sechsten Aspekt so ausgebildet, dass die Schwenkachse rechtwinklig zu der Drehachse ist.
Nach dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen einfachen Bewegungsmechanismus eines beweglichen Elements zu erhalten.
Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem siebten Aspekt so ausgebildet, dass die Schwenkachse sich bezüglich eines Kreises, der auf der Drehachse zentriert ist, in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist, in einer tangentialen Richtung erstreckt.
Nach dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen einfachen Bewegungsmechanismus eines beweglichen Elements zu erhalten.
Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach einem von dem ersten bis achten Aspekt so ausgebildet, dass das bewegliche Element zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Axialrichtung beweglich angeordnet ist, die parallel zur Drehachse ist, in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist. Die erste Position unterscheidet sich von der zweiten Position.
Nach dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch das Bewegen eines beweglichen Elements zwischen zumindest zwei Positionen ein Hochschalten und Herunterschalten zu erreichen. Somit benötigt die Steuereinrichtung keine komplexe Steuerung des beweglichen Elements.
Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem neunten Aspekt so ausgebildet, dass die erste Position einer Hochschaltbetätigung entspricht und eine zweite Position einer Herunterschaltbetätigung entspricht.
Nach dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch das Bewegen eines beweglichen Elements zwischen zumindest zwei Positionen ein Hochschalten und Herunterschalten zu erreichen. Somit benötigt die Steuereinrichtung keine komplexe Steuerung des beweglichen Elements.
Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem neunten oder zehnten Aspekt so ausgebildet, dass er des Weiteren eine Steuereinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, das elektrische Stellglied zu steuern, um das bewegliche Element selektiv in Abhängigkeit von einem Eingabesignal zu einer von der ersten Position und der zweiten Position hin zu bewegen.
Nach dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch das Bewegen eines beweglichen Elements zwischen zumindest zwei Positionen ein Hochschalten und Herunterschalten zu erreichen. Somit benötigt die Steuereinrichtung keine komplexe Steuerung des beweglichen Elements.
Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem elften Aspekt so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das elektrische Stellglied zu steuern, um das bewegliche Element nur innerhalb eines vorgegebenen Drehwinkels der Fahrradzahnradvorrichtung um die Drehachse zu der einen von der ersten Position und der zweiten Position hin zu bewegen.
Nach dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Fehlschalten, das ein Abfallen der Kette verursacht, zu vermeiden.
Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem elften Aspekt so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das elektrische Stellglied zu steuern, um das bewegliche Element in der einen von der ersten Position und der zweiten Position zu halten.
Nach dem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Energieverbrauch zu minimieren.
Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach einem von dem elften bis dreizehnten Aspekt so ausgebildet, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das bewegliche Element in der einen von der ersten Position und der zweiten Position zu halten, bis die Steuereinrichtung das Eingabesignal empfängt, um das bewegliche Element zu der anderen von der ersten Position und der zweiten Position hin zu bewegen.
Nach dem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Verbrauch von Elektrizität einzusparen, um ein bewegliches Element zu bewegen.
Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Fahrradumwerfer nach einem von dem elften bis vierzehnten Aspekt des Weiteren einen Drahtlosempfänger, um das Eingabesignal für die Steuereinrichtung zur Steuerung der Bewegung des beweglichen Elements zu empfangen.
Nach dem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein elektrisches Kabel zur Verbindung eines Fahrradumwerfers mit einem Schalter zur Ausgabe eine Eingabesignals wegzulassen.
Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach einem von dem neunten bis fünfzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die Fahrradzahnradvorrichtung ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad umfasst. Das erste Zahnrad weist einen ersten Zahnradkörper und eine Vielzahl von ersten Zahnradzähnen auf, die sich von dem ersten Zahnradkörper radial nach außen hin erstrecken. Das zweite Zahnrad weist einen zweiten Zahnradkörper und eine Vielzahl von zweiten Zahnradzähnen auf, die sich von dem zweiten Zahnradkörper radial nach außen hin erstrecken. Ein Durchmesser des zweiten Zahnradkörpers ist größer als ein Durchmesser ersten Zahnradkörpers. Die erste Position ist bezüglich der Axialrichtung im Montagezustand näher als die zweite Position an einer ersten Drehebene, die durch die ersten Zahnradzähne des ersten Zahnrads definiert wird.
Nach dem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch das Bewegen eines beweglichen Elements zwischen zumindest zwei Positionen ein Hochschalten und Herunterschalten zu erreichen. Somit benötigt die Steuereinrichtung keine komplexe Steuerung des beweglichen Elements.
Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem sechzehnten Aspekt so ausgebildet, dass das bewegliche Element die erste Drehebene in der ersten Position schneidet.
Nach dem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein bewegliches Element sicher mit einer Fahrradkette in Eingriff zu bringen, die mit einem ersten Zahnrad in Eingriff ist.
Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem sechzehnten oder siebzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die zweite Position bezüglich der Axialrichtung im Montagezustand näher als die erste Position an einer zweiten Drehebene ist, die durch zweite Zahnradzähne eines zweiten Zahnrads definiert wird.
Nach dem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch das Bewegen eines beweglichen Elements zwischen zumindest zwei Positionen ein Hochschalten und Herunterschalten zu erreichen. Somit benötigt die Steuereinrichtung keine komplexe Steuerung des beweglichen Elements.
Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem achtzehnten Aspekt so ausgebildet, dass das bewegliche Element die zweite Drehebene in der zweiten Position schneidet.
Nach dem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein bewegliches Element sicher mit einer Fahrradkette in Eingriff zu bringen, die mit einem zweiten Zahnrad in Eingriff ist.
Nach einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach einem von dem ersten bis neunzehnten Aspekt so ausgebildet, dass das elektrische Stellglied in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist, bezüglich der Drehachse von dem beweglichen Element aus radial nach innen hin positioniert ist.
Nach dem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein bewegliches Element und ein elektrisches Stellglied effektiv anzuordnen.
Nach einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem zwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass die Fahrradzahnradvorrichtung eine Fahrradkurbelbaugruppe umfasst, die ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad, einen Kurbelarm und eine Kurbelachswelle umfasst. Das elektrische Stellglied ist an einem von dem Kurbelarm und der Kurbelachswelle angeordnet.
Nach dem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein bewegliches Element und ein elektrisches Stellglied effektiv anzuordnen.
Nach einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Fahrradumwerfer nach einem von dem ersten bis einundzwanzigsten Aspekt des Weiteren ein Übertragungselement, um eine Antriebskraft von dem elektrischen Stellglied an das bewegliche Element zu übertragen.
Nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein elektrisches Stellglied beabstandet von einem beweglichen Element zu platzieren.
Nach einem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass das Übertragungselement ein flexibles Element umfasst.
Nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Raum zur Anordnung eines Übertragungselements zu minimieren.
Nach einem vierundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Fahrradumwerfer nach einem von dem ersten bis vierundzwanzigsten Aspekt des Weiteren eine Energieversorgung, um das elektrische Stellglied mit Elektrizität zu versorgen.
Nach dem vierundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Fahrradkette zwischen einer Vielzahl von vorderen Zahnrädern unter Nutzung einer Pedalbetätigungskraft eines Fahrers zu verlagern. Daher ist es möglich, eine Elektrizität zum Verstellen eines elektrischen Stellglieds zu reduzieren.
Nach einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer nach dem vierzwanzigsten Aspekt so ausgebildet, dass die Fahrradzahnradvorrichtung eine Fahrradkurbelbaugruppe umfasst, die ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad, einen Kurbelarm und eine Kurbelachswelle umfasst, und die Energieversorgung ausgebildet ist, in der Kurbelachswelle angeordnet zu werden.
Nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Energieversorgung effektiv an einer Fahrradkurbelbaugruppe anzuordnen.
Auch andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des offenbarten Fahrradumwerfers werden Fachleuten deutlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen eine Ausführungsform des Fahrradumwerfers offenbart.
Figurenliste
Es wird nun Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:

1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, das mit einer Fahrradzahnradvorrichtung ausgestattet ist, die einen Fahrradumwerfer nach einer dargestellten Ausführungsform aufweist;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrradkurbelbaugruppe der Fahrradzahnradvorrichtung, die den Fahrradumwerfer nach der dargestellten Ausführungsform umfasst;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Fahrradkurbelbaugruppe, die in 2 dargestellt wird, wobei jedoch der linke Kurbelarm entfernt ist und der Fahrradumwerfer von der Fahrradkurbelbaugruppe gelöst ist;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Fahrradkurbelbaugruppe, die in 2 dargestellt wird, wobei jedoch der linke Kurbelarm entfernt ist und der Fahrradumwerfer von der Fahrradkurbelbaugruppe gelöst ist;
4 ist eine Seitenansicht von der Rückseite der Fahrradkurbelbaugruppe, wobei der Fahrradumwerfer daran befestigt ist und ein Abschnitt eines Fahrradrahmens in unterbrochenen Linien dargestellt wird.
5 ist ein Blockdarstellung des Fahrradumwerfers nach der dargestellten Ausführungsform, der in den 2 bis 4 gezeigt wird;
6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von ausgewählten Teilen des Fahrradumwerfers.
7 ist eine teilweise Innenseitenansicht eines Abschnitts der Fahrradkurbelbaugruppe, wobei der Fahrradumwerfer daran befestigt ist;
8 ist eine linke Seitenansicht der Fahrradkurbelbaugruppe und des daran befestigten Fahrradumwerfers, wobei eine Fahrradkette mit einem kleinen Zahnrad des Fahrradumwerfers in Eingriff ist, der in einer ersten (Hochschalt-) Position angeordnet ist;
9 ist eine linke Seitenansicht der Fahrradkurbelbaugruppe und des daran befestigten Fahrradumwerfers, wobei eine Fahrradkette mit einem großen Zahnrad des Fahrradumwerfers in Eingriff ist, der in einer zweiten (Herunterschalt) Position angeordnet ist;
10 ist eine teilweise Seitenansicht der Rückseite der Fahrradkurbelbaugruppe und des Fahrradumwerfers, die schematisch eine Hochschaltbetätigung darstellt;
11 ist eine teilweise Seitenansicht der Rückseite der Fahrradkurbelbaugruppe und des Fahrradumwerfers, die schematisch eine Herunterschaltbetätigung darstellt; und
12 ist eine teilweise Seitenansicht von der Rückseite der Fahrradkurbelbaugruppe und des Fahrradumwerfers, mit einem beweglichen Element des Fahrradumwerfers in einer dritten (neutralen oder nicht schaltenden) Position.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausgewählte Ausführungsformen werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. Es wird Fachleuten auf dem Gebiet der Fahrräder aus dieser Offenbarung heraus deutlich sein, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur zur Verdeutlichung vorgesehen sind, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben ist.
Nimmt man anfänglich Bezug auf 1, wird dort ein Fahrrad 10 dargestellt, das mit einer Fahrradzahnradvorrichtung 12 ausgestattet ist, die einen Fahrradumwerfer 14 nach einer dargestellten Ausführungsform aufweist. Die Fahrradzahnradvorrichtung 12 umfasst eine Fahrradkurbelbaugruppe 16, die den Fahrradumwerfer 14 wie unten erläutert trägt. Die Fahrradkurbelbaugruppe 16 ist auf herkömmliche Weise drehbar an einem Fahrradrahmen F montiert. Wie in 1 zu sehen, wird das Fahrrad 10 als ein Straßenfahrrad dargestellt, das einen elektrisch gesteuerten Antriebsstrang aufweist. Natürlich wird es Fachleuten auf dem Gebiet der Fahrräder aus dieser Offenbarung heraus ersichtlich sein, dass die die Fahrradkurbelbaugruppe 16 und/oder der Fahrradumwerfer 14 bei anderen Arten von Fahrrädern implementiert werden kann, wie benötigt und/oder gewünscht. Hier weist das Fahrrad 10 einen Rennlenker H mit einem Paar Straßen-Brifter B (d.h. einer Fahrradbetätigungsvorrichtung, die eine Schaltvorrichtung und eine Bremsbetätigungsvorrichtung miteinander kombiniert) auf. Einer der Straßen-Brifter B wird dazu verwendet, den Fahrradumwerfer 14, der ein vorderer Umwerfer ist, und eine vordere Bremsvorrichtung zu steuern, während der andere der Straßen-Brifter B zur Steuerung eines hinteren Umwerfers RD verwendet wird.
Wie in 2 zu sehen, umfasst die Fahrradzahnradvorrichtung 16 ein erstes Zahnrad S1, ein zweites Zahnrad S2, einen Kurbelarm 18 und eine Kurbelachswelle 20. Mit anderen Worten umfasst die Fahrradzahnradvorrichtung 12 das erste Zahnrad S1 und das zweite Zahnrad S2. Bevorzugt umfasst die Fahrradkurbelbaugruppe 16 des Weiteren einen Kurbelarm 22. Hier ist der Kurbelarm 18 ein erster oder rechter Kurbelarm, während der Kurbelarm 22 ein zweiter oder linker Kurbelarm ist. Somit wird der Kurbelarm 18 hiernach als der erste Kurbelarm 18 bezeichnet, während der Kurbelarm 22 als der zweite Kurbelarm 22 bezeichnet wird. Der erste Kurbelarm 18 ist auf herkömmliche Weise starr an einem ersten (rechten) Ende der Kurbelachswelle 20 fixiert (z.B. durch Bördeln, einen Konterring, Klebstoff usw.). Der zweite Kurbelarm 22 ist an einem zweiten (linken) Ende der Kurbelachswelle 20 in einer lösbaren und wieder installierbaren Weise (z.B. Klemmen oder eine andere geeignete Anordnung) fixiert. Die Kurbelachswelle 20 definiert eine Drehachse A1 der Fahrradzahnradvorrichtung 12. Der erste und zweite Kurbelarm 18 und 22 erstrecken sich von der Drehachse A1 derart radial nach außen, dass der ersten und zweite Kurbelarm 18 und 22 um 180° zueinander phasenverschoben sind. Das erste und zweite Zahnrad S1 und S2 sind an dem ersten Kurbelarm 18 fixiert, beispielsweise durch vier Fixierschrauben 23. Das erste und zweite Zahnrad S1 und S2 sind parallel zueinander und rechtwinklig zu der Drehachse A1 angeordnet.
Wie in 1 zu sehen, ist ein Fahrradpedal P drehbar an jedem von dem ersten und zweiten Kurbelarm 18 und 22 befestigt. Wenn ein Fahrer beim Fahren eine Kraft auf die Fahrradpedale P ausübt, wird eine Pedalbetätigungskraft oder ein Pedalbetätigungsdrehmoment auf den ersten und den zweiten Kurbelarm 18 und 22 übertragen. Der erste und zweite Kurbelarm 18 und 22 drehen das erste und zweite Zahnrad S1 und S2, um eine Fahrradkette BC zu bewegen und das Fahrrad 10 auf herkömmliche Weise voranzutreiben.
Der erste Kurbelarm 18 wird als zweiteilig ausgebildet dargestellt. Desgleichen wird der zweite Kurbelarm 22 als zweiteilig ausgebildet dargestellt. Insbesondere umfasst jeder von dem ersten und zweiten Kurbelarm 18 und 22 ein Abdeckelement, das fest an einem Körperelement befestigt (verbunden) ist, das ein einteiliges, einheitliches Teil ist. Somit weist ein Kurbelabschnitt von jedem von dem ersten und zweiten Kurbelarm 18 und 22 einen Innenraum auf, um das Gewicht des ersten und zweiten Kurbelarms 18 und 22 zu reduzieren. Dieser Innenraum kann leer oder mit einem Harzmaterial gefüllt sein, wie benötigt und/oder gewünscht. Jedoch sind der erste und zweite Kurbelarm 18 und 22 nicht auf diese Konstruktion beschränkt. Der erste und zweite Kurbelarm 18 und 22 können jeweils aus einem einzigen Stück oder aus mehreren Stücken verschiedener Materialien ausgebildet sein.
Wie in 3 zu sehen, ist die Kurbelachswelle 20 ein hohles, rohrförmiges Element, dass aus einem starren Material besteht. Beispielsweise besteht die Kurbelachswelle 20 aus einem metallischen Material, wie etwa Chrom-Molybdän-Stahl. Wie in 2 zu sehen, sind der erste und zweite Kurbelarm 18 und 22 an gegenüberliegenden Endabschnitten der Kurbelachswelle 20 fixiert und verlaufen in entgegengesetzte Richtungen. Hier weist jeder Endabschnitt der Kurbelachswelle 20 eine Vielzahl von äußeren Keilnuten oder Auszahnungen auf, um eine Drehung des ersten und zweiten Kurbelarms 18 und 22 bezüglich der Kurbelachswelle 20 zu verhindern. Somit drehen sich die Kurbelachswelle 20 und der ersten und zweite Kurbelarm 18 und 22 zusammen als eine integrierte Einheit. Wie in 4 zu sehen, ist die Kurbelachswelle 20 durch ein Tretlager BB in einem Aufhängungsrohr des Rahmens F zur Drehung um die Drehachse A1 drehbar gelagert. Das Tretlager BB ist eine herkömmliche Struktur, mit Ausnahme dessen, dass das Tretlager BB mit einem Paar Magnete M versehen ist. Die Magnete M sind an der rechten Seite der Tretlagers BB fixiert. Die Magnete M sind winklig um die Drehachse A1 beabstandet, um dabei zu helfen, eine Kurbelwinkelposition des ersten Kurbelarms 18 zu bestimmen, wie später besprochen werden wird.
Wie in den 2 bis 4 zu sehen, weist das erste Zahnrad S1 einen ersten Zahnradkörper 24 und eine Vielzahl von ersten Zahnradzähnen 26 auf. Die ersten Zahnradzähne 26 erstrecken sich von dem ersten Zahnradkörper 26 radial nach außen hin. Die ersten Zahnradzähne 26 definieren eine erste Drehebene PL1, die zur Drehachse A1 rechtwinklig ist. Das erste Zahnrad S1 ist ein einteiliges, einheitliches Element, das bevorzugt aus einem geeigneten Material gebildet ist, wie etwa einem Edelstahl, einer Aluminiumlegierung, einer Magnesiumlegierung, einer Titanlegierung, usw. Das zweite Zahnrad S2 weist einen zweiten Zahnradkörper 28 und eine Vielzahl von zweiten Zahnradzähnen 29 auf. Die zweiten Zahnradzähne 29 erstrecken sich von dem zweiten Zahnradkörper 28 radial nach außen hin. Die zweiten Zahnradzähne 29 definieren eine zweite Drehebene PL2, die zur Drehachse A1 rechtwinklig ist. Die zweiten Zahnradzähne 29 sind als ein einteiliges, einheitliches Element ausgebildet, das bevorzugt aus einem geeigneten Material gebildet ist, wie etwa einem Edelstahl, einer Aluminiumlegierung, einer Magnesiumlegierung, einer Titanlegierung, usw. Der zweite Zahnradkörper 28 ist als ein nichtmetallische Material ausgebildet, das auf die zweiten Zahnradzähne 29 aufgeformt ist. Ein Durchmesser des zweiten Zahnradkörpers 29 ist größer als ein Durchmesser ersten Zahnradkörpers 24.
Wie in den 2 bis 4 zu sehen, umfasst der Fahrradumwerfer 14 im Wesentlichen ein Basiselement 30, ein bewegliches Element 32 und ein elektrisches Stellglied 34. Das Basiselement 30 ist ausgebildet, sich zusammen mit der Fahrradzahnradvorrichtung 12 um die Drehachse A1 der Fahrradzahnradvorrichtung 12 zu drehen. Das bewegliche Element 32 ist relativ zum Basiselement 30 beweglich, um die Fahrradkette BC zu verschieben. Das elektrische Stellglied 34 ist ausgebildet, das bewegliche Element 32 elektrisch zu verstellen. Hier ist das elektrische Stellglied 34 in einem Gehäuse 35 angeordnet, das am ersten Kurbelarm 18 montiert ist. Der Fahrradumwerfer 14 umfasst des Weiteren ein Übertragungselement 36, um eine Antriebskraft von dem elektrischen Stellglied 34 an das bewegliche Element 32 zu übertragen. Hier umfasst das Übertragungselement 36 ein flexibles Element, von dem ein Ende fest an das elektrische Stellglied 34 gekoppelt ist und das andere Ende fest an das bewegliche Element 32 gekoppelt ist. Im Wesentlichen dreht das elektrische Stellglied 34 das Übertragungselement 36, um das bewegliche Element 32 wie unten besprochen zu bewegen. Wenn ein Fahrer beim Fahren eine Kraft auf die Fahrradpedale P ausübt, wird eine Pedalbetätigungskraft oder ein Pedalbetätigungsdrehmoment auf den ersten und den zweiten Kurbelarm 18 und 22 übertragen. Der erste und zweite Kurbelarm 18 und 22 drehen das erste und zweite Zahnrad S1 und S2, um eine Fahrradkette BC zu bewegen und das Fahrrad 10 auf herkömmliche Weise voranzutreiben.
Wie unten erläutert, ist das bewegliche Element 32 derart an der Fahrradzahnradvorrichtung 12 montiert, dass sich das bewegliche Element 32 um die Drehachse A1 der Fahrradzahnradvorrichtung 12 dreht. Während sich das bewegliche Element 32 um die Drehachse A1 dreht und nachdem sich das bewegliche Element 32 von einer Nicht-Schaltposition in eine Schaltposition bewegt hat, kommt das bewegliche Element 32 dementsprechend dann anschließend mit der Fahrradkette BC in Eingriff, um die Fahrradkette BC von dem gegenwärtigen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 anzuheben. Während das bewegliche Element 32 die Fahrradkette BC von dem gegenwärtigen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 aufgrund der Pedalbetätigungskraft des Fahrers anhebt, wird ebenso das bewegliche Element 32 angeordnet, um die Fahrradkette BC von dem gegenwärtigen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 zu dem anderen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 zu führen. Mit anderen Worten bewegt das elektrische Stellglied 34 das bewegliche Element 32 von einer Nicht-Schaltposition in eine Schaltposition, wenn das bewegliche Element 32 nicht mit der Fahrradkette BC in Eingriff kommt. Auf diese Weise kann das elektrische Stellglied 34 das bewegliche Element 32 bewegen, ohne eine Kraft gegen einen Kettenwiderstand aufzubringen, um die Fahrradkette BC umzuwerfen. Mit anderen Worten ist die Kraft zum Bewegen des beweglichen Elements 32 aus einer Nicht-Schaltposition in eine Schaltposition sehr klein, da das elektrische Stellglied 34 keine Kraft aufbringen muss, um die Fahrradkette BC von dem gegenwärtigen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 umzuwerfen. Vielmehr wird die Pedalbetätigungskraft benutzt, um die Fahrradkette BC von dem gegenwärtigen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 anzuheben und die Fahrradkette BC von dem gegenwärtigen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 zu dem anderen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 zu führen. Mit anderen Worten wird die Umwerfkraft zum Umschalten der Fahrradkette BC von dem gegenwärtigen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 zu dem anderen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 ausschließlich durch die Pedalbetätigungskraft des Fahrers erreicht. Auf diese Weise kann die Menge an elektrischer Energie, die durch das elektrische Stellglied 34 verwendet wird, minimiert werden.
Nimmt man nun Bezug auf 6, ist das Basiselement 30 ein starres Element, das aus einem geeigneten starren Material besteht, wie etwa einem starren nichtmetallischen Material oder einem metallischen Material. Das Basiselement 30 ist ausgebildet, an der Fahrradzahnradvorrichtung 12 montiert zu werden. Genauer ist das Basiselement 30 ausgebildet, an dem zweiten Zahnradkörper 28 des zweiten Zahnrads S2 der Fahrradzahnradvorrichtung 12 montiert zu werden. Hier ist das Basiselement 30 lösbar an dem zweiten Zahnradkörper 28 des zweiten Zahnrads S2 durch ein Paar Befestigungsmittel 37 befestigt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst beispielsweise jedes der Befestigungsmittel 37 eine Schraube 37a und eine Mutter 37b. Das Basiselement 30 umfasst ein Paar Durchgangslöcher 30a, um die Schraube 37a dort hindurch aufzunehmen. Auf diese Weise kann das Basiselement 30 an dem zweiten Zahnradkörper 28 befestigt werden, und dann kann das Basiselement 30 anschließend von dem zweiten Zahnradkörper 28 mittels der Befestigungsmittel 37 gelöst und wieder daran befestigt werden. Das Basiselement 30 umfasst des Weiteren eine Befestigungsbuchse 30b und eine Hülse 30c, um das bewegliche Element 32 schwenkbar an dem Basiselement 30 zu lagern.
Das bewegliche Element 32 ist ein starres, einteiliges Element, das aus einem geeigneten starren Material besteht, wie etwa einem starren nichtmetallischen Material oder einem metallischen Material. Das bewegliche Element 32 ragt von dem Basiselement 30 bezüglich der Drehachse A1 in einer radial nach außen gerichteten Richtung in einem Montagezustand vor, in dem der Fahrradumwerfer 14 an der Fahrradzahnradvorrichtung 12 montiert ist. Genauer weist das bewegliche Element 32 einen Paddelabschnitt 32a und einen Montageabschnitt 32b auf. Der Montageabschnitt 32b weist einen zylindrischen Vorsprung auf, der schwenkbar in der Befestigungsbuchse 30b des Basiselements 30a angeordnet ist. Die Hülse 30c ist an einem Ende des Montageabschnitts 32b angeordnet und in der Befestigungsbuchse 30b angeordnet, um das bewegliche Element 32 schwenkbar am Basiselement 30 zu halten. Der Paddelabschnitt 32a erstreckt sich vom Montageabschnitt 32b radial nach außen. Der Paddelabschnitt 32a ist ausgebildet, die Fahrradkette BC zu berühren, wenn er verstellt wird. Auf diese Weise ist, wie in 4 gezeigt wird, das bewegliche Element 32 ausgebildet, im Montagezustand von den zweiten Zahnradzähnen 29 des zweiten Zahnrads S2 der Fahrradzahnradvorrichtung 12 radial nach außen hin angeordnet zu werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist, wie in den 10 bis 12 zu sehen, das bewegliche Element 32 bezüglich des Basiselements 30 um eine Schwenkachse A2 schwenkbar angeordnet. Jedoch ist die Bewegung des beweglichen Elements 32 nicht auf die Schwenkbewegung beschränkt. Das bewegliche Element 32 kann angeordnet sein, beispielsweise verschiebbar beweglich zu sein. Genauer ist das bewegliche Element 32 zwischen einer ersten Position P1 ( 10) und einer zweiten Position P2 (11) in einer Axialrichtung beweglich angeordnet, die parallel zur Drehachse A1 ist, in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer 14 an der Fahrradzahnradvorrichtung 12 montiert ist. Die erste Position P1 unterscheidet sich von der zweiten Position P2. Die erste Position P1 ist bezüglich der Axialrichtung im Montagezustand näher als die zweite Position P2 an einer ersten Drehebene PL1, die durch die ersten Zahnradzähne 26 des ersten Zahnrads S1 definiert wird. Die zweite Position P2 ist bezüglich der Axialrichtung im Montagezustand näher als die erste Position P1 an der zweiten Drehebene PL2, die durch zweite Zahnradzähne S2 des zweiten Zahnrads S2 definiert wird. Das bewegliche Element 32 schneidet die erste Drehebene PL1 in der ersten Position P1. Das bewegliche Element 32 schneidet die zweite Drehebene PL2 in der zweiten Position P2.
Bei der gezeigten Ausführungsform entspricht die erste Position P1 einer Hochschaltposition, um eine Hochschaltbetätigung vom ersten Zahnrad S1 zum zweiten Zahnrad S2 hin durchzuführen. Bei der gezeigten Ausführungsform entspricht dementsprechend die zweite Position P2 einer Herunterschaltposition, um eine Herunterschaltbetätigung vom zweiten Zahnrad S2 zum ersten Zahnrad S1 hin durchzuführen. Die erste Position P1 entspricht einer Hochschaltbetätigung, und eine zweite Position P2 entspricht einer Herunterschaltbetätigung. Auch kann das bewegliche Element 32 in eine dritte Position P3 (12) geschwenkt werden, die auf halbem Wege zwischen der ersten und zweiten Position P1 und P2 liegt. Die erste und die zweite Position P1 und P2 sind Stellpositionen, in denen eine Schaltbetätigung durchgeführt werden kann. Die dritte Position P3 ist eine Nicht-Stellposition, in der eine Schaltbetätigung nicht durchgeführt werden kann. Jedoch ist die dritte Position P3 bei der gezeigten Ausführungsform nicht notwendig, um Elektrizität zu sparen, um das bewegliche Element 32 in die dritte Position P3 zu bewegen.
Im Falle der Fahrradkurbelbaugruppe 16, die nur zwei Zahnrad aufweist (d.h. das erste und zweite Zahnrad S1 und S2), muss das bewegliche Element 32 nicht in eine Nicht-Stellposition zurück bewegt werden, nachdem eine Schaltbetätigung durchgeführt wurde. Beispielsweise wird in der ersten Position P1 die Fahrradkette BC durch das bewegliche Element 32, das in der ersten Position P1 positioniert ist, angehoben und zum zweiten Zahnrad S2 hin bewegt, ohne eine nachfolgende Bewegung des beweglichen Elements 32 zu der Nicht-Stellposition oder anderen Positionen hin. Andererseits wird in der zweiten Position P2 die Fahrradkette BC durch das bewegliche Element 32, das in der zweiten Position P2 positioniert ist, angehoben und zum ersten Zahnrad S1 hin bewegt, ohne eine nachfolgende Bewegung des beweglichen Elements 32 zu der Nicht-Stellposition oder anderen Positionen hin. Sobald die Fahrradkette BC durch das bewegliche Element 32 und die Fahrradkette BC von einem von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 zu dem anderen von dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 angehoben wurde, kann das bewegliche Element 32 in dieser Stellposition bleiben. Mit anderen Worten ist es nicht notwendig, dass sich das bewegliche Element 32 in die Nicht-Stellposition zurückbewegt, zumindest für das Schalten zwischen einer Doppel-Zahnrad-Baugruppe. Jedoch kann es im Fall eine Dreifach-Zahnrad-Baugruppe, die drei Zahnrad aufweist, notwendig sein, das bewegliche Element 32 in eine Nicht-Stellposition zurückzubewegen.
Wie in 4 zu sehen, ist die Schwenkachse A2 rechtwinklig zu der Drehachse A1. Wie in 7 zu sehen, erstreckt sich die Schwenkachse A2 bezüglich eines Kreises C, der auf der Drehachse A1 zentriert ist, in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer 14 an der Fahrradzahnradvorrichtung 12 montiert ist, in einer tangentialen Richtung.
Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst das elektrische Stellglied 34 einen Elektromotor 34a, der eine Ausgangsachswelle 34b aufweist. Der Elektromotor 34a ist ein reversierbarer Elektromotor, so dass die Ausgangsachswelle 34b selektiv in jeder Drehrichtung gedreht werden kann. Das elektrische Stellglied 34 umfasst auch einen Motortreiber (nicht gezeigt) zum Antreiben des Elektromotors 34a.
Der Fahrradumwerfer 14 umfasst des Weiteren eine Steuereinrichtung 38, die ausgebildet ist, das elektrische Stellglied 34 zu steuern, um das bewegliche Element 32 selektiv in Abhängigkeit von einem Eingabesignal zu einer von der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 hin zu bewegen. Hier wird das Eingabesignal vom Straßen-Brifter B, der mit dem Fahrradumwerfer 14 assoziiert ist, drahtlos gesendet. Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst der Fahrradumwerfer 14 des Weiteren einen Drahtlosempfänger 40, um das Eingabesignal für die Steuereinrichtung 38 zur Steuerung der Bewegung des beweglichen Elements 32 zu empfangen. Wie schematisch in 5 gezeigt ist, sind die Steuereinrichtung 38 und der Drahtlosempfänger 40 beide im Gehäuse 35 angeordnet, das auch das elektrische Stellglied 34 beherbergt. Auf diese Weise ist das elektrische Stellglied 34 in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer 14 an der Fahrradzahnradvorrichtung 12 montiert ist, bezüglich der Drehachse A1 von dem beweglichen Element 32 aus radial nach innen hin positioniert. Jedoch muss das elektrische Stellglied 34 nicht am ersten Kurbelarm 18 angeordnet sein. Vielmehr kann das elektrische Stellglied 34 an einem von dem ersten Kurbelarm 18, dem zweiten Kurbelarm 22 und der Kurbelachswelle 20 angeordnet sein. In der dargestellten Anordnung ist das elektrische Stellglied 34 am ersten Kurbelarm 18 angeordnet, so dass das bewegliche Element 32 leicht durch das Übertragungselement 36 verstellt werden kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 38 eine elektronische Steuereinrichtung, wie etwa ein Mikrocomputer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, Central Processing Unit) oder einen Prozessor umfasst. Die Steuereinrichtung 38 kann andere herkömmliche Komponenten umfassen, wie etwa eine Eingabeschnittstellenschaltung, eine Ausgabeschnittstellenschaltung und Speichervorrichtungen, wie etwa eine ROM-Vorrichtung (Read Only Memory, Nur-Lese-Speicher) und eine RAM-Vorrichtung (Random Access Memory, Direktzugriffsspeicher). Im Wesentlichen ist die Steuereinrichtung 38 programmiert, den Fahrradumwerfer 14 zu betätigen, um die Fahrradkette BC als Reaktion auf die Betätigung des Straßen-Brifters, der mit dem Fahrradumwerfer 14 assoziiert ist, zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad S1 und S2 zu bewegen. Mit anderen Worten dreht der Elektromotor 34a die Ausgabeachswelle 34b, die wiederum das Übertragungselement 36 dreht, um das bewegliche Element 32 zwischen der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 zu bewegen. Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst das Übertragungselement 36 nur ein flexibles rohrförmiges Element, um eine Drehkraft der Ausgabeachswelle 34b des Elektromotors 34 auf das bewegliche Element 32 zu übertragen. Sobald die Steuereinrichtung 38 das bewegliche Element 32 in die eine von der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 bewegt hat, ist die Steuereinrichtung 38 ausgebildet, das elektrische Stellglied 34 zu steuern, das bewegliche Element 32 in der einen von der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 zu halten. Genauer ist die Steuereinrichtung 38 ausgebildet, das bewegliche Element 32 in der einen von der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 zu halten, bis die Steuereinrichtung 38 das Eingabesignal empfängt, um das bewegliche Element 32 zu der anderen von der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 hin zu bewegen. Natürlich kann optional oder im Falle einer Dreifach-Zahnrad-Baugruppe die Steuereinrichtung 38 entweder automatisch das bewegliche Element 32 von entweder der ersten Position P1 oder der zweiten Position P2 zur dritten Position P3 hin bewegen, nachdem eine Schaltbetätigung abgeschlossen ist.
Bevorzugt ist die Steuereinrichtung 38 ausgebildet, das elektrische Stellglied 34 zu steuern, um das bewegliche Element 32 nur innerhalb eines vorgegebenen Drehwinkels θ der Fahrradzahnradvorrichtung 12 um die Drehachse A1 zu der einen von der ersten Position P1 und der zweiten Position P2 hin zu bewegen. Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst der Fahrradumwerfer 14 des Weiteren einen Kurbelwinkelsensor 42, um die Position des ersten Kurbelarms 18 bezüglich des Fahrradrahmens F zu detektieren. Spezifisch detektiert der Kurbelwinkelsensor 42 die Magnete M. Die Magnete M sind winklig um den vorgegebenen Drehwinkel θ beabstandet. Auf diese Weise gibt der Kurbelwinkelsensor 42, wenn der Kurbelwinkelsensor 42 einen ersten der Magneten M detektiert, ein Signal in die Steuereinrichtung 38 ein, das anzeigt, dass das bewegliche Element 32 in einen Schaltbereich eintritt, der durch den vorgegebenen Drehwinkel θ definiert ist, um die Bewegung des beweglichen Elements 32 zu erlauben. Wenn der Kurbelwinkelsensor 42 einen zweiten der Magneten M detektiert, gibt der Kurbelwinkelsensor 42 ein Signal in die Steuereinrichtung 38 ein, das anzeigt, dass das bewegliche Element 32 aus dem Schaltbereich austritt, der durch den vorgegebenen Drehwinkel θ definiert ist, um die Bewegung des beweglichen Elements 32 zu verhindern.
Nimmt man nun Bezug auf die 3 bis 5, umfasst der Fahrradumwerfer 14 des Weiteren eine Energieversorgung 44, um das elektrische Stellglied 34 mit Elektrizität zu versorgen. Die Energieversorgung 44 versorgt auch die Steuereinrichtung 38 mit Energie. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Energieversorgung 44 ausgebildet, in der Kurbelachswelle 20 angeordnet zu werden. Alternativ kann die Energieversorgung 44 an einem von dem ersten und zweiten Kurbelarm 18 und 22 angeordnet sein. Hier ist die Energieversorgung 44 mit dem elektrischen Stellglied 34 und der Steuereinrichtung 38 elektrisch verbunden. Die Energieversorgung 44 ist beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie. Die Energieversorgung 44 ist lösbar mit dem elektrischen Stellglied verbunden. Jedoch kann die Energieversorgung 44 einstückig und unlösbar mit dem elektrischen Stellglied verbunden sein. In einem solchen Beispiel kann der Fahrradumwerfer 14 eine Ladebuchse umfassen, um eine Elektrizität der Energieversorgung 44 aufzuladen.
Zum Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sollen der Begriff „umfassend“ und dessen Ableitungen, wie sie hier verwendet werden, offene Begriffe sein, die die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Zahlen und/oder Schritte angeben, aber die Anwesenheit anderer, nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließen. Das Vorstehende gilt ebenfalls für Wörter, die ähnliche Bedeutungen haben, wie „einschließen“, „aufweisen“ und deren Ableitungen. Auch können, falls nicht anders angegeben, die Begriffe „Teil“, „Teilstück“, „Abschnitt“, „Bauteil“ oder „Element“, wenn sie im Singular verwendet werden, die doppelte Bedeutung eines einzelnen Teils oder einer Vielzahl von Teilen haben.
So, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die folgenden Richtungsbegriffe „dem Rahmen zugewandte Seite“, „nicht dem Rahmen zugewandte Seite“, „nach vorne“, „nach hinten“, „vorne“, „hinten“, „oben“, „unten“, „oberhalb“, „unterhalb“, „nach oben“, „nach unten“, „Oberseite“, „Unterseite“, „Seite“, „vertikal“, „horizontal“, „rechtwinklig“ und „quer“, wie auch alle anderen ähnlichen Richtungsbegriffe, auf die Richtungen eines Fahrrads in einer aufrechten Fahrposition, das mit dem Fahrradumwerfer versehen ist. Dementsprechend sollten diese Richtungsbegriffe, so, wie sie verwendet werden, um den Fahrradumwerfer zu beschreiben, relativ zu einem Fahrrad in einer aufrechten Fahrposition auf einer horizontalen Oberfläche, das mit dem Fahrradumwerfer versehen ist, interpretiert werden. Die Begriffe „links“ und „rechts“ werden verwendet, um „rechts“ anzuzeigen, wenn man auf die rechte Seite, gesehen von der Rückseite des Fahrrads, Bezug nimmt, und um „links“ anzuzeigen, wenn man auf die linke Seite, gesehen von der Rückseite des Fahrrads, Bezug nimmt.
Es versteht sich ebenfalls, dass, obwohl die Begriffe „erster“ und „zweiter“ hier verwendet werden können, um verschiedene Komponenten zu beschreiben, diese Komponenten nicht durch diese Begriffe beschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. Somit könnte zum Beispiel eine erste oben besprochene Komponente als eine zweite Komponente bezeichnet werden, und umgekehrt, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Begriff „befestigt“ oder „befestigen“, wie er hier verwendet wird, umfasst Ausbildungen, bei denen ein Element direkt an einem anderen Element befestigt wird, indem das Element direkt an dem anderen Element angebracht wird; Ausbildungen, bei denen das Element indirekt an dem anderen Element befestigt wird, indem das Element an dem/den Zwischenelement(en) angebracht wird, das/die wiederum an dem anderen Element angebracht werden; und Ausbildungen, bei denen ein Element mit einem anderen Element einstückig ist, d.h., ein Element ist im Prinzip Teil des anderen Elements. Diese Definition gilt ebenfalls für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, zum Beispiel „zusammengefügt“, „angeschlossen“, „gekoppelt“, „montiert“, „verbunden“, „fixiert“ und deren Ableitungen. Schließlich bedeuten Begriffe des Ausmaßes, wie etwa „im Wesentlichen“, „ungefähr“ und „annähernd“, wie sie hier verwendet werden, ein Maß an Abweichung des relativierten Begriffes, derart, dass das Endergebnis nicht bedeutend verändert wird.
Obwohl nur ausgewählte Ausführungsformen zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung ausgesucht wurden, wird es Fachleuten aus dieser Offenbarung heraus deutlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hier gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel können, falls nicht anders angegeben, die Größe, Form, der Ort oder die Ausrichtung der verschiedenen Komponenten wie benötigt und/oder gewünscht verändert werden, so lange die Veränderungen nicht ihre ihnen zugedachte Funktion wesentlich beeinträchtigen. Falls nicht spezifisch anders angegeben, können Komponenten, die als direkt verbunden oder einander berührend dargestellt werden, Zwischenstrukturen aufweisen, die zwischen ihnen angeordnet sind, solange die Änderungen nicht ihre ihnen zugedachte Funktion wesentlich beeinträchtigen. Die Funktionen eines Elements können durch zwei ausgeführt werden, und umgekehrt, falls nicht spezifisch anders angegeben. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine weitere Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass sämtliche Vorteile in einer bestimmten Ausführungsform zeitgleich vorliegen. Jedes Merkmal, das gegenüber dem Stand der Technik einzigartig ist, alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen, sollte ebenfalls als eine separate Beschreibung weiterer Erfindungen der Anmelderin angesehen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch (ein) derartige(s) Merkmal(e) verkörpert werden. Somit werden die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zur Verdeutlichung vorgesehen, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben ist.

Claims

Fahrradumwerfer, umfassend: ein Basiselement, das ausgebildet ist, sich zusammen mit einer Fahrradzahnradvorrichtung um eine Drehachse der Fahrradzahnradvorrichtung zu drehen; ein bewegliches Element, das relativ zum Basiselement beweglich ist, um eine Fahrradkette zu verschieben; und ein elektrisches Stellglied, das ausgebildet ist, das bewegliche Element elektrisch zu verstellen.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 1, wobei das Basiselement ausgebildet ist, an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert zu werden.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 2, wobei das Basiselement ausgebildet ist, an einem Zahnradkörper der Fahrradzahnradvorrichtung montiert zu werden.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das bewegliche Element von dem Basiselement bezüglich der Drehachse in einer radial nach außen gerichteten Richtung in einem Montagezustand vorragt, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 4, wobei das bewegliche Element ausgebildet ist, im Montagezustand von den Zahnradzähnen der Fahrradzahnradvorrichtung radial nach außen hin angeordnet zu werden.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das bewegliche Element bezüglich des Basiselements um eine Schwenkachse schwenkbar angeordnet ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 6, wobei die Schwenkachse rechtwinklig zu der Drehachse ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 7, wobei die Schwenkachse sich bezüglich eines Kreises, der auf der Drehachse zentriert ist, in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist, in einer tangentialen Richtung erstreckt.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das bewegliche Element zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Axialrichtung beweglich angeordnet ist, die parallel zur Drehachse ist in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist, wobei die erste Position sich von der zweiten Position unterscheidet.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 9, wobei die erste Position einer Hochschaltbetätigung entspricht und eine zweite Position einer Herunterschaltbetätigung entspricht.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 9 oder 10, des Weiteren umfassend eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, das elektrische Stellglied zu steuern, um das bewegliche Element selektiv in Abhängigkeit von einem Eingabesignal zu einer von der ersten Position und der zweiten Position hin zu bewegen.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 11, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das elektrische Stellglied zu steuern, um das bewegliche Element nur innerhalb eines vorgegebenen Drehwinkels der Fahrradzahnradvorrichtung um die Drehachse zu der einen von der ersten Position und der zweiten Position hin zu bewegen.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das elektrische Stellglied zu steuern, um das bewegliche Element in der einen von der ersten Position und der zweiten Position zu halten.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das bewegliche Element in der einen von der ersten Position und der zweiten Position zu halten, bis die Steuereinrichtung das Eingabesignal empfängt, um das bewegliche Element zu der anderen von der ersten Position und der zweiten Position hin zu bewegen.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 11 bis 14, des Weiteren umfassend einen Drahtlosempfänger, um das Eingabesignal für die Steuereinrichtung zur Steuerung der Bewegung des beweglichen Elements zu empfangen.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Fahrradzahnradvorrichtung ein erstes Zahnrad, das einen ersten Zahnradkörper und eine Vielzahl von ersten Zahnradzähnen umfasst, die sich von dem ersten Zahnradkörper radial nach außen hin erstrecken, und ein zweites Zahnrad umfasst, das einen zweiten Zahnradkörper und eine Vielzahl von zweiten Zahnradzähnen umfasst, die sich von dem zweiten Zahnradkörper radial nach außen hin erstrecken, wobei ein Durchmesser des zweiten Zahnradkörpers größer als ein Durchmesser des ersten Zahnradkörpers ist, und die erste Position bezüglich der Axialrichtung im Montagezustand näher als die zweite Position an einer ersten Drehebene ist, die durch die ersten Zahnradzähne des ersten Zahnrads definiert wird.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 16, wobei das bewegliche Element die erste Drehebene in der ersten Position schneidet.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 16 oder 17, wobei die zweite Position bezüglich der Axialrichtung im Montagezustand näher als die erste Position an einer zweiten Drehebene ist, die durch zweite Zahnradzähne eines zweiten Zahnrads definiert wird.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 18, wobei das bewegliche Element die zweite Drehebene in der zweiten Position schneidet.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das elektrische Stellglied in einem Montagezustand, in dem der Fahrradumwerfer an der Fahrradzahnradvorrichtung montiert ist, bezüglich der Drehachse von dem beweglichen Element aus radial nach innen hin positioniert ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 20, wobei die Fahrradzahnradvorrichtung eine Fahrradkurbelbaugruppe umfasst, die ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad, einen Kurbelarm und eine Kurbelachswelle umfasst, und das elektrische Stellglied an einem von dem Kurbelarm und der Kurbelachswelle angeordnet ist.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 21, des Weiteren umfassend ein Übertragungselement, um eine Antriebskraft von dem elektrischen Stellglied an das bewegliche Element zu übertragen.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 22, wobei das Übertragungselement ein flexibles Element umfasst.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 23, des Weiteren umfassend eine Energieversorgung, um das elektrische Stellglied mit Elektrizität zu versorgen.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 24, wobei die Fahrradzahnradvorrichtung eine Fahrradkurbelbaugruppe umfasst, die ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad, einen Kurbelarm und eine Kurbelachswelle umfasst, die Energieversorgung ausgebildet ist, in der Kurbelachswelle angeordnet zu werden.