DE102022132822A1

DE102022132822A1 - Fahrradumwerfer

Info

Publication number: DE102022132822A1
Application number: DE102022132822.8A
Authority: DE
Inventors: Alyssa Chen
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-06-15
Also published as: CN116252896A; US20230182860A1; TW202327934A; EP4194327A1

Abstract

Ein Fahrradumwerfer umfasst ein Basiselement, das an einem Fahrradrahmen anbringbar ist und einen ersten und einen zweiten lateral beabstandeten Anbringungsabschnitt aufweist, die eine erste und eine zweite parallele Ebene definieren, sowie einen Zwischenraum dazwischen, der derart dimensioniert ist, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens aufnimmt. Eine erste Anbringungsanordnung definiert eine erste Schwenkachse, die in einem spitzen Winkel relativ zu der ersten und zweiten Ebene ausgerichtet ist. Eine zweite Anbringungsanordnung definiert eine zweite Schwenkachse parallel zur ersten Schwenkachse. Ein erstes Glied ist schwenkbar mit der ersten Anbringungsanordnung verbunden, und ein zweites Glied ist schwenkbar mit der zweiten Anbringungsanordnung verbunden. Ein bewegliches Element ist schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Glied verbunden. An dem Basiselement kann eine Batterie angebracht sein, die elektrisch mit einem Motor verbunden ist, den das bewegliche Element trägt.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Anmeldung betrifft im Allgemeinen einen Fahrradumwerfer, insbesondere beispielsweise einen hinteren Umwerfer für ein Fahrrad.
HINTERGRUND
Fahrradumwerfer sind in der Regel in einen Antriebsstrang eines Fahrrads integriert. Der typische Antriebsstrang umfasst auch eine Kurbelbaugruppe, die mit einem oder mehreren Antriebskettenrädern gekoppelt ist. Die Kurbelbaugruppe dient dazu, eine Kette anzutreiben, die um eines der Antriebskettenräder geführt oder gewickelt ist. Die Kette kann auch zu einem der Räder des Fahrrads, z. B. einem Hinterrad, geführt werden, wobei die Kette in ein oder mehrere angetriebene Kettenräder eingreifen kann. Umwerfer sind als Teil des Antriebsstrangs vorgesehen. Beispielsweise kann ein Umwerfer (z. B. vorne) in der Nähe eines oder mehrerer Antriebskettenräder angeordnet sein, während ein anderer Umwerfer (z. B. hinten) in der Nähe der angetriebenen Kettenräder, z. B. in der Nähe des Hinterrads, angeordnet sein kann. Der/die Umwerfer kann/können betätigt werden, um die Kette des Antriebsstrangs selektiv zwischen den Antriebskettenrädern zu schalten und/oder um die Kette selektiv zwischen einem oder mehreren angetriebenen Kettenrädern zu schalten. Das Schalten der Fahrradkette von einem Antriebskettenrad auf ein anderes oder von einem angetriebenen Kettenrad auf ein anderes erfolgt, um das Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs zu ändern. Der hintere Umwerfer kann auch eine Spannung auf die Kette ausüben, um den Kettendurchhang auf der Nicht-Antriebsseite des Antriebsstrangs zu beseitigen und die gewünschte Kettenspannung aufrechtzuerhalten.
Häufig wird der hintere Umwerfer mit einem Schaltauge am Fahrrad angebracht, das derart konstruiert ist, dass es bei einem Stoß auf den hinteren Umwerfer bricht oder sich verbiegt, um den Schaden am Rahmen zu begrenzen. Das Schaltauge ist beispielsweise am Rahmen angebracht, und der Umwerfer ist dann drehbar am Schaltauge unterhalb des Rahmens angebracht. Das Schaltauge umfasst in der Regel einen einzigen Flansch, der nur an einer Seite des Rahmens verbunden und auskragend ist, wodurch es defektanfälliger ist. In letzter Zeit wurden extrem langlebige und robuste Fahrradrahmen entwickelt, was den Einbau eines separaten Schaltauges, das möglicherweise zusätzliche Wartung und Reparaturen erfordert, notwendig und unkomfortabel macht. Ferner bieten die zahlreichen Hersteller von Fahrradrahmen unterschiedliche Formen und Anleitungen für die Anbringung eines Schaltauges. Für den Fahrer ist es also schwierig, das richtige Schaltauge zu finden, wenn Ersatz benötigt wird.
Hintere Umwerfer, die üblicherweise bei Rennrädern zum Einsatz kommen, sind mit schräg ausgerichteten Gestängen ausgestattet, was eine kompaktere und genauere Geometrie entlang der Kassetten des Fahrrads ermöglicht. Gleichzeitig kann es wünschenswert sein, einen Motor oder elektrische Komponenten in den hinteren Umwerfer einzubauen, um ein drahtloses Schalten der Gänge und/oder verschiedene Diagnoseaufgaben zu ermöglichen. Durch die kompakte Anordnung in Verbindung mit dem Platzbedarf einer Batterie ist es möglicherweise schwierig, den hinteren Umwerfer ohne ein dazwischenliegendes Schaltauge direkt mit dem Fahrradrahmen zu verbinden und gleichzeitig die korrekte Ausrichtung mit den angetriebenen Kettenrädern beizubehalten.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Aspekt umfasst eine Ausführungsform eines Fahrradumwerfers ein Basiselement, das an einem Fahrradrahmen anbringbar ist. Das Basiselement umfasst einen ersten und einen zweiten lateral beabstandeten Anbringungsabschnitt, die eine erste und eine zweite parallele Ebene definieren, die einen Zwischenraum dazwischen definieren. Der Zwischenraum ist derart dimensioniert, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens aufnehmen kann. Der erste und der zweite Anbringungsabschnitt definieren ferner eine erste Drehachse, die sich orthogonal zu der ersten und zweiten Ebene erstreckt. Das Basiselement umfasst eine erste Anbringungsanordnung, die eine erste Schwenkachse definiert, die in einem spitzen Winkel relativ zu der ersten und zweiten Ebene ausgerichtet ist, und eine zweite Anbringungsanordnung, die eine zweite Schwenkachse parallel zu der ersten Schwenkachse definiert. Ein erstes Glied ist schwenkbar mit der ersten Anbringungsanordnung verbunden, während ein zweites Glied schwenkbar mit der zweiten Anbringungsanordnung verbunden ist. Ein bewegliches Element ist schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Glied verbunden.
In einem weiteren Aspekt umfasst eine Ausführungsform eines Fahrradumwerfers ein Basiselement, das an einem Fahrradrahmen anbringbar ist. Das Basiselement umfasst einen ersten und einen zweiten lateral beabstandeten Anbringungsabschnitt, die eine erste und eine zweite parallele Ebene definieren, die einen Zwischenraum dazwischen definieren. Der Zwischenraum ist derart dimensioniert, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens aufnehmen kann, während der erste und der zweite Anbringungsabschnitt eine erste Drehachse definieren, die sich orthogonal zu der ersten und zweiten Ebene erstreckt. Die Basis umfasst eine Vorderseite mit einer ersten Anbringungsanordnung, die eine erste Schwenkachse definiert, die in einem spitzen Winkel relativ zu sowohl der ersten als auch der zweiten Ebene ausgerichtet ist, und einer zweiten Anbringungsanordnung, die eine zweite Schwenkachse parallel zu der ersten Schwenkachse definiert. Eine Rückseite weist eine Batteriehalterung mit einer Mittellinie auf, die zwischen der ersten und zweiten Ebene angeordnet ist. Einen Durchgang erstreckt sich zwischen der Vorder- und Rückseite. Ein erstes Glied ist schwenkbar mit der ersten Anbringungsanordnung verbunden, und ein zweites Glied ist schwenkbar mit der zweiten Anbringungsanordnung verbunden. Ein bewegliches Element ist schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Glied verbunden, wobei das bewegliche Element einen Elektromotor umfasst. Eine Leitung verbindet die Batteriehalterung und den Elektromotor elektrisch, wobei die Leitung in dem Durchgang angeordnet ist.
In einem weiteren Aspekt kann eine Ausführungsform eines Fahrradumwerfers ein Basiselement umfassen, das an einem Fahrradrahmen anbringbar ist, wobei das Basiselement einen ersten und einen zweiten lateral beabstandeten Anbringungsabschnitt umfasst, die eine erste und eine zweite parallele Ebene definieren, die einen Zwischenraum dazwischen definieren. Der Zwischenraum ist derart dimensioniert, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens aufnehmen kann. Der erste und der zweite Anbringungsabschnitt definieren eine sich lateral erstreckende erste Drehachse. Das Basiselement umfasst ferner eine Rückseite und eine Vorderseite mit einer ersten Anbringungsanordnung, die eine erste Schwenkachse definiert, die in einem spitzen Winkel relativ zu einer ersten und einer zweiten Ebene ausgerichtet ist, einer zweiten Anbringungsanordnung, die eine zweite Schwenkachse parallel zu der ersten Schwenkachse definiert, und einem Hohlraum, der hinter der ersten und zweiten Anbringungsanordnung definiert ist. Ein erstes Glied ist schwenkbar mit der ersten Anbringungsanordnung verbunden. Ein zweites Glied ist schwenkbar mit der zweiten Anbringungsanordnung verbunden. Wenigstens das erste oder zweite Glied umfasst einen ersten Endabschnitt, der in dem Hohlraum beweglich ist, wenn das erste und das zweite Glied relativ zu der ersten und zweiten Anbringungsanordnung geschwenkt werden. Ein bewegliches Element ist schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Glied verbunden.
Die verschiedenen Aspekte und Ausführungsformen des Umwerfers und die Verfahren zu dessen Verwendung und Montage können erhebliche Vorteile gegenüber anderen Umwerfern und Verfahren bieten. Zum Beispiel und ohne Einschränkung kann der Umwerfer aufgrund der Anbringungsabschnitte direkt an einem Fahrradrahmen ohne ein dazwischenliegendes Schaltauge angebracht werden. Gleichzeitig ist der Umwerfer dazu eingerichtet, dass die Glieder in einem spitzen Winkel relativ zu den Anbringungsabschnitten und/oder einer horizontalen Achse ausgerichtet sind, selbst wenn das Basiselement mit beabstandeten Anbringungsabschnitten ausgebildet ist, die für eine direkte Anbringung am Fahrradrahmen eingerichtet sind. Eine Batteriehalterung und eine Batterie können ebenfalls in den Umwerfer integriert sein. Die beabstandeten Anbringungsabschnitte bieten eine stabile und sichere Plattform und nehmen gleichzeitig die schrägen Glieder auf und halten die Batterie in einer kompakten Anordnung unterhalb und zwischen den Anbringungsabschnitten.
Die vorstehenden Absätze dienen als allgemeine Einführung und schränken den Umfang der nachstehenden Ansprüche nicht ein. Die verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen sowie weitere Vorteile erschließen sich am besten durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen.
Figurenliste
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den folgenden Figuren:

1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads mit einem hinteren Umwerfer.
2A ist eine perspektivische Ansicht einer Außenseite einer Ausführungsform eines hinteren Umwerfers mit einer Batterie.
2B ist eine perspektivische Ansicht einer Außenseite einer Ausführungsform eines hinteren Umwerfers ohne Batterie.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Innenseite einer Ausführungsform eines hinteren Umwerfers mit einer Batterie.
4 ist eine perspektivische Vorderansicht des hinteren Umwerfers von 2B.
5 ist eine Teilvorderansicht eines mit einem Fahrradrahmen gekoppelten hinteren Umwerfers.
6A ist eine perspektivische Vorderansicht eines Basiselements mit einem Paar schwenkbar verbundener Glieder.
6B ist eine Vorderansicht des Basiselements und Glieds von 6A.
7 ist eine perspektivische Teilseitenansicht eines mit einem Fahrradrahmen gekoppelten Basiselements.
8 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Ausführungsform eines Basiselements.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Innenseite des Basiselements von 8.
10 ist eine Vorderansicht des Basiselements von 8.
11 ist eine perspektivische Ansicht einer Außenseite des Basiselements von 8.
12 ist eine Rückansicht des Basiselements von 8.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer Außenseite des Basiselements von 8.
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Innenseite des Basiselements von 8 mit einer mit der Batteriehalterung gekoppelten Leitung.
15 ist eine Querschnittsansicht des Basiselements von 14 an der Linie 15-15.
16 ist eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines Basiselements und eines ersten und eines zweiten Glieds.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Leiterplatte (PCB), die in einem Abschnitt eines beweglichen Elements gehalten wird, wobei ein Kabel mit der PCB verbunden ist.
18 ist eine perspektivische Ansicht der PCB und des Abschnitts des beweglichen Elements von 17 ohne das mit der PCB verbundene Kabel.
19 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Getriebes und Motors, die in einem Abschnitt des beweglichen Elements gehalten werden.
20 ist eine Schnittansicht durch die Getriebe- und Motorkomponenten von 19, die von dem Abschnitt des beweglichen Elements gehalten werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNG
Der hierin verwendete Begriff „Mehrzahl“ bedeutet zwei oder mehr. Der hierin verwendete Begriff „längs“ bedeutet von oder in Bezug auf eine Länge oder Längsrichtung. Der hierin verwendete Begriff „lateral“ bzw. „seitlich“ bedeutet in einer seitlichen oder axialen Richtung 8 gelegen, auf diese gerichtet oder in dieser verlaufend. Der Begriff „gekoppelt“ bedeutet direkt oder indirekt verbunden oder in Eingriff mit, zum Beispiel mit einem dazwischenliegenden Element, wobei der Eingriff nicht fest oder dauerhaft sein muss, aber fest oder dauerhaft sein kann. Die hierin verwendeten Begriffe „erster“, „zweiter“ usw. sind nicht einer bestimmten, derart bezeichneten Komponente zugeordnet, sondern beziehen sich lediglich auf diese Komponenten in der angegebenen numerischen Reihenfolge, was bedeutet, dass eine als „erste“ bezeichnete Komponente später eine „zweite“ derartige Komponente sein kann, je nach der genannten Reihenfolge. Ferner gilt, dass die Bezeichnung „erster“ und „zweite“ nicht unbedingt bedeutet, dass die beiden derart bezeichneten Komponenten oder Werte unterschiedlich sind, d. h. eine erste Richtung kann beispielsweise die gleiche sein wie eine zweite Richtung, wobei jede einfach auf verschiedene Komponenten anwendbar ist. Die Begriffe „oberer“, „unterer“, „hinterer“, „vorderer“, „vorne“, „hinten“, „vertikal“, „horizontal“, „rechts“, „links“, „innerer“, „äußerer“ und Variationen oder Ableitungen davon beziehen sich auf die Ausrichtung eines in 1 dargestellten beispielhaften Fahrrads 150 aus der Perspektive eines darauf sitzenden Benutzers, wobei beispielsweise eine „innere“ Komponente oder ein „inneres“ Merkmal näher an einer vertikalen Mittelebene des Fahrrads ist, die sich in einer Richtung 201 erstreckt. Der Begriff „quer“ bedeutet nicht parallel. Die Begriffe „außen“ und „nach außen“ beziehen sich auf eine Richtung oder ein Merkmal, die bzw. das von einer zentralen Stelle weg zeigt, z. B. beziehen sich die Ausdrücke „radial nach außen“, „radiale Richtung“ und/oder Ableitungen davon auf ein Merkmal, das von einer zentralen Stelle wegführt, z. B. eine Drehachse 152 der Kassette 3, wie in 1 und 5 gezeigt, oder eine Mittelebene eines durch einen Umwerfer definierten Raums. Umgekehrt beziehen sich die Begriffe „innen“ und „nach innen“ auf eine Richtung, die zu der zentralen oder inneren Position hin zeigt. Der Begriff „Unterbaugruppe“ bezieht sich auf eine Baugruppe aus einer Mehrzahl von Komponenten, wobei die Unterbaugruppen weiter zu anderen Unterbaugruppen und/oder einer Endbaugruppe zusammengebaut werden können, wie z. B. das Fahrrad 150.
Fahrrad:
1 zeigt ein Beispiel für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug. In diesem Beispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug um eine mögliche Art von Fahrrad 150, z. B. ein Rennrad. Das Fahrrad 150 umfasst einen Rahmen 2, einen Lenker 154 in der Nähe eines vorderen Endes des Rahmens 2 und einen Sitz oder Sattel 156, der einen Fahrer über dem Rahmen 2 stützt. Das Fahrrad 150 umfasst ein erstes oder Vorderrad 158, das von einer Vordergabel-Unterbaugruppe 160 getragen wird, die das vordere Ende des Rahmens 2 stützt. Das Fahrrad 150 umfasst ferner ein zweites oder Hinterrad 162, das ein hinteres Ende des Rahmens 2 stützt, das ein Paar Kettenstreben 164 umfasst, die mit einem Paar Sitzstreben 165 an einer Verbindung oder einem Scheitelpunkt verbunden sind, der sonst als ein Eckabschnitt 167 des Rahmens 2 bezeichnet wird, wobei der Eckabschnitt 167 eine Durchgangsbohrung aufweist, die entlang der Achse 152 ausgerichtet ist (siehe auch 5 und 7). Das Fahrrad 150 umfasst ferner einen Antriebsstrang 168 mit einer Kurbelbaugruppe 166, die über eine Fahrradkette 4 mit einer hinteren Kassette 3, die auch als angetriebene Kettenradbaugruppe bezeichnet wird, nahe an der Nabe 302 funktionell gekoppelt ist, die eine Drehachse des Hinterrads 162 bildet. Die Kurbelbaugruppe 166 umfasst wenigstens einen, normalerweise zwei Kurbelarme 170 und Pedale 176 sowie eine vordere Kettenringbaugruppe 172 oder Antriebskettenradbaugruppe. Eine Kurbelspindel oder -welle kann die beiden Kurbelarme verbinden. Die Kurbelwelle definiert eine zentrale Drehachse 174 der Kettenringbaugruppe 172. Die Kurbelbaugruppe kann auch andere Komponenten umfassen.
An dem Hinterrad 162 ist eine hintere Gangwechselvorrichtung, z. B. ein hinterer Umwerfer 180, angeordnet, der die Fahrradkette 4 auf verschiedene Kettenräder der Kassette 3 bewegt. In einer Ausführungsform kann eine vordere Gangwechselvorrichtung oder ein vorderer Umwerfer 181 vorgesehen sein, der die Kette 4 auf verschiedene Kettenräder der Kettenringbaugruppe bewegt. In dem dargestellten Beispiel ist der Sattel 156 auf einer Sattelstütze 178 gestützt, die einen Endabschnitt aufweist, der in einem oberen Ende eines Sitzrohrs 179 des Rahmens 2 aufgenommen ist.
1 zeigt eine normale Fahr- oder Vorwärtsfahrtrichtung 201 des Fahrrads 150. Während es sich bei dem in 1 dargestellten Fahrrad 150 um ein Rennrad handelt, kann die Gangwechselvorrichtung oder der hintere Umwerfer 180, einschließlich der hierin offenbarten spezifischen Ausführungsformen und Beispiele sowie alternativer Ausführungsformen und Beispiele, auch an anderen Arten von Fahrrädern umgesetzt werden.
Gemäß 1 bis 5 kann der hintere Umwerfer 180 eine Käfigbaugruppe 9 umfassen, die mit dem Basiselement 5 beweglich gekoppelt ist. Die Käfigbaugruppe 9 ist in entgegengesetzte erste und zweite Translationsrichtungen (z. B. innen und außen) relativ zum Basiselement 5 bewegbar. Die Käfigbaugruppe 9 kann auch in entgegengesetzte erste und zweite Drehrichtungen (z. B. Drehung im und gegen den Uhrzeigersinn) um eine sich lateral bzw. seitlich erstreckende Achse 153 relativ zu einem beweglichen Element 600 und zum Basiselement 5 oder relativ zum Basiselement 5 mit einer Kombination von Translation und Rotation beweglich sein. Insbesondere ist die Käfigbaugruppe 9 mit einem Befestigungselement, das sich in einer seitlichen Richtung erstreckt und die Drehachse 153 definiert, drehbar mit dem beweglichen Element 600 verbunden. Die Käfigbaugruppe kann sich im Uhrzeigersinn um die Achse 153 des Befestigungselements drehen, um den Durchhang in der Kette 4 zu beseitigen, die mit der Kassette 3, einer oberen Kettenschaltrolle 23 und einer unteren Schaltrolle 22 in Eingriff steht. Die obere und die untere Kettenschaltrolle 23, 22 sind drehbar mit der Käfigbaugruppe 9 verbunden. Die Käfigbaugruppe 9 kann einen oder beide Außenkäfige 24 umfassen, die an einem Innenkäfig 25 gesichert sind, beispielsweise mit Befestigungselementen 29, 30, die als Schrauben, Schnappverschlüsse und/oder andere geeignete Sicherungsvorrichtungen ausgeführt sind.
Basiselement:
Gemäß 1 bis 5 und 16 umfasst der hintere Umwerfer 180 ein Basiselement 5, das auch als B-Gelenk bezeichnet wird und mit einem Adapter 310 an dem Fahrradrahmen 2 angebracht werden kann. In einer Ausführungsform umfasst der Adapter 310 ein Befestigungselement, z. B. einen Bolzen 304, das mit einer Steckachse 300, die die Nabe 302, das Rad 162 und die Kassette 3 am Rahmen 2 hält, gewindemäßig in Eingriff steht. Der Bolzen 304 weist ein Innengewinde auf, in das die Achse 300 eingreift, wenn sie in einer Ausführungsform gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Der Bolzen 304 erstreckt sich durch eine Buchse 312, die in die Bohrung 360 des Anbringungsabschnitts 332 eingreift und darin angeordnet ist. Die Buchse 312 hält den Anbringungsabschnitt 332 am Bolzen 304. Die Buchse 312 kann aus einem nicht metallischen Material hergestellt sein, um Knarzgeräusche zu reduzieren. Eine Unterlegscheibe 314 oder ein Achsanschlag ist über erhabene Abschnitte, die in um einen inneren Umfang der Unterlegscheibe 314 ausgebildeten Aussparungen 318 aufgenommen sind, drehfest mit einer Buchse 316 in Eingriff. Die Buchse 316 ist in der Durchgangsöffnung des Eckabschnitts des Rahmens angebracht. Eine Mutter 320 oder Unterlegscheibe ist am Ende der Buchse angeordnet und umfasst einen Flansch, der ein Paar Anschläge 414 und eine dazwischen liegende periphere Aussparung 416 definiert. Der Bolzen 304 ist mit der Mutter 320 gewindemäßig in Eingriff. Eine Feder 322 spannt die Mutter 320 vom Rahmen 2 weg vor, wenn der Bolzen 304 nicht angezogen ist. Die Mutter 320 weist eine gerändelte Fläche auf, die in den Rahmen 2 drückt, wenn der Bolzen 304 angezogen ist und dadurch die Winkelposition der Mutter 320 fixiert. Die beiden vorstehenden Elemente oder Anschläge 414 an der Mutter 320 begrenzen den Bereich der Winkelbewegung des Basiselements 5 relativ zum Rahmen 2. Der Bolzen 304, die Mutter 320 und die Unterlegscheibe 314 sind relativ zum Rahmen 2 nicht drehbar, sobald sie mit der Steckachse 300 in Eingriff sind. Das Basiselement 5 ist über den Adapter abnehmbar mit dem Rahmen 2 gekoppelt, kann jedoch relativ zum Adapter 310 und Rahmen 2 um die Achse 152 schwenken oder rotieren.
In einer Ausführungsform und unter Bezugnahme auf 2A bis 16 ist das Basiselement 5 mit einem ersten und einem zweiten Anbringungsabschnitt 330, 332 an einem oberen Verbindungsende 21 des Basiselements ausgebildet. Die Anbringungsabschnitte 330, 332 können in einer Ausführungsform als erster und zweiter Arm 334, 336 ausgebildet sein, die sich von einem unteren Gehäuseabschnitt 338 des Basiselements 5 nach oben erstrecken. Die Anbringungsabschnitte oder Arme sind in einer seitlichen, axialen Richtung 8 voneinander beabstandet und definieren einen Zwischenraum 350 dazwischen. Wie in 10 dargestellt, weist der Zwischenraum 350 eine Breite (W1) auf, die derart bemessen ist, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens 2 aufnehmen kann, der als Verbindung der Sitzstrebe 165 und der Kettenstrebe 164 oder als Eckabschnitt 167 des Rahmens 2 dargestellt ist. Der erste und der zweite Anbringungsabschnitt 330, 332 weisen jeweils Öffnungen 360, 362 auf, die teilweise die seitlich verlaufende Drehachse 152 definieren. In einer Ausführungsform ist die Drehachse 152 horizontal ausgerichtet, z. B. wenn sich das Fahrrad in einer aufrechten Fahrposition befindet. Die Anbringungsabschnitte 330, 332 definieren jeweils eine Ebene 364, 366 entlang eines Paars entgegengesetzt angeordneter Innenseiten oder -flächen 368, 370. In einer Ausführungsform sind die Ebenen 364, 366 und die Seiten oder Flächen 368, 370 vertikal ausgerichtet und parallel. Es sollte klar sein, dass in einer Ausführungsform die Seiten oder Flächen möglicherweise nicht parallel oder planar sind, doch die Seiten dennoch ein Paar paralleler und/oder vertikaler Ebenen definieren können, die von Punkten auf den voneinander beabstandeten Seiten ausgehen oder tangential dazu liegen. Auf diese Weise definieren die Flächen dennoch theoretisch parallele Ebenen. Die Anbringungsabschnitte 330, 332 weisen ferner Außenseiten oder -flächen 372, 374 auf, die in entgegengesetzte Richtungen voneinander weg nach außen weisen, wobei die Außenseiten eine Gesamtbreite (W2) des Verbindungsendes definieren. Wie in 10 dargestellt, sind beispielsweise die Außenflächen möglicherweise nicht parallel, wobei die Außenfläche oder -seite 372 in einer vertikalen Ebene liegt, während die Außenfläche oder -seite 374 einen Winkel θ relativ zu einer vertikalen Ebene bildet. In einer Ausführungsform sind die Anbringungsabschnitte 330, 332 oder Arme 334, 336 des Basiselements 5 derart auf entgegengesetzt angeordneten Seiten eines rechten Rahmeneckabschnitts 167 angeordnet, dass im angebrachten Zustand der erste Arm 334 an der Innenseite des Rahmens 2 und der zweite Arm 336 an der Außenseite des Rahmens 2 angeordnet sind. Die Eckabschnitte 167 des Rahmens 1 weisen eine Rahmenöffnung 7 auf, die sich koaxial zur Achse 152 erstreckt. Im angebrachten Zustand verläuft der Bolzen 304 sowohl durch die Öffnung 360 im Arm 336 des Basiselements 20 als auch durch die Rahmenöffnung 7 und ist mit der Achse 300 gewindemäßig in Eingriff.
Wie in 6B bis 14 dargestellt, weisen der erste und der zweite Arm 334, 336 eine vorbestimmte erste und zweite Länge (D) auf, die entlang der Innenfläche von einem distalen oder oberen Ende jedes Arms zu einer oberen Fläche 382 des Gehäuseabschnitts 338 gemessen werden. Die Längen (D) reichen aus, um eine Drehung des Basiselements 5 um die Drehachse 152 relativ zum Rahmen 2, insbesondere des Eckabschnitts 167, zu ermöglichen. Der Zwischenraum 350 zwischen den Armen definiert ein erstes Volumen (V₁). Das erste Volumen (V₁) wird insbesondere durch die Innenflächen 368, 370, die obere Fläche 382 des Gehäuseabschnitts und die Umfänge 390, 392 der Arme definiert. Der Zwischenraum oder das erste Volumen umfasst ein zweites Volumen (V₂), das derart geformt ist, dass es mit dem äußeren Umfang 394 eines Rahmenabschnitts oder Eckabschnitts übereinstimmt, der in dem ersten Volumen angeordnet ist und dieses überlagert. Mit anderen Worten: Die Überlappung zwischen dem Abschnitt des Eckabschnitts 167 und dem ersten Volumen (V₁) definiert das zweite Volumen (V₂) über die gesamte Rotationsbahn des Basiselements 5 relativ zum Rahmen 2. Das erste Volumen V₁ ist größer als das zweite Volumen V₂. Anders ausgedrückt, die Innenflächen 368, 370 umfassen jeweils einen vorbestimmten belegten Bereich, der durch einen überlagerten Abschnitt des Rahmeneckabschnitts 167 definiert ist, wenn er mit dem Basiselement 5 verbunden ist. Der vorbestimmte belegte Bereich weist eine vorbestimmte untere Begrenzung 400 auf, die entlang dem oberen Ende von Öffnungen 402, 404 verlaufen kann, die in oder an den Armen unterhalb der Öffnungen 360, 362 ausgebildet sind. Die Begrenzung 400 ist oberhalb einer oberen Fläche einer Batterie 500 und eines Batteriehalters 502 angeordnet, die weiter unten beschrieben sind, sodass die Batterie 500 und der Batteriehalter 502 die Drehung des Basiselements 5 relativ zum Rahmen 2 nicht beeinträchtigen.
Der Arm 334 weist eine an seiner Innenfläche ausgebildete zylindrische Aussparung 406 und einen Randabschnitt 408 auf, der sich teilweise um die Öffnung 362 an der Außenfläche erstreckt. Die Öffnung 362 weist einen ersten Durchmesser auf. Eine Öffnung 410 ist im Arm 334 neben der ersten Öffnung 362 angeordnet. Ein Anschlag 412 kann in der Öffnung gesichert sein und sich nach innen in den Zwischenraum 350 zwischen den Anbringungsabschnitten 330, 332 erstrecken. Der Anschlag 412 kann als Zapfen ausgebildet sein, der mit der Öffnung 410 in gewindemäßig in Eingriff ist. Die Mutter 320 ist in der Aussparung 406 angeordnet, wobei das Basiselement 5 oder der erste Anbringungsabschnitt 330 relativ zur Mutter 320 drehbar ist. Die Unterlegscheibe 320 ist mit dem Paar in Umfangsrichtung beabstandeter Anschläge 414 ausgebildet, die eine Aussparung 416 dazwischen definieren. Die Anbringungsabschnitte 330, 332 können um die Achse 152 relativ zur Mutter 320 zwischen einer Eingriffsposition, in der der Anschlag 412 mit einem der Anschläge 414 in Eingriff steht, und einer Außereingriffsposition, in der der Anschlag 412 in der Aussparung 416 angeordnet und von beiden Anschlägen 414 gelöst ist, gedreht werden bzw. sind drehbar. Die Anschläge 414 und der Abstand dazwischen oder die Länge der Aussparung 416 begrenzen den Gesamtdrehweg des Basiselements 5 relativ zum Rahmen 2. In einer Ausführungsform ist der Anschlag 412 bei normaler Fahrt mit dem vorderen Anschlag 414 in Eingriff.
Die Öffnung 360 im Anbringungsabschnitt 332 ist größer als die Öffnung 362 im Anbringungsabschnitt 330. Beide Anbringungsabschnitte können weitere Erleichterungsöffnungen 402, 404 aufweisen, die zur Verringerung des Gesamtgewichts des Basiselements vorgesehen sein können und teilweise die vorbestimmte Begrenzung 400 definieren. Sind die Anbringungsabschnitte 330, 332 mit den Öffnungen 402, 404 ausgebildet, können sie jeweils einen Nabenabschnitt 420, 422 aufweisen, der mit dem Gehäuse durch ein Paar aufrechter Abschnitte 424, 426, 428, 430 verbunden ist, die die Öffnungen 402, 404 dazwischen definieren.
Das Gehäuse 338 weist eine Vorderseite 432, eine Rückseite 434, eine Innenseite 436, eine Außenseite 438 und eine Bodenseite 440 oder -fläche auf. Die Vorderseite 432 kann mit einer ersten Anbringungsanordnung 442 ausgebildet sein, die eine erste Schwenkachse 444 definiert, die in einem spitzen Winkel α relativ zur ersten und zweiten Ebene und in einer Ausführungsform auch in einem spitzen Winkel β relativ zu einer horizontalen Ebene 480 ausgerichtet ist. In verschiedenen Ausführungsformen liegen die Winkel α und β zwischen 30 und 60 Grad (z. B. beträgt in einer Ausführungsform α 30 Grad und β 60 Grad). In einer Ausführungsform beträgt der Winkel α 45 Grad relativ zur ersten und zweiten Ebene und beträgt der Winkel β ebenfalls 45 Grad relativ zu einer horizontalen Ebene. Eine zweite Anbringungsanordnung 446 definiert eine zweite Schwenkachse 448 parallel zur ersten Schwenkachse. In einer Ausführungsform umfasst die erste Anbringungsanordnung 442 beabstandete und koaxiale Öffnungen 450, 452 oder Aufnahmen und umfasst die zweite Anbringungsanordnung 446 beabstandete und koaxiale Öffnungen 454, 456. Die Öffnungen können in einer Fläche des Gehäuses ausgebildet sein, zum Beispiel in einer Wand, die teilweise einen inneren Hohlraum 460 des Gehäuses definiert, oder in einem oder mehreren Vorsprüngen, die sich von einem Hauptkörper des Gehäuses erstrecken.
Wie in 8 bis 11 dargestellt, erstreckt sich der innere Hohlraum 460 von einer vordersten Fläche 462 der Vorderseite 432 nach hinten in das Gehäuse 338. In einer Ausführungsform weist der Hohlraum Seitenwände 464, 466 auf, die im Wesentlichen senkrecht zu den Schwenkachsen 444, 448 oder in einem spitzen Winkel relativ zu den Ebenen 364, 366 und auch relativ zu einer horizontalen Ebene 480 ausgebildet sind oder verlaufen. Die Bodenfläche 440 des Gehäuses umfasst einen ersten Abschnitt 482, der senkrecht zu den Schwenkachsen 444, 448 oder in einem spitzen Winkel relativ zu den Ebenen und der horizontalen Ebene ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt 484, der parallel zu den Schwenkachsen 444, 448 oder in einem spitzen Winkel relativ zur horizontalen Ebene ausgebildet ist, wie in 10 dargestellt. Ebenso ist eine obere Fläche 486 des Hohlraums parallel zu den Schwenkachsen 444, 448 oder in einem spitzen Winkel relativ zu den Ebenen 364, 366 und der horizontalen Ebene 480 und parallel zum zweiten Abschnitt 484 der Bodenfläche 440 ausgebildet. In einer Ausführungsform weist der Hohlraum 460 einen rechteckigen Querschnitt auf, der in einem Winkel von 45 Grad zu den vertikalen und horizontalen Ebenen ausgerichtet ist. Der Hohlraum 460 umfasst eine Rückwand 488. Eine schräge Fläche 490 schneidet die obere Fläche 486 des Hohlraums und erstreckt sich von dieser nach oben und außen und schneidet die Vorderseite 432. Die schräge Fläche 490 ist in einem Winkel relativ zu einer vertikalen Ebene ausgerichtet und kann parallel zu den Schwenkachsen 444, 448 verlaufen. Alternativ kann die schräge Fläche 490 nicht parallel zu den Schwenkachsen 444, 448 verlaufen. Wie in 8 und 10 dargestellt, erstreckt sich eine Stützplattform 492 vom Hohlraum aus und weist eine parallel zu den Schwenkachsen 444, 448 ausgerichtete Stützfläche 494 auf. Ein Paar beabstandeter Begrenzungslöcher 496, 498 ist an der Vorderseite ausgebildet und entlang einer Achse oder Ebene ausgerichtet, die sich senkrecht zu den Schwenkachsen 444, 448 erstreckt. In den Begrenzungslöchern können Begrenzungsstifte angeordnet sein, die ausgefahren oder eingezogen werden können, um die Drehung eines nachstehend beschriebenen Gestängemechanismus zu begrenzen.
Gemäß 10 und 12 bis 14 umfasst die Rückseite 434 des Gehäuses 338 einen inneren, schrägen Abschnitt der hinteren Fläche 500, einen äußeren oder am Umfang befindlichen vertikalen Abschnitt der hinteren Fläche 501 und ein Paar voneinander beabstandeter Vorsprünge oder Anbringungsanordnungen 504, die eine Schwenkachse 506 definieren, die in einer Ausführungsform horizontal sein kann. Eine untere Stützplattform 508 erstreckt sich auskragend von dem Gehäuse 338 nach hinten. Die obere und die untere Befestigungsöffnung 510, 512 erstrecken sich nach vorne in eine hintere Fläche der Rückseite 434. Wie in 8, 10, 12, 13 und 15 dargestellt, ist zwischen der Vorder- und der Rückseite 432, 434 ein Durchgang 514 ausgebildet, der insbesondere mit dem Hohlraum 460 in Verbindung steht. Der Durchgang 514 kann entgegengesetzt angeordnete Seitenwände 515 mit einer vertikalen Ausrichtung und eine Bodenwand 521 mit wenigstens einem Abschnitt aufweisen, der zu wenigstens einem der Abschnitte 440 parallel ist.
Eine Batteriehalterung oder ein Halter 502 umfasst ein Stützgehäuse 517 mit einem unteren Abschnitt 519, der über die auskragende Stützplattform 508 passt und diese umgibt. Ein Paar Befestigungselemente 522, 524 sichert das Gehäuse an der hinteren Fläche des Gehäuses 338 an den Öffnungen 510, 512. Die Batteriehalterung 502 umfasst ein Paar sich nach hinten erstreckender elektrischer Kontakte 526. Ein Kabel bzw. eine Leitung 128 oder flexibles elektrisches Kabel ist elektrisch mit der Batteriehalterung 502 gekoppelt und erstreckt sich von einer Rückseite der Batteriehalterung 502 durch den Durchgang 514 und in/durch den Hohlraum 460. Die Leitung weist einen Verbinder 198 an einem distalen Ende der Leitung auf, der elektrisch mit einem nachstehend näher beschriebenen Elektromotor 210 gekoppelt sein kann. Der Ausdruck „elektrisch gekoppelt“ oder „elektrisch verbunden“ bezieht sich auf eine direkte oder indirekte Verbindung, z. B. mit einer zwischengeschalteten Komponente wie einer Leiterplatte, die den Betrieb des Motors 210 steuern kann. Eine Verriegelung 518, die als mit der Anbringungsanordnung 504 schwenkbar verbundener Hebel ausgebildet ist, ist mit einem Zapfen oder einer Achse 523 an dem Basiselement 5 nahe dem oberen Ende der Batteriehalterung 502 gesichert. Ein Zugangsloch 520 für den Verriegelungszapfen ist im Basiselement vorgesehen, damit der Zapfen, der die Verriegelung verbindet, entfernt oder gelöst werden kann.
Eine Batterie 500 kann auf der Stützplattform 508 platziert oder eingehängt sein und in elektrischen Kontakt oder Verbindung mit den elektrischen Kontakten 526 gedreht werden. Die Verriegelung 518 kann nach unten in Eingriff mit der Batterie 500 gedreht werden, um die Batterie an der Batteriehalterung 502 zu sichern und die elektrische Verbindung mit den elektrischen Kontakten 526 aufrechtzuerhalten. Ein oberes Ende 516 der Batterie 500 und die Verriegelung 518 sind außerhalb des zweiten Volumens und unterhalb des Rahmeneckabschnitts 167 und der vorbestimmten Begrenzung 400 angeordnet. Die Batterie 500 weist einen Schwerpunkt 530 auf, der zwischen der ersten und zweiten Ebene 364, 366 liegt. In einer Ausführungsform weist die Batterie 500 eine Gesamtbreite (W3) auf, die, wie in 12 dargestellt, zwischen der ersten und der zweiten Ebene 364, 366 liegt.
In einem Beispiel können das Basiselement 5 durch Schmieden und maschinelle Bearbeitung und die Batteriehalterung 502 durch Spritzgießen hergestellt sein. Da die Batteriehalterung aus Kunststoff (z. B. glasfaserverstärktem Nylon) hergestellt ist, werden das Gewicht, die Kosten und die Schwierigkeiten bei der Herstellung des Basiselements reduziert. Das Basiselement 5 kann aus einem Metall, z. B. Aluminium, hergestellt sein. Das Basiselement 5 kann aus einem ersten Material hergestellt sein, und die Batteriehalterung 502 kann aus einem zweiten Material hergestellt sein. Das erste Material kann sich von dem zweiten Material unterscheiden. In weiteren Ausführungsformen können das Basiselement und die Batteriehalterung einstückig aus demselben Material gebildet sein.
Gemäß 12 verbindet das Kabel 128 eine Stromversorgung elektrisch, z. B. die Batterie 500, die an der Batteriehalterung 502 des Basiselements 5 mit einer Komponente des beweglichen Elements 600 elektrisch verbindbar ist. Wie nachstehend erläutert, verbindet das Kabel 128 beispielsweise die mit dem Basiselement 5 gekoppelte Stromversorgung 500 elektrisch mit einer Leiterplatte (PCB) 204, die in dem beweglichen Element 600 gehalten wird. In weiteren Beispielen kann das Kabel 128 die Stromversorgung mit einer Komponente im Basiselement 5, einem der Glieder 602, 604 oder der Kettenführungsbaugruppe oder der Käfigbaugruppe 9 anstatt des beweglichen Elements 600 elektrisch verbinden. Zusätzlich zu oder anstelle des Kabels 128, das die Stromversorgung und die PCB des beweglichen Elements 600 elektrisch verbindet, können auch andere Kabel vorgesehen sein, um die Stromversorgung mit Komponenten im hinteren Umwerfer zu verbinden.
Gestänge:
Gemäß 2A bis 6B und 10 ist das Basiselement 5 an einem zweiten, unteren Verbindungsende 31 mit einem Schwenkmechanismus 700 gekoppelt, der ein Gelenkviereck definiert, das das Basiselement 5, ein oder mehrere Glieder 602, 604 und das bewegliche Element 600 umfasst. In einer Ausführungsform ist der Schwenkmechanismus 700 als Gelenkparallelogramm mit dem ersten Glied 602 oder inneren Schwenkarm, dem zweiten Glied 604 oder äußeren Schwenkarm und vier Drehzapfen 702, 704, 706, 708, die auch als Achsen bezeichnet werden, ausgebildet. Der erste und der zweite Drehzapfen 702, 704 sind an der ersten und der zweiten Anbringungsanordnung 442, 446 angebracht und definieren die Schwenkachsen 444, 448. Die Zapfen sind in den Anbringungsanordnungen mit Endkappen 710, 712 und einem Clip 714 gesichert, der in eine umlaufende Nut 717 am Zapfen 702, 704 eingreift. Wenigstens ein Abschnitt sowohl des ersten als auch des zweiten Zapfens 702, 704 ist zwischen der ersten und zweiten Ebene 364, 366 angeordnet, wie in 6B dargestellt. In einer Ausführungsform ist wenigstens eine Seite oder innere Begrenzung oder Fläche jeder Anbringungsanordnung 442, 446 zwischen der ersten und zweiten Ebene 364, 366 angeordnet. Dadurch kann die von den Gliedern 602, 604 auf das Basiselement 5 ausgeübte Last von den Anbringungsabschnitten 330, 332 getragen und auf den Rahmen 2 übertragen werden, ohne einen Momentarm zu erzeugen.
Eine Torsionsvorspannfeder 716 ist koaxial an dem ersten Zapfen 702 angebracht, während eine Torsionskupplungsfeder 718 koaxial an dem zweiten Zapfen 704 angebracht ist. Eine Buchse 728 kann zwischen dem zweiten Zapfen 704 und der Kupplungsfeder 718 angeordnet sein. Ein erstes Ende des ersten Glieds 602 oder inneren Schwenkarms ist über den Drehzapfen 704 schwenkbar mit der Anbringungsanordnung 446 oder dem Basiselement 5 verbunden, während ein erstes Ende des zweiten Glieds 604 oder äußeren Schwenkarms über den Drehzapfen 702 schwenkbar an der Anbringungsanordnung 442 oder dem Basiselement 5 gesichert ist. Ein erster Schenkel 722 der Vorspannfeder ist in Eingriff mit dem oberen Schwenkarm oder Glied 604, während ein zweiter Schenkel 720 mit der Fläche 494 der Stützplattform 492 in Eingriff ist. Ebenso ist ein erster Schenkel 724 der Kupplungsfeder in Eingriff mit dem unteren Schwenkarm, während ein zweiter Schenkel 726 mit einer Vorderfläche des Gehäuses in Eingriff ist. Begrenzungsschrauben 730, 732 können in den Löchern für die Begrenzungsschrauben positioniert und ausgefahren oder eingezogen sein, um den Drehweg des Gestänges zu begrenzen. Ein Endabschnitt 734 des zweiten Glieds 604 oder äußeren Schwenkarms ist in dem Hohlraum 460 beweglich, wenn das erste und das zweite Glied 602, 604 relativ zu der ersten und der zweiten Anbringungsanordnung schwenkbar sind. In weiteren Ausführungsformen kann auch ein Endabschnitt des Glieds 602 in dem Hohlraum 460 beweglich sein. Die obere Fläche 486, die Seitenwände 464, 466 und die Rückwand 488 sind derart dimensioniert und relativ zur Achse 444 beabstandet, dass eine Drehung des Endabschnitts 734 innerhalb des Hohlraums 460 möglich ist.
Bewegliches Element:
Das bewegliche Element 600, das auch als P-Gelenk bezeichnet wird, ist über Achsen oder Zapfen 706, 708 schwenkbar mit dem zweiten Ende des ersten und zweiten Glieds 602, 604 verbunden. Das bewegliche Element 600 kann mit einem Elektromotor 210 ausgebildet sein, der mit einem oder beiden des ersten und zweiten Glieds 602, 604 gekoppelt ist, um die Glieder und das bewegliche Element 600 relativ zu dem Basiselement 5 zu schwenken.
Gemäß 17 bis 20 umfasst das bewegliche Element 600 eine Abdeckung 200, die an einem Körper des beweglichen Elements 600 angebracht ist. Die Abdeckung 200 fixiert das Kabel 128 und verhindert, dass Wasser und Schmutz zu der Verbindung zwischen dem Verbinder 198 und einer Komponente des beweglichen Elements 600 gelangen. Ferner umfasst das bewegliche Element 90 in der dargestellten Ausführungsform einen Antriebsarm 203, der die Kraft des Getriebes auf das Gestänge überträgt, um das bewegliche Element zu bewegen.
Gemäß 17 und 18 kann der Verbinder 198 mit einem entsprechenden Verbinder 202 auf der in dem beweglichen Element 600 untergebrachten PCB 204 verbunden sein. Die Stromversorgung, z. B. die Batterie 500, versorgt Komponenten mit Strom, die über die elektrischen Kontakte 526 oder Stifte, das Kabel 128, den Verbinder 198 und den Verbinder 202 elektrisch mit der PCB 204 verbunden sind, wenn die Stromversorgung 500 an dem Basiselement 5 installiert ist. Die PCB 204 trägt und/oder die Stromversorgung 500 versorgt beliebig viele Komponenten in dem beweglichen Element 600 mit Strom. Wie in den Beispielen von 17 und 18 dargestellt, trägt die PCB 204 beispielsweise eine oder mehrere Antennen 206 (z. B. zwei Antennen) und versorgt die Stromversorgung 500 über eine Motorverbindung 208, die zwei verschiedene Seiten der PCB 204 elektrisch verbindet, einen Motor mit Strom. Die PCB 204 kann zusätzliche, weniger oder andere Komponenten tragen und/oder die Stromversorgung 500 kann zusätzliche, weniger oder andere Komponenten mit Strom versorgen.
Gemäß 19 und 20 kann das bewegliche Element 600 beispielsweise einen Motor 210, einen Antriebsstrang 212 und einen Kodierer 214 umfassen, der von der PCB 204 getragen wird und über diese elektrisch verbunden ist. Die Stromversorgung 500 versorgt den Motor 210 mit Strom und treibt den Antriebsstrang 212 über ein Ausgangsschneckengetriebe 216 an. Der angetriebene Motor 210 treibt den Antriebsstrang 212 an, um das bewegliche Element zu bewegen, das wiederum die Kette 4 zwischen verschiedenen Kettenrädern bewegt.
In einer Ausführungsform kann der Gangwechsler oder Umwerfer einen an einem Fahrradrahmen anbringbaren Anbringungsabschnitt, einen an dem Anbringungsabschnitt angebrachten elektrischen Abschnitt mit Ausrichtungs- und Anbringungsmerkmalen für die Stromversorgung und ein elektrisches Kabel umfassen, das mit dem elektrischen Abschnitt elektrisch verbunden ist und mit einer Leiterplatte (PCB) eines mit dem Anbringungsabschnitt beweglich koppelbaren beweglichen Elements elektrisch verbindbar ist. Der Anbringungsabschnitt und der elektrische Abschnitt können aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Der elektrische Abschnitt kann eine erste Seite und eine zweite Seite aufweisen, wobei die zweite Seite entgegengesetzt zur ersten Seite angeordnet ist. Die erste Seite des elektrischen Abschnitts kann an dem Anbringungsabschnitt angebracht sein. Der elektrische Abschnitt kann eine Aussparung an der zweiten Seite aufweisen. Die Aussparung kann die Ausrichtungsmerkmale bilden.
In einer Ausführungsform kann der Umwerfer ferner wenigstens einen elektrischen Kontakt aufweisen, der elektrisch mit dem elektrischen Kabel verbunden ist, wobei der wenigstens eine elektrische Kontakt wenigstens teilweise durch den elektrischen Abschnitt verläuft. Der wenigstens eine elektrische Kontakt kann elektrisch mit der Stromversorgung verbindbar sein, wenn die Stromversorgung in der Aussparung des elektrischen Abschnitts positioniert ist.
In einer Ausführungsform können der Anbringungsabschnitt aus Aluminium und der elektrische Abschnitt aus Kunststoff hergestellt sein.
In einer Ausführungsform kann der Umwerfer ferner ein Halteelement für die Stromversorgung umfassen, das drehbar an dem elektrischen Abschnitt angebracht ist. Der Umwerfer kann ferner einen Vorsprung aufweisen, der sich von einer Fläche des elektrischen Abschnitts erstreckt. Das Halteelement für die Stromversorgung kann zwischen einer ersten Drehposition relativ zum elektrischen Abschnitt und einer zweiten Drehposition relativ zum elektrischen Abschnitt drehbar sein. Das Halteelement für die Stromversorgung und der Vorsprung können die Anbringmerkmale bilden. Der Vorsprung kann an dem Anbringungsabschnitt ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform kann der elektrische Abschnitt hinter dem Anbringungsabschnitt relativ zu einer Vorwärtsrichtung des Fahrrads angeordnet sein.
In einer Ausführungsform kann das elektrische Kabel durch einen Durchgang des Anbringungsabschnitts verlaufen.
In einer Ausführungsform kann der Umwerfer ferner ein bewegliches Element und ein Gestänge umfassen. Das Gestänge kann am Anbringungsabschnitt angebracht sein und dient dazu, die Bewegung des beweglichen Elements relativ zum Anbringungsabschnitt zu erleichtern. Der Umwerfer kann ferner eine Stromversorgung umfassen, die am elektrischen Abschnitt mit den Ausrichtungs- und Anbringungsmerkmalen angebracht ist. Der Umwerfer kann ferner einen Motor umfassen, der dazu dient, die Bewegung des beweglichen Elements zu bewirken. Die Stromversorgung kann den Motor über das elektrische Kabel mit Strom versorgen. Der Motor kann an dem beweglichen Element angeordnet sein. Der Umwerfer kann ferner einen Käfig umfassen, der drehbar an dem beweglichen Element angebracht und dazu eingerichtet ist, an einer Kette des Fahrrads anzugreifen und diese unter Spannung zu halten. Der Umwerfer kann ferner einen Dämpfer umfassen, der an dem beweglichen Element angeordnet und dazu eingerichtet ist, der Drehung des Käfigs zu widerstehen. Der Umwerfer kann ferner ein Vorspannelement umfassen, das dazu eingerichtet ist, den Käfig in einer Drehrichtung des Käfigs vorzuspannen.
In einer Ausführungsform umfasst die PCB eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung für den Empfang drahtloser Signale zum Steuern des Motors.
Die Abbildungen der hierin beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis für die Struktur der verschiedenen Ausführungsformen vermitteln. Die Abbildungen sind keine vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Geräten und Systemen, die die hierin beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Viele andere Ausführungsformen sind für den Fachmann bei der Durchsicht der Offenbarung offensichtlich. Andere Ausführungsformen können verwendet und von der Offenbarung abgeleitet werden, sodass strukturelle und logische Ersetzung und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus sind die Abbildungen lediglich repräsentativ und möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Bestimmte Proportionen innerhalb der Abbildungen können übertrieben sein, während andere Proportionen verkleinert sein können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren eher als illustrativ denn als einschränkend zu betrachten.
Diese Beschreibung enthält zwar viele Einzelheiten, diese sollten jedoch nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung oder des beanspruchten Gegenstands verstanden werden, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform realisiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die in Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben und sogar ursprünglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Auch wenn in den Zeichnungen Vorgänge und/oder Handlungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt und beschrieben werden, ist dies nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge in der dargestellten Reihenfolge oder in aufeinanderfolgender Reihenfolge ausgeführt werden müssen oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus ist die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht so zu verstehen, dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es ist davon auszugehen, dass alle beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen in ein einziges Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte verpackt werden können.
Auf eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung kann hierin einzeln und/oder gemeinsam mit dem Begriff „Erfindung“ Bezug genommen werden, ohne dass damit beabsichtigt wird, den Anwendungsbereich dieser Anmeldung auf eine bestimmte Erfindung oder ein erfinderisches Konzept zu beschränken. Auch wenn hierin bestimmte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben sind, kann jede beliebige Anordnung, die den gleichen oder einen ähnlichen Zweck erfüllt, die gezeigten Ausführungsformen ersetzen. Diese Offenbarung soll alle späteren Anpassungen oder Variationen der verschiedenen Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und andere, hierin nicht speziell beschriebene Ausführungsformen sind für den Fachmann bei Durchsicht der Beschreibung offensichtlich.
Die Zusammenfassung der Offenbarung wird in Übereinstimmung mit 37 C.F.R. 9 1.72(b) zur Verfügung gestellt und wird mit der Maßgabe eingereicht, dass sie nicht zur Auslegung oder Einschränkung des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Darüber hinaus können in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale zusammengefasst oder in einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, um die Offenbarung zu vereinfachen. Diese Offenbarung ist nicht so zu verstehen, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern als in den einzelnen Ansprüchen ausdrücklich aufgeführt. Wie aus den folgenden Ansprüchen hervorgeht, kann der Erfindungsgegenstand vielmehr auf weniger als alle Merkmale einer der offenbarten Ausführungsformen gerichtet sein. Daher werden die folgenden Ansprüche in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich steht und den beanspruchten Gegenstand separat definiert.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung soll eher als erläuternd und nicht als einschränkend angesehen werden, und die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente sollen den Umfang der Erfindung definieren. Die Ansprüche sind nicht so zu verstehen, dass sie sich auf die beschriebene Reihenfolge oder Elemente beziehen, es sei denn, es wird darauf hingewiesen. Daher werden alle Ausführungsformen, die in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente fallen und in deren Schutzbereich sind, als Erfindung beansprucht.
Obwohl die Ausführungsformen zur Veranschaulichung beschrieben sind, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen möglich sind, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Die vorstehende Beschreibung soll daher eher als erläuternd und nicht als einschränkend angesehen werden, und alle Äquivalente und/oder Kombinationen von Ausführungsformen und Beispielen gelten als in dieser Beschreibung enthalten.
Obwohl bestimmte Teile, Komponenten, Merkmale und Betriebs- und Verwendungsverfahren hierin gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden, ist der Anwendungsbereich dieses Patents nicht darauf beschränkt. Im Gegenteil: Dieses Patent deckt alle Ausführungsformen der Lehren der Offenbarung ab, die angemessen in den Bereich der zulässigen Äquivalente fallen.

Claims

Fahrradumwerfer mit: einem an einem Fahrradrahmen anbringbaren Basiselement, wobei das Basiselement umfasst: einen ersten und einen zweiten lateral beabstandeten Anbringungsabschnitt, wobei die Anbringungsabschnitte eine erste und eine zweite parallele Ebene definieren, die einen Zwischenraum dazwischen definieren, wobei der Zwischenraum derart dimensioniert ist, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens aufnimmt, und wobei der erste und der zweite Anbringungsabschnitt eine sich lateral erstreckende erste Drehachse definieren; eine erste Anbringungsanordnung, die eine erste Schwenkachse definiert, die in einem spitzen Winkel relativ zu der ersten und zweiten Ebene ausgerichtet ist; und eine zweite Anbringungsanordnung, die eine zweite Schwenkachse parallel zur ersten Schwenkachse definiert; einem ersten Glied, das schwenkbar mit der ersten Anbringungsanordnung verbunden ist; einem zweiten Glied, das schwenkbar mit der zweiten Anbringungsanordnung verbunden ist; einem beweglichen Element, das schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Glied verbunden ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Element einen Elektromotor umfasst.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 2, wobei die erste und die zweite Anbringungsanordnung auf einer Vorderseite des Basiselements definiert sind, und wobei der Fahrradumwerfer ferner eine Batterie umfasst, die mit einer Rückseite des Basiselements verbunden ist, wobei die Batterie elektrisch mit dem Elektromotor gekoppelt ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 3, wobei das Basiselement einen Durchgang umfasst, der sich zwischen der Vorder- und der Rückseite erstreckt, und wobei der Fahrradumwerfer ferner eine Leitung umfasst, die elektrisch mit der Batterie und dem Elektromotor verbunden ist, wobei sich die Leitung durch den Durchgang erstreckt.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste und der zweite Anbringungsabschnitt einen ersten bzw. einen zweiten Arm umfassen, wobei der erste und der zweite Arm eine erste bzw. eine zweite Innenfläche umfassen, die die erste und die zweite Ebene definieren.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 5, wobei die Batterie einen Schwerpunkt aufweist, der zwischen der ersten und der zweiten Ebene liegt.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 6, wobei der erste und der zweite Arm eine vorbestimmte erste und zweite Länge aufweisen, die ausreichen, um eine Drehung des Basiselements um die erste Drehachse zu ermöglichen, und wobei der Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Anbringungsabschnitt ein Volumen mit einem Umfang umfasst, der derart geformt ist, dass er zu einem Außenumfang des Fahrradrahmens passt, und wobei die Batterie eine obere Fläche aufweist, die außerhalb des Volumens angeordnet ist.
Fahrradumwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner eine Unterlegscheibe umfasst, die koaxial und drehbar mit dem ersten Anbringungsabschnitt angebracht ist, wobei entweder der erste Anbringungsabschnitt oder die Unterlegscheibe einen ersten Anschlag umfasst und der/die andere des ersten Anbringungsabschnitts oder der Unterlegscheibe einen zweiten Anschlag umfasst, wobei der erste Anbringungsabschnitt relativ zu der Unterlegscheibe zwischen einer Eingriffsposition, in der der erste Anschlag mit dem zweiten Anschlag in Eingriff ist, und einer Außereingriffsposition, in der der erste Anschlag von dem zweiten Anschlag gelöst ist, drehbar ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 5 und einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Basiselement eine Vorderseite aufweist, wobei die erste und die zweite Anbringungsanordnung auf der Vorderseite angeordnet sind, wobei das erste und das zweite Glied mit der ersten bzw. der zweiten Anbringungsanordnung über eine erste bzw. eine zweite Achse schwenkbar verbunden sind und wobei wenigstens ein Abschnitt der ersten und der zweiten Achse jeweils zwischen der ersten und der zweiten Ebene angeordnet ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 9, wobei die Vorderseite einen Hohlraum umfasst, der hinter der ersten und zweiten Anbringungsanordnung angeordnet ist, wobei wenigstens das erste oder zweite Glied einen ersten Endabschnitt umfasst, der in dem Hohlraum beweglich ist, wenn das erste und das zweite Glied relativ zu der ersten und zweiten Anbringungsanordnung schwenkbar sind.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 10, wobei die Vorderseite ferner eine schräge Fläche aufweist, die mit einer Seite des Hohlraums in Verbindung steht.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 10 oder 11, der ferner eine neben dem Hohlraum angeordnete Plattform und eine Feder umfasst, die mit einem ersten Abschnitt mit der Plattform und mit einem zweiten Abschnitt mit dem ersten oder zweiten Glied in Eingriff steht.
Fahrradumwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schwenkachse in einem Winkel von 45 Grad relativ zu der ersten und zweiten Ebene ausgerichtet ist.
Fahrradumwerfer mit: einem an einem Fahrradrahmen anbringbaren Basiselement, wobei das Basiselement umfasst: einen ersten und einen zweiten lateral beabstandeten Anbringungsabschnitt, wobei die Anbringungsabschnitte eine erste und eine zweite parallele Ebene definieren, die einen Zwischenraum dazwischen definieren, wobei der Zwischenraum derart dimensioniert ist, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens aufnimmt, und wobei der erste und der zweite Anbringungsabschnitt eine sich lateral erstreckende erste Drehachse definieren; eine Vorderseite mit: einer ersten Anbringungsanordnung, die eine erste Schwenkachse definiert, die in einem spitzen Winkel relativ zu der ersten und zweiten Ebene ausgerichtet ist; und einer zweiten Anbringungsanordnung, die eine zweite Schwenkachse parallel zur ersten Schwenkachse definiert; eine Rückseite mit einer Batteriehalterung mit einer Mittellinie, die zwischen und parallel zu der ersten und zweiten Ebene angeordnet ist; und einen Durchgang, der sich zwischen der Vorder- und Rückseite erstreckt; einem ersten Glied, das schwenkbar mit der ersten Anbringungsanordnung verbunden ist; einem zweiten Glied, das schwenkbar mit der zweiten Anbringungsanordnung verbunden ist; einem beweglichen Element, das schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Glied verbunden ist, wobei das bewegliche Element einen Elektromotor umfasst; und einer Leitung, die die Batteriehalterung und den Elektromotor elektrisch verbindet, wobei die Leitung in dem Durchgang angeordnet ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 14, der ferner eine Batterie umfasst, die elektrisch mit der Batteriehalterung verbunden ist, wobei die Batterie über die Leitung elektrisch mit dem Elektromotor gekoppelt ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 15, wobei die Batterie einen Schwerpunkt aufweist, der zwischen der ersten und der zweiten Ebene liegt.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 15 oder 16, wobei der erste und der zweite Anbringungsabschnitt einen ersten bzw. einen zweiten Arm umfassen mit einer vorbestimmten ersten und zweiten Länge, die ausreichen, um eine Drehung des Basiselements um die erste Drehachse zu ermöglichen, und wobei der Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Anbringungsabschnitt ein Volumen mit einem Umfang umfasst, der derart geformt ist, dass er zu einem Außenumfang des Fahrradrahmens passt, und wobei die Batterie eine obere Fläche aufweist, die außerhalb des Volumens angeordnet ist.
Fahrradumwerfer nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das erste und das zweite Glied mit der ersten bzw. der zweiten Anbringungsanordnung über eine erste und eine zweite Achse verbunden sind und wobei wenigstens ein Abschnitt der ersten und der zweiten Achse jeweils zwischen der ersten und der zweiten Ebene angeordnet ist.
Fahrradumwerfer mit: einem an einem Fahrradrahmen anbringbaren Basiselement, wobei das Basiselement umfasst: einen ersten und einen zweiten lateral beabstandeten Anbringungsabschnitt, wobei die Anbringungsabschnitte eine erste und eine zweite parallele Ebene definieren, die einen Zwischenraum dazwischen definieren, wobei der Zwischenraum derart dimensioniert ist, dass er einen Abschnitt des Fahrradrahmens aufnimmt, und wobei der erste und der zweite Anbringungsabschnitt eine sich lateral erstreckende erste Drehachse definieren; eine Vorderseite mit: einer ersten Anbringungsanordnung, die eine erste Schwenkachse definiert, die in einem spitzen Winkel relativ zu der ersten und zweiten Ebene ausgerichtet ist; und einer zweiten Anbringungsanordnung, die eine zweite Schwenkachse parallel zur ersten Schwenkachse definiert; und einem Hohlraum, der hinter der ersten und zweiten Anbringungsanordnung angeordnet ist; und eine Rückseite; und einem ersten Glied, das schwenkbar mit der ersten Anbringungsanordnung verbunden ist; einem zweiten Glied, das schwenkbar mit der zweiten Anbringungsanordnung verbunden ist, wobei wenigstens das erste oder zweite Glied einen ersten Endabschnitt umfasst, der in dem Hohlraum beweglich ist, wenn das erste und das zweite Glied relativ zu der ersten und zweiten Anbringungsanordnung geschwenkt werden; und einem beweglichen Element, das schwenkbar mit dem ersten und dem zweiten Glied verbunden ist.
Fahrradumwerfer nach Anspruch 19, wobei die Vorderseite ferner eine schräge Fläche aufweist, die mit einer Seite des Hohlraums in Verbindung steht.