DE102022209721A1 - Fahrradumwerfer - Google Patents

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English (en)
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Dai Yokozawa
Satoshi Idogaki
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Shimano Inc
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Abstract

Ein Fahrradumwerfer 10A weist ein Basiselement 12, ein bewegliches Element 14, ein Verbindungsglied 16, eine Betätigungseinheit 18 und eine Energieversorgung 20 auf. Das Basiselement 12 ist ausgebildet, um an einem Rahmen F eines Fahrrads B befestigt zu werden. Das bewegliche Element 14 ist relativ zu dem Basiselement 12 beweglich. Das Verbindungsglied 16 verbindet das bewegliche Element 14 beweglich mit dem Basiselement 12. Das Verbindungsglied 16 weist ein erstes Verbindungsglied 16A und ein zweites Verbindungsglied 16B auf, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied 16A liegt, wenn man es in Richtung des Rahmens F betrachtet, und das so ausgebildet ist, dass es dem Basiselement 12 in einem Zustand zugewandt ist, in dem das Basiselement 12 am Rahmen F des Fahrrads B befestigt ist. Die Betätigungseinheit 18 ist so ausgebildet, dass sie das bewegliche Element 14 relativ zum Basiselement 12 bewegt. Die Betätigungseinheit 18 ist an dem zweiten Verbindungsglied 16B angeordnet. Die Energieversorgung 20 ist ausgebildet, um die Betätigungseinheit 18 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Energieversorgung 20 ist an dem Basiselement 12 angeordnet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Fahrradumwerfer. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrradumwerfer mit einer Betätigungseinheit und einer Energieversorgung, die ausgebildet ist, um die Betätigungseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Im Allgemeinen verwendet ein Fahrrad typischerweise einen Fahrradantriebsstrang zur Übertragung einer Tretkraft auf ein Hinterrad. Der Fahrradantriebsstrang verwendet häufig einen oder zwei Umwerfer, um wahlweise eine Fahrradkette von einem einer Vielzahl von Kettenrädern zu einem anderen zu bewegen, um das Drehverhältnis zwischen einer Drehung einer Kurbel des Fahrrads und einer Drehung des Hinterrads zu ändern. Einige Fahrradumwerfer sind mit elektrischen Komponenten oder Vorrichtungen ausgestattet, um dem Fahrer die Bedienung des Fahrradumwerfers zu erleichtern. Derartige Fahrradumwerfer verfügen in der Regel über eine Betätigungseinheit, die von einer bordeigenen Energieversorgung, beispielsweise einer oder mehreren Batterien, mit Strom versorgt wird. In einigen Fällen ist die Energieversorgung an einem Rahmen des Fahrrads angebracht, zum Beispiel in US 11 211 663 B2 . In einigen Fällen wird die Energieversorgung direkt dem Fahrradumwerfer zugeführt, wie zum Beispiel in US 10 239 579 B2 .
  • Im Allgemeinen ist die vorliegende Erfindung auf verschiedene Merkmale eines Fahrradumwerfers gerichtet, der eine Betätigungseinheit und eine Energieversorgung aufweist, die ausgebildet ist, die Betätigungseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Im Hinblick auf den Stand der Technik und gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrradumwerfer bereitgestellt, der im Wesentlichen ein Basiselement, ein bewegliches Element, ein Verbindungsglied, eine Betätigungseinheit und eine Energieversorgung umfasst. Das Basiselement ist ausgebildet, um an einem Rahmen eines Fahrrads befestigt zu werden. Das bewegliche Element ist relativ zu dem Basiselement beweglich. Das Verbindungsglied verbindet das bewegliche Element beweglich mit dem Basiselement. Das Verbindungsglied weist ein erstes Verbindungsglied und ein zweites Verbindungsglied auf, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied liegt, wenn man es in Richtung des Rahmens betrachtet, und das so ausgebildet ist, dass es dem Basiselement in einem Zustand zugewandt ist, in dem das Basiselement an dem Rahmen des Fahrrads befestigt ist. Die Betätigungseinheit ist ausgebildet, um das bewegliche Element relativ zu dem Basiselement zu bewegen. Die Betätigungseinheit ist an dem zweiten Verbindungsglied angeordnet. Die Energieversorgung ist ausgebildet, um die Betätigungseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Energieversorgung ist an dem Basiselement angeordnet.
  • Bei dem Fahrradumwerfer gemäß dem ersten Aspekt wird die elektrische Energie zweckmäßigerweise von der Energieversorgung an die Betätigungseinheit geliefert, wobei eine relativ kompakte Anordnung erhalten bleibt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrradumwerfer vorgesehen, der im Wesentlichen ein Basiselement, ein bewegliches Element, ein Verbindungsglied, eine Betätigungseinheit und eine Energieversorgung umfasst. Das Basiselement ist ausgebildet, um an einem Rahmen eines Fahrrads befestigt zu werden. Das bewegliche Element ist relativ zu dem Basiselement beweglich. Das Verbindungsglied verbindet das bewegliche Element beweglich mit dem Basiselement. Das Verbindungsglied weist ein erstes Verbindungsglied und ein zweites Verbindungsglied auf, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied liegt, wenn man es in Richtung des Rahmens betrachtet, und das so ausgebildet ist, dass es dem Basiselement in einem Zustand zugewandt ist, in dem das Basiselement an dem Rahmen des Fahrrads befestigt ist. Die Betätigungseinheit ist ausgebildet, um das bewegliche Element relativ zu dem Basiselement zu bewegen. Die Betätigungseinheit ist am beweglichen Element oder am ersten Verbindungsglied angeordnet. Die Energieversorgung ist ausgebildet, um die Betätigungseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Energieversorgung ist an dem beweglichen Element angeordnet.
  • Bei dem Fahrradumwerfer gemäß dem zweiten Aspekt wird die elektrische Energie zweckmäßigerweise von der Energieversorgung an die Betätigungseinheit geliefert, wobei eine relativ kompakte Anordnung erhalten bleibt.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer gemäß dem zweiten Aspekt derart ausgebildet, dass die Betätigungseinheit an dem ersten Verbindungsglied angeordnet ist. Bei dem Fahrradumwerfer gemäß dem dritten Aspekt kann die Betätigungseinheit zum Bewegen des beweglichen Elements relativ zu dem Basiselement günstig angeordnet werden.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der jeweilige Fahrradumwerfer nach dem ersten bis dritten Aspekt ferner ein zwischen der Betätigungseinheit und der Energieversorgung angeordnetes Elektrokabel. Bei dem Fahrradumwerfer gemäß dem vierten Aspekt wird die elektrische Energie zweckmäßigerweise mittels eines Elektrokabels von der Energieversorgung zur Betätigungseinheit geführt.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer gemäß dem vierten Aspekt so ausgebildet, dass das Elektrokabel die Betätigungseinheit und die Energieversorgung elektrisch verbindet, um die elektrische Energie von der Energieversorgung der Betätigungseinheit zuzuführen. Bei dem Fahrradumwerfer gemäß dem fünften Aspekt wird die elektrische Energie zweckmäßigerweise über ein Elektrokabel von der Energieversorgung zur Betätigungseinheit geführt.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der jeweilige Fahrradumwerfer nach dem ersten bis fünften Aspekt ferner ein Elektrokabel-Halteteil, das ausgebildet ist, das Elektrokabel zumindest teilweise zu halten. Mit dem Fahrradumwerfer gemäß dem sechsten Aspekt kann das Elektrokabel in einer Position gehalten werden, derart, dass das Elektrokabel während des Betriebs des Fahrradumwerfers nicht beschädigt wird.
  • Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der jeweilige Fahrradumwerfer nach dem ersten bis sechsten Aspekt so ausgebildet, dass die Betätigungseinheit ein Betätigungseinheitsgehäuse, einen Motor, eine Vielzahl von Zahnrädern und einen elektrischen Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit aufweist. Die Energieversorgung weist ein Energieversorgungsgehäuse mit einer Batteriezelle und einen elektrischen Kontaktabschnitt der Energieversorgung auf. Das Elektrokabel weist einen ersten elektrischen Anschlussabschnitt auf, der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Anschlussabschnitt, der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt der Energieversorgung verbunden ist. Bei dem Fahrradumwerfer gemäß dem siebten Aspekt können die Betätigungseinheit und die Energieversorgung einfach miteinander verbunden werden, um die elektrische Energie von der Energieversorgung an die Betätigungseinheit zu liefern.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer gemäß dem zweiten Aspekt derart ausgebildet, dass die Betätigungseinheit an dem beweglichen Element angeordnet ist. Bei dem Fahrradumwerfer nach dem achten Aspekt ist die Betätigungseinheit von dem beweglichen Element aus leicht zugänglich.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer gemäß dem achten Aspekt so ausgebildet, dass die Energieversorgung weiter entfernt von dem Verbindungsglied angeordnet ist als die Betätigungseinheit. Mit dem Fahrradumwerfer gemäß dem neunten Aspekt ist die Energieversorgung für einen Austausch oder ein Aufladen leichter zugänglich.
  • Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Fahrradumwerfer gemäß dem neunten Aspekt so ausgebildet, dass die Betätigungseinheit ein Betätigungseinheitsgehäuse, einen Motor, eine Vielzahl von Zahnrädern und einen elektrischen Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit aufweist. Die Energieversorgung weist ein Energieversorgungsgehäuse mit einer Batteriezelle und einen elektrischen Kontaktabschnitt der Energieversorgung auf. Der elektrische Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit und der elektrische Kontaktabschnitt der Energieversorgung sind elektrisch miteinander verbunden. Bei dem Fahrradumwerfer gemäß dem zehnten Aspekt können die Betätigungseinheit und die Energieversorgung einfach miteinander verbunden werden, um die elektrische Energie von der Energieversorgung an die Betätigungseinheit zu liefern.
  • Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Fahrradumwerfer nach dem ersten bis zum zehnten Aspekt ferner eine erste drahtlose Kommunikationseinrichtung und eine zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung. Die erste drahtlose Kommunikationseinrichtung ist für die Kommunikation mit einer Fahrradkomponente vorgesehen. Die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung dient zur Kommunikation mit mindestens einem Smartphone, einem Personal Computer, einer Tablet-Vorrichtung oder einem Fahrradcomputer. Mit dem Fahrradumwerfer gemäß dem elften Aspekt kann der Fahrradumwerfer drahtlos mit einer Fahrradkomponente und mindestens einem von einem Smartphone, einem Personal Computer, einer Tablet-Vorrichtung und einem Fahrradcomputer kommunizieren.
  • Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist jeweils der Fahrradumwerfer nach dem ersten bis zum elften Aspekt so ausgebildet, dass der elektrische Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit mit einem zusätzlichen Elektrokabel verbindbar ist, das elektrisch mit einer zusätzlichen Energieversorgung verbunden ist, die an einem anderen Abschnitt des Umwerfers angeordnet ist. Mit dem Fahrradumwerfer gemäß dem zwölften Aspekt ist es möglich, die elektrische Energie von der Energieversorgung des Fahrradumwerfers auf die zusätzliche Energieversorgung zu schalten, wenn die elektrische Energie von der Energieversorgung zur Neige geht.
  • Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist jeweils der Fahrradumwerfer nach dem ersten bis zwölften Aspekt derart ausgebildet, dass er ferner eine Steuerung umfasst, die ausgebildet ist, den Motor zu steuern. Die Steuerung fungiert als eine untergeordnete Steuerung in Bezug auf eine vom Fahrradumwerfer entfernt positionierte primäre Steuerung. Mit dem Fahrradumwerfer gemäß dem dreizehnten Aspekt kann der Fahrradumwerfer auf einfache Weise durch eine entfernt angeordnete Primärsteuerung gesteuert werden.
  • Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist jeweils der Fahrradumwerfer nach dem ersten bis dreizehnten Aspekt so ausgebildet, dass er ferner einen in der Betätigungseinheit angeordneten Beschleunigungssensor umfasst. Mit dem Fahrradumwerfer gemäß dem vierzehnten Aspekt ist es möglich, eine Beschleunigung des Fahrrads, an dem der Fahrradumwerfer montiert ist, zur Unterstützung einer Schaltzeit des Fahrradumwerfers zu bestimmen, ohne dass ein separater Beschleunigungssensor erforderlich ist.
  • Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist jeweils der Fahrradumwerfer nach dem ersten bis dreizehnten Aspekt so ausgebildet, dass er ferner einen Beschleunigungssensor umfasst, der an einer anderen Stelle als die Betätigungseinheit angeordnet ist. Mit dem Fahrradumwerfer gemäß dem fünfzehnten Aspekt ist es möglich, eine Beschleunigung des Fahrrads, an dem der Fahrradumwerfer montiert ist, zur Unterstützung eines Schaltzeitpunkts des Fahrradumwerfers unter Verwendung eines Beschleunigungssensors zu bestimmen, der bereits an dem Fahrrad, an dem der Fahrradumwerfer montiert ist, vorgesehen ist.
  • Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst jeweils der Fahrradumwerfer nach dem ersten bis fünfzehnten Aspekt ferner einen elektrischen Verbindungsabschnitt, der ausgebildet ist, um mit einem Ladekabel zum elektrischen Aufladen der Energieversorgung gekoppelt zu werden. Der Fahrradumwerfer nach dem sechzehnten Aspekt ermöglicht ein einfaches Aufladen der Energieversorgung, wenn die elektrische Energie der Energieversorgung zur Neige geht.
  • Auch andere Gegenstände, Merkmale, Aspekte und Vorteile des offenbarten Fahrradumwerfers werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen des Fahrradumwerfers offenbart.
  • Ausgewählte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden, wobei
    • 1 eine Seitenansicht eines Fahrrads ist, das mit einem hinteren Fahrradumwerfer (das heißt einem Fahrradumwerfer) und einem vorderen Umwerfer (das heißt einem Fahrradumwerfer) gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
    • 2 ein Umriss eines Fahrrads ist, das mit dem in 1 dargestellten hinteren Umwerfer und vorderen Umwerfer ausgestattet ist, von vorne auf das Fahrrad gesehen und entlang einer Längsrichtung, um eine Fahrradmittelebene zu zeigen, die den Rahmen des Fahrrads vertikal halbiert;
    • 3 eine äußere Seitenansicht des hinteren Fahrradumwerfers ist, der mit dem Fahrradrahmen gekoppelt ist, wobei eine Betätigungseinheit an dem zweiten (äußeren) Verbindungsglied angeordnet und mit dem Gelenkstift verbunden ist, der das zweite (äußere) Verbindungsglied mit dem Basiselement verbindet;
    • 4 eine innere Seitenansicht des in den 1 bis 3 dargestellten hinteren Fahrradumwerfers ist;
    • 5 eine Ansicht von unten auf den in den 1 bis 4 dargestellten hinteren Fahrradumwerfer ist, in der eine Kettenführung des hinteren Fahrradumwerfers entfernt wurde;
    • 6 ähnlich wie 5 eine Ansicht von unten auf den in den 1 bis 4 dargestellten hinteren Fahrradumwerfer ist, bei der jedoch ein Abschnitt des zweiten (äußeren) Verbindungsglieds entfernt wurde;
    • 7 eine teilweise Querschnittsansicht des zweiten (äußeren) Verbindungsglieds des in den 1 bis 4 dargestellten hinteren Fahrradumwerfers ist, in der ausgewählte Teile der Betätigungseinheit gezeigt sind;
    • 8 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuerungssystems ist, das den hinteren Fahrradumwerfer und eine Antriebseinheit umfasst;
    • 9 eine teilweise Querschnittsansicht eines modifizierten hinteren Fahrradumwerfers ist, bei dem die Betätigungseinheit an dem zweiten (äußeren) Verbindungsglied angebracht und mit dem Gelenkstift verbunden ist, der das zweite (äußere) Verbindungsglied mit dem beweglichen Element verbindet;
    • 10 eine teilweise Querschnittsansicht eines modifizierten hinteren Fahrradumwerfers ist, bei dem die Betätigungseinheit an dem beweglichen Element angeordnet und mit dem Gelenkstift verbunden ist, der das zweite (äußere) Verbindungsglied mit dem beweglichen Element verbindet;
    • 11 eine äußere Seitenansicht eines hinteren Fahrradumwerfers ist, bei dem eine Betätigungseinheit an dem ersten (inneren) Verbindungsglied angeordnet und mit dem Gelenkstift verbunden ist, der das erste (innere) Verbindungsglied mit dem Basiselement verbindet;
    • 12 eine innere Seitenansicht des in 11 dargestellten hinteren Fahrradumwerfers ist;
    • 13 eine innere Seitenansicht des in 11 und 12 dargestellten hinteren Fahrradumwerfers ist, bei dem;
    • 14 eine schräge Innenseitenansicht des in den 11 bis 13 dargestellten hinteren Fahrradumwerfers ist, bei dem ausgewählte Teile entfernt wurden;
    • 15 eine Schrägansicht von oben des in den 11 bis 14 dargestellten hinteren Fahrradumwerfers ist, bei dem ausgewählte Teile entfernt wurden;
    • 16 eine Schrägansicht von oben, ähnlich wie 15, des in den 11 bis 15 dargestellten hinteren Fahrradumwerfers ist, bei dem zusätzliche Teile entfernt worden sind;
    • 17 eine Schrägansicht von unten auf den in den 11 bis 16 dargestellten hinteren Fahrradumwerfer ist, bei dem zusätzliche Teile entfernt wurden;
    • 18 eine äußere Seitenansicht des vorderen Fahrradumwerfers ist, bei dem eine Betätigungseinheit an dem zweiten (äußeren) Verbindungsglied und die Energieversorgung an dem Basiselement angeordnet ist;
    • 19 eine vorderseitige Ansicht des in 18 dargestellten vorderen Fahrradumwerfers ist;
    • 20 eine vorderseitige Ansicht eines in 18 dargestellten vorderen Fahrradumwerfers ist, bei dem eine Betätigungseinheit an dem ersten (inneren) Verbindungsglied angeordnet ist und die Energieversorgung an dem beweglichen Element angeordnet ist; und
    • 21 eine vorderseitige Ansicht eines vorderen Fahrradumwerfers ist, bei dem eine Betätigungseinheit und die Energieversorgung an dem beweglichen Glied angeordnet sind.
  • Dem Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern wird aus dieser Offenbarung klar, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur der Veranschaulichung dienen und nicht dazu, die in den beigefügten Ansprüchen definierte Erfindung und ihren Äquivalenten einzuschränken.
  • In 1 ist zunächst ein Fahrrad B dargestellt, das mit einem ersten Fahrradumwerfer 10A und einem zweiten Fahrradumwerfer 10B gemäß illustrativen Ausführungsformen ausgestattet ist. Hier ist das Fahrrad B als Fahrrad mit elektrischer Unterstützung dargestellt. Der erste Fahrradumwerfer 10A und der zweite Fahrradumwerfer 10B können jedoch auch für jede andere Art von Fahrrad verwendet werden, zum Beispiel für ein Mountainbike, ein Cyclocross-Fahrrad, ein Rennrad, ein Stadtrad, ein Lastenrad und ein Liegerad.
  • Wie in 1 dargestellt, weist das Fahrrad B einen Fahrradrahmen F auf, der von einem Hinterrad RW und einem Vorderrad FW getragen wird. Der Fahrradrahmen F weist im Wesentlichen einen vorderen Rahmenkörper FB und einen hinteren Rahmenkörper RB (eine Schwinge) auf. Der Fahrradrahmen F ist auch mit einer Vordergabel FF und einem Lenker H zum Lenken des Fahrrads B versehen. Das Fahrrad B weist ferner eine verstellbare Sattelstütze SP auf, die mit dem Sitzrohr des Fahrradrahmens F gekoppelt ist, um einen Fahrradsitz S am oberen Ende zu tragen.
  • Das Fahrrad B weist ferner einen Antriebsstrang DT auf. Hier ist der Antriebsstrang DT beispielsweise ein Kettenantriebstyp, der eine Kurbel C, eine Mehrzahl von vorderen Kettenrädern FS, eine Mehrzahl von hinteren Kettenrädern RS und eine Kette CN aufweist. Die Kurbel C weist eine Kurbelachse CA1 und ein Paar von Kurbelarmen CA2 auf. Die Kurbelachse CA1 ist drehbar an dem Körper des vorderen Rahmens FB gelagert. Die Kurbelarme CA2 sind an den gegenüberliegenden Enden der Kurbelachse CA1 angebracht. Ein Pedal PD ist drehbar mit dem distalen Ende jedes der Kurbelarme CA2 gekoppelt. Das vordere Kettenrad FS ist an der Kurbel C angebracht, um sich zusammen mit der Kurbelachse CA1 zu drehen. Die hinteren Kettenräder RS sind an einer Nabe des Hinterrads RW angebracht. Die Kette CN läuft um das vordere Kettenrad FS und die hinteren Kettenräder RS. Eine menschliche Antriebskraft wird von einem Fahrer des Fahrrads B auf die Pedale PD aufgebracht, derart, dass die Antriebskraft über das vordere Kettenrad FS, die Kette CN und die hinteren Kettenräder RS auf das Hinterrad RW übertragen wird. Obwohl der Antriebsstrang DT als Kettenantrieb dargestellt ist, kann der Antriebsstrang DT aus jeder Art von Antriebsstrang ausgewählt werden und kann ein Riemenantrieb oder ein Wellenantrieb sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Fahrradumwerfer 10A ein elektrischer hinterer Umwerfer, und der zweite Fahrradumwerfer 10B ist ein elektrischer vorderer Umwerfer. Der erste Fahrradumwerfer 10A ist so ausgebildet, dass er die Kette CN zwischen den hinteren Kettenrädern RS entweder in Reaktion auf ein automatisches Schaltsignal von einem Fahrradcomputer oder ein vom Benutzer eingegebenes Schaltsignal von einer Vorrichtung OD, wie z. B. einem elektrischen Schalthebel, schaltet. Der zweite Fahrradumwerfer 10B ist an der Kette CN zwischen den vorderen Kettenrädern FS ausgebildet, und zwar entweder als Reaktion auf ein automatisches Schaltsignal von einem Fahrradcomputer oder auf ein vom Benutzer eingegebenes Schaltsignal von der Betätigungsvorrichtung OD.
  • Hier weist das Fahrrad B ferner eine Antriebseinheit DU auf, die ausgebildet ist, um eine Antriebskraft auf die Kurbelachse CA1 des Fahrrads B auszuüben. Die Antriebseinheit DU verfügt über einen Elektromotor, der in einem Gehäuse untergebracht ist, das an dem Körper des vorderen Rahmens FB befestigt ist. Der Elektromotor der Antriebseinheit DU ist z. B. ein bürstenloser Motor. Die Antriebseinheit DU kann einen Drehzahlminderer aufweisen, der mit einer Abtriebswelle des Motors verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform stützt das Gehäuse der Antriebseinheit DU die Kurbelachse CA1 drehbar ab. Vorzugsweise ist in einem Kraftübertragungsweg zwischen dem Motor der Antriebseinheit DU und der Kurbelachse CA1 eine Einwegkupplung vorgesehen, um die Übertragung einer Drehkraft der Kurbel C auf den Motor der Antriebseinheit DU in einem Fall zu begrenzen, in dem die Kurbelachse CA1 in einer Richtung gedreht wird, in der sich das Fahrrad B vorwärts bewegt.
  • Am Fahrradrahmen F ist eine Energieversorgung BT vorgesehen, um die Antriebseinheit DU mit elektrischer Energie zu versorgen. Hier ist die Energieversorgung BT im Inneren eines Unterrohrs des Fahrradrahmens F vorgesehen. Alternativ kann die Energieversorgung BT an einem Abschnitt des Fahrradrahmens F vorgesehen sein. Die Energieversorgung BT kann auch mit anderen elektrischen Komponenten des Fahrrads B nach Bedarf und/oder Wunsch elektrisch verbunden werden. Beispielsweise kann die Energieversorgung BT über ein Elektrokabel mit dem Fahrradumwerfer 10A oder dem Fahrradumwerfer 10B oder mit beiden elektrisch verbunden werden, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Hier ist die Energieversorgung BT von dem Fahrradumwerfer 10A und dem Fahrradumwerfer 10B entfernt angeordnet. Wie nachstehend erläutert, verfügen der Fahrradumwerfer 10A und der Fahrradumwerfer 10B jeweils über eine eigene Energieversorgung. In der dargestellten Ausführungsform ist die Energieversorgung des Fahrradumwerfers 10A nicht mit der des Fahrradumwerfers 10B verbunden. Ebenso ist in der dargestellten Ausführungsform die Energieversorgung des Fahrradumwerfers 10B nicht mit dem Fahrradumwerfer 10A elektrisch verbunden. Alternativ kann die Energieversorgung des Fahrradumwerfers 10A mit dem Fahrradumwerfer 10B elektrisch verbunden werden, um den Fahrradumwerfer 10B mit elektrischer Energie zu versorgen. In ähnlicher Weise kann die Energieversorgung des Fahrradumwerfers 10B elektrisch mit dem Fahrradumwerfer 10A verbunden werden, um den Fahrradumwerfer 10A mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • Bezug nehmend auf 2 ist ein Umriss des Fahrrads B von vorne auf das Fahrrad B gesehen und entlang einer Längsrichtung dargestellt, um eine Fahrradmittelebene CP zu zeigen, die einen Rahmen F des Fahrrads B vertikal halbiert. Die Fahrradmittelebene CP geht durch die Mitte des Fahrradrahmens F in einer Breitenrichtung des Fahrradrahmens F. Die Fahrradmittelebene CP trennt die linke Seite von der rechten Seite des Fahrrads B. Die folgenden Richtungsbegriffe „vorn“, „hinten“, „vorwärts“, „rückwärts“, „links“, „rechts“, „seitlich“, „längs“, „aufwärts“ und „abwärts“ sowie alle anderen ähnlichen Richtungsbegriffe beziehen sich auf die Richtungen, die auf der Grundlage eines aufrecht auf dem Sitz S des Fahrrads B sitzenden Fahrers mit Blick auf den Lenker H des Fahrrads B bestimmt werden.
  • In den 3 bis 7 wird der erste Fahrradumwerfer 10A (im Folgenden der Kürze halber einfach als Fahrradumwerfer 10A bezeichnet) näher erläutert. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der Ausführungsform der 3 bis 7 bei dem ersten Fahrradumwerfer 10A um einen elektrischen hinteren Umwerfer. Der Fahrradumwerfer 10A umfasst im Wesentlichen ein Basiselement 12, ein bewegliches Element 14, ein Verbindungsglied 16, eine Betätigungseinheit 18 und eine Energieversorgung 20. Das Basiselement 12 ist ausgebildet, um an dem Rahmen F des Fahrrads B befestigt zu werden. Das bewegliche Element 14 ist relativ zu dem Basiselement 12 beweglich. Insbesondere verbindet das Verbindungsglied 16 das bewegliche Element 14 beweglich mit dem Basiselement 12. Die Betätigungseinheit 18 ist ausgebildet, um das bewegliche Element 14 als Reaktion auf einen Schaltvorgang relativ zum Basiselement 12 zu bewegen. Der Schaltvorgang kann ein manueller Schaltvorgang sein, bei dem die Betätigungsvorrichtung OD oder eine andere Betätigungsvorrichtung betätigt wird, um ein Schaltsignal zu erzeugen, das an die Betätigungseinheit 18 übertragen wird, um den Fahrradumwerfer 10A zu betätigen. Der Schaltvorgang kann auch ein automatischer Schaltvorgang sein, bei dem ein Schaltsignal von einer Steuerung auf der Grundlage einer oder mehrerer Betriebsbedingungen des Fahrrads B erzeugt wird.
  • In der Ausführungsform der 3 bis 7 ist die Betätigungseinheit 18 an dem Verbindungsglied 16 und die Energieversorgung 20 an dem Basiselement 12 angeordnet. Wie nachstehend erläutert, kann die Anordnung der Betätigungseinheit 18 und der Energieversorgung 20 des Fahrradumwerfers 10A auch auf einen vorderen Umwerfer angewendet werden. Grundsätzlich ist die Betätigungseinheit 18 ausgebildet, um das bewegliche Element 14 relativ zu dem Basiselement 12 zu bewegen. Mit anderen Worten, die Betätigungseinheit 18 steht in Wirkverbindung zwischen dem Verbindungsglied 16 und dem Basiselement 12 oder dem beweglichen Element 14, um das bewegliche Element 14 relativ zu dem Basiselement 12 zu bewegen. Die Energieversorgung 20 ist ausgebildet, um die Betätigungseinheit 18 mit elektrischer Energie zu versorgen. Wie in 8 schematisch dargestellt, weist die Energieversorgung 20 ein Energieversorgungsgehäuse 20A mit einer Batteriezelle 20B und einem elektrischen Kontaktabschnitt 20C auf.
  • Der Fahrradumwerfer 10A umfasst ferner ein Elektrokabel 22, das zwischen der Betätigungseinheit 18 und der Energieversorgung 20 angeordnet ist. Das Elektrokabel 22 verbindet die Betätigungseinheit 18 und die Energieversorgung 20 elektrisch, um die elektrische Energie von der Energieversorgung 20 an die Betätigungseinheit 18 zu liefern. Vorzugsweise umfasst der Fahrradumwerfer 10A ferner ein Elektrokabel-Halteteil 24, das ausgebildet ist, um das Elektrokabel 22 zumindest teilweise zu halten. Hier ist das Elektrokabel-Halteteil 24 an dem Verbindungsglied 16 vorgesehen.
  • Wie oben erwähnt, ist das Basiselement 12 ausgebildet, um an dem Fahrradrahmen F befestigt zu werden. Insbesondere weist das Basiselement 12 eine Rahmenbefestigungsstruktur, zum Beispiel eine Befestigungsschraube 26, auf, die ausgebildet ist, um an dem Fahrradrahmen F befestigt zu werden. Somit ist das Basiselement 12 seitlich stationär in Bezug auf den Fahrradrahmen F, wenn das bewegliche Element 14 bewegt wird, um die Fahrradkette CN zu schalten. Das Basiselement 12 ist vorzugsweise aus einem starren Material zum Beispiel einem Leichtmetall (z. B. einer Aluminiumlegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff) hergestellt. Vorzugsweise ist das Basiselement 12 schwenkbar an dem Befestigungsschraube 26 gelagert, der eine Schwenkachse P1 definiert. Die Schwenkachse P1 wird manchmal auch als B-Achse bezeichnet. Das Basiselement 12 kann auch ein Einstellelement 30 aufweisen, um die Relativbewegung des beweglichen Elements 14 gegenüber dem Basiselement 12 in herkömmlicher Weise zu begrenzen. Hier weist das Einstellelement 30 ein Paar Einstellbolzen auf, die ausgebildet sind, um eine äußerste Position des beweglichen Elements 14 relativ zum Basiselement 12 und eine innerste Position des beweglichen Elements 14 relativ zum Basiselement 12 zu definieren. Vorzugsweise sind die Einstellbolzen des Einstellelements 30 mit dem zweiten Verbindungsglied 16B kontaktierbar, um den Bewegungsbereich des zweiten Verbindungsglieds 16B relativ zum Basiselement 12 zu steuern.
  • Wie oben erwähnt, verbindet das Verbindungsglied 16 das bewegliche Element 14 beweglich mit dem Basiselement 12. Insbesondere weist das Verbindungsglied 16 ein erstes Verbindungsglied 16A und ein zweites Verbindungsglied 16B auf, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied 16A liegt, wenn man es in Richtung des Rahmens F betrachtet, und das so ausgebildet ist, dass es dem Basiselement 12 in einem Zustand zugewandt ist, in dem das Basiselement 12 an dem Rahmen F des Fahrrads B befestigt ist, wie in 3 zu sehen. Das erste Verbindungsglied 16A und das zweite Verbindungsglied 16B ermöglichen eine Relativbewegung des beweglichen Elements 14 in Bezug auf das Basiselement 12, wenn der Fahrradumwerfer 10A die Kette CN in seitlicher Richtung verschiebt. Dabei ist die Betätigungseinheit 18 an dem zweiten Verbindungsglied 16B angeordnet. Die Betätigungseinheit 18 ist ausgebildet, um ein Drehmoment zwischen dem zweiten Verbindungsglied 16B und dem Basiselement 12 derart aufzubringen, dass das zweite Verbindungsglied 16B relativ zu dem Basiselement 12 schwenkt, wie nachstehend beschrieben. Alternativ kann die Betätigungseinheit 18, wie unten beschrieben, an einem der beiden Teile, dem beweglichen Element 14 und dem ersten Verbindungsglied 16A, angeordnet sein. Um die Befestigung der Betätigungseinheit 18 an dem zweiten Verbindungsglied 16B zu erleichtern, weist das zweite Verbindungsglied 16B ein erstes Armteil 16B1 und ein zweites Armteil 16B2 auf, wie in 3 und 7 dargestellt. Das erste Armteil 16B1 und das zweite Armteil 16B2 sind miteinander befestigt, um das zweite Verbindungsglied 16B zu bilden. Dabei ist die Betätigungseinheit 18 zumindest teilweise zwischen dem ersten Armteil 16B1 und dem zweiten Armteil 16B2 angeordnet.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist das zweite Verbindungsglied 16B in einem Zustand, in dem der Fahrradumwerfer 10A am Fahrradrahmen F montiert ist, wie in 1 zu sehen, weiter von der Fahrradmittelebene CP entfernt als das erste Verbindungsglied 16A von der Fahrradmittelebene CP. Mit anderen Worten, das erste Verbindungsglied 16A liegt in einem Zustand, in dem der Fahrradumwerfer 10A am Fahrradrahmen F montiert ist, relativ zur Fahrradmittelebene CP innerhalb des zweiten Verbindungsglieds 16B. Andererseits liegt das zweite Verbindungsglied 16B relativ zur Fahrradmittelebene CP außerhalb des ersten Verbindungsglieds 16A. Somit kann hier das erste Verbindungsglied 16A als inneres Verbindungsglied betrachtet werden, weil das erste Verbindungsglied 16A näher an der Fahrradmittelebene CP liegt als das zweite Verbindungsglied 16B, und das zweite Verbindungsglied 16B kann als äußeres Verbindungsglied betrachtet werden, weil das zweite Verbindungsglied 16B weiter von der Fahrradmittelebene CP entfernt ist als das erste Verbindungsglied 16A.
  • Das erste Verbindungsglied 16A und das zweite Verbindungsglied 16B werden nun behandelt. Das erste Verbindungsglied 16A und das zweite Verbindungsglied 16B koppeln das bewegliche Element 14 mit dem Basiselement 12, um eine relative Bewegung des beweglichen Elements 14 in Bezug auf das Basiselement 12 zu ermöglichen. Das erste Verbindungsglied 16A und das zweite Verbindungsglied 16B sind schwenkbar mit dem Basiselement 12 und dem beweglichen Element 14 verbunden. Insbesondere weist das erste Verbindungsglied 16A einen ersten Endabschnitt auf, der mittels eines ersten Gelenkstifts 31 schwenkbar mit dem Basiselement 12 gekoppelt ist, um so um eine erste Drehachse A1 zu schwenken. Das erste Verbindungsglied 16A weist ferner einen zweiten Endabschnitt auf, der über einen zweiten Gelenkstift 32 schwenkbar mit dem beweglichen Element 14 gekoppelt ist, um so um eine zweite Drehachse A2 zu schwenken. Das zweite Verbindungsglied 16B weist einen ersten Endabschnitt auf, der mittels eines dritten Gelenkstifts 33 schwenkbar mit dem Basiselement 12 verbunden ist, um so um eine dritte Drehachse A3 zu schwenken. Das zweite Verbindungsglied 16B weist ferner einen zweiten Endabschnitt auf, der über einen vierten Gelenkstift 34 schwenkbar mit dem beweglichen Element 14 gekoppelt ist, um sich um eine vierte Drehachse A4 zu drehen. Somit haben das erste Verbindungsglied 16A und das zweite Verbindungsglied 16B erste Endabschnitte, die schwenkbar mit dem Basiselement 12 verbunden sind, und zweite Endabschnitte, die schwenkbar mit dem beweglichen Element 14 verbunden sind, um eine viergliedrige Verbindungsgliedanordnung zu bilden. Das Verbindungsglied 16 weist vorzugsweise ferner ein Vorspannelement auf, das zwischen dem ersten Verbindungsglied 16A und dem zweiten Verbindungsglied 16B angeordnet ist, um das im Verbindungsglied 16 vorhandene Spiel auszugleichen. Bei dem Vorspannelement handelt es sich beispielsweise um eine Torsionsfeder mit einem gewundenen Abschnitt, der um den zweiten Gelenkstift 32 herum angebracht ist, einem ersten Schenkelabschnitt, der das erste Verbindungselement 16A berührt, und einem zweiten Abschnitt, der das bewegliche Element 14 berührt.
  • Das bewegliche Element 14 ist aus einem geeigneten starren Material zum Beispiel einer Aluminiumlegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Grundsätzlich ist das bewegliche Element 14 relativ zu dem Basiselement 12 beweglich angeordnet, um sich zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position zu bewegen. Der Fahrradumwerfer 10A umfasst dabei ferner eine Kettenführung 40, die schwenkbar mit dem beweglichen Element 14 gekoppelt ist. Insbesondere ist die Kettenführung 40 über eine Achse 42 schwenkbar an dem beweglichen Element 14 angebracht, um so um eine Schwenkachse P2 der Kettenführung zu schwenken, die manchmal als P-Achse bezeichnet wird. Die Kettenführung 40 weist im Wesentlichen ein Paar von Kettenleitblechen 44 auf. Die Kettenleitbleche 44 sind aus einem geeigneten starren Material zum Beispiel einer Aluminiumlegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Hier weist die Kettenführung 40 eine Zugspannungsrolle 46 und eine Führungsrolle 48 auf. Die Zugspannungsrolle 46 und die Führungsrolle 48 sind beide drehbar zwischen den Kettenleitblechen 44 angeordnet. Die Zugspannungsrolle 46 und die Führungsrolle 48 sind aus einem geeigneten starren Material zum Beispiel aus Kunststoff gefertigt. Die eingefahrene Position der Kettenführung 40 entspricht der Position der Führungsrolle 48 der Kettenführung 40 über dem kleinsten der hinteren Kettenräder RS. Die ausgefahrene Position der Kettenführung 40 entspricht der Positionierung der Führungsrolle 48 der Kettenführung 40 über dem größten der hinteren Kettenräder RS.
  • Die Betätigungseinheit 18 weist ein Betätigungseinheitsgehäuse 50, einen Motor 52, eine Vielzahl von Zahnrädern 54 und einen elektrischen Kontaktabschnitt 56 für die Betätigungseinheit auf. Das Betätigungseinheitsgehäuse 50 ist fest mit dem zweiten Verbindungsglied 16B verbunden, so dass sich die Betätigungseinheit 18 mit dem zweiten Verbindungsglied 16B bewegt. Das Betätigungseinheitsgehäuse 50 beherbergt den Motor 52 und die Zahnräder 54. Vorzugsweise ist das Betätigungseinheitsgehäuse 50 zumindest teilweise aus einem Material gefertigt, das drahtlose Signale durchlässt, ohne diese zu stören. Der elektrische Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit und der elektrische Kontaktabschnitt 20C der Energieversorgung sind elektrisch miteinander verbunden. Dabei ist der elektrische Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit 18 über das Elektrokabel 22 elektrisch mit dem elektrischen Kontaktabschnitt 20C der Energieversorgung 20 verbunden.
  • Wie in 8 schematisch dargestellt, weist das Elektrokabel 22 einen ersten elektrischen Kontaktabschnitt 22A auf, der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Anschlussabschnitt 22B, der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt 20C der Energieversorgung verbunden ist. Vorzugsweise sind der elektrische Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit und der elektrische Kontaktabschnitt 20C der Energieversorgung steckbare elektrische Steckverbinder. So befindet sich beispielsweise der elektrische Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit in einem elektrischen Anschluss 50A des Betätigungseinheitsgehäuses 50, und der elektrische Kontaktabschnitt 20C der Energieversorgung befindet sich in einem elektrischen Anschluss 20A1 des Energieversorgungsgehäuses 20A. Der elektrische Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit ist mit einem zusätzlichen Elektrokabel EC verbindbar, das elektrisch mit einer zusätzlichen Energieversorgung (zum Beispiel der Stromversorgung BT) verbunden ist, die an einem anderen Abschnitt des Fahrradumwerfers 10A angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Betätigungseinheit 18 elektrische Energie von einer zusätzlichen Energieversorgung (z. B. der Energieversorgung BT) erhalten, wenn das Energieniveau der Energieversorgung 20 unter ein vorbestimmtes Energieniveau fällt. Insbesondere kann der Benutzer das Elektrokabel 22 von dem elektrischen Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit trennen und dann die Betätigungseinheit 18 elektrisch mit einer zusätzlichen Energieversorgung (z. B. der Stromversorgung BT) verbinden.
  • Wie in 6 zu sehen ist, ist die Betätigungseinheit 18 derart an dem zweiten Verbindungsglied 16B angeordnet, dass der elektrische Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit eine Bezugslinie RL überquert, die sich zwischen der dritten Drehachse A3 und der vierten Drehachse A4 erstreckt. Die Energieversorgung 20 ist ebenfalls am Basiselement 12 so angeordnet, dass der elektrische Kontaktabschnitt 20C der Energieversorgung die Bezugslinie RL überquert, die sich zwischen der dritten Drehachse A3 und der vierten Drehachse A4 erstreckt. Außerdem unterteilt die Referenzlinie RL die Energieversorgung 20 in einen ersten unterteilten Bereich SA1 und einen zweiten unterteilten Bereich SA2. Der erste unterteilte Bereich SA1 liegt näher an dem ersten Verbindungsglied 16A als der zweite unterteilte Bereich SA2. Das Volumen des ersten unterteilten Bereichs SA1 ist größer als das Volumen des zweiten unterteilten Bereichs SA2.
  • Der Motor 52 ist ein lösbarer Elektromotor mit einer Abtriebswelle 52a, die mit den Zahnrädern 54 verbunden ist. Die Zahnräder 54 sind so ausgebildet, dass sie ein Untersetzungsgetriebe 58 und ein Abtriebsrad 60 bilden. Das Untersetzungsgetriebe 58 koppelt die Abtriebswelle 52a des Motors 52 mit dem Abtriebsrad 60, so dass die Drehgeschwindigkeit des Abtriebsrads 60 gegenüber der Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 52a reduziert wird. Das Abtriebsrad 60 bildet das Abtriebselement der Betätigungseinheit 18. Hier ist das Abtriebsrad 60 ein Lüfterrad, das an dem dritten Gelenkstift 33 befestigt ist, der drehfest mit dem Basiselement 12 verbunden ist. Die Drehung des Abtriebsrads 60 durch den Motor 52 über das Untersetzungsgetriebe 58 bewirkt also, dass das zweite Verbindungsglied 16B um den dritten Gelenkstift 33 relativ zum Basiselement 12 schwenkt. Infolge der Schwenkbewegung des zweiten Verbindungsglieds 16B bewegt das Verbindungsglied 16 das bewegliche Element 14 und die Kettenführung 40 relativ zum Basiselement 12.
  • In dieser Ausführungsform ist der Motor 52 der Betätigungseinheit 18 zumindest teilweise weiter von dem Basiselement 12 entfernt als das Abtriebselement (z. B. das Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18. Die Leiterplatte 64 der Betätigungseinheit 18 ist zumindest teilweise zwischen dem Abtriebselement (z. B. dem Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18 und dem Motor 52 der Betätigungseinheit 18 angeordnet. Dabei ist das Abtriebselement (z. B. das Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18 zumindest teilweise weiter von dem elektrischen Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit entfernt als der Motor 52 der Betätigungseinheit 18. Außerdem ist das Antriebsselement (z. B. das Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18 zumindest teilweise weiter von dem beweglichen Element 14 entfernt als der Motor 52 der Betätigungseinheit 18.
  • Der Fahrradumwerfer 10A umfasst ferner eine Steuerung 62, die zur Steuerung des Motors 52 ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung 62 eine elektronische Steuerung, die in dem Betätigungseinheitsgehäuse 50 vorgesehen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung 62 auf der im Betätigungseinheitsgehäuse 50 vorgesehenen Leiterplatte 64 vorgesehen. Wie in 7 zu sehen ist, befindet sich die Leiterplatte 64 zumindest teilweise zwischen dem Abtriebselement (zum Beispiel dem Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18 und dem Motor 52 der Betätigungseinheit 18.
  • Bei der Steuerung 62 handelt es sich vorzugsweise um einen Mikrocomputer oder eine Zentraleinheit (CPU), der/die mindestens einen Prozessor 62A und einen Speicher 62B (das heißt mindestens einen Computer-Speicher) aufweist. Die Steuerung 62 besteht aus einem oder mehreren Halbleiterchips, die auf der Leiterplatte 64 montiert sind. Die Begriffe „Steuerung“ und „elektronische Steuerung“, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf Hardware, die ein Softwareprogramm ausführt, und weisen keine menschliche Person auf. Die Vorrichtung speichert Programme, die von der Steuerung 62 verwendet werden. Bei dem Speicher 62B handelt es sich um eine beliebige computergestützte Vorrichtung oder ein beliebiges computergestütztes Medium mit der einzigen Ausnahme eines vorübergehenden Übertragungssignals. Der Speicher 62B kann zum Beispiel ein permanenter Speicher und ein volatiler Speicher sein und kann eine ROM-Vorrichtung (Read Only Memory), eine RAM-Vorrichtung (Random Access Memory), eine Festplatte, ein Flash-Laufwerk usw. aufweisen.
  • In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Betätigungseinheit 18 außerdem eine Motorschaltung 66, die auf der Leiterplatte 64 vorgesehen ist. Die Motorschaltung 66 berechnet den Drehbetrag des Motors 52 in Reaktion auf ein Schaltsignal und steuert den Motor 52 so, dass er sich um den berechneten Drehbetrag dreht.
  • Wie in 2 und 8 zu sehen, umfasst der Fahrradumwerfer 10A ferner einen elektrischen Verbindungsabschnitt 68, der ausgebildet ist, um mit einem Ladekabel zum elektrischen Aufladen der Energieversorgung 20 gekoppelt zu werden. Der elektrische Verbindungsabschnitt 68 unterscheidet sich von dem elektrischen Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit. Bei dem elektrischen Verbindungsabschnitt 68 handelt es sich vorzugsweise um einen steckbaren elektrischen Steckverbinder, der mit einer elastomeren Abdeckung versehen ist. Dabei ist der elektrische Verbindungsabschnitt 68 an der Betätigungseinheit 18 angeordnet. Insbesondere ist der elektrische Verbindungsabschnitt 68 mit einer auf der Leiterplatte 64 vorgesehenen Ladeschaltung elektrisch verbunden. Die zusätzliche Energieversorgung (zum Beispiel die Stromversorgung BT) kann auch über den elektrischen Anschlussabschnitt 68 geladen werden, wenn das zusätzliche Elektrokabel EC mit dem elektrischen Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit elektrisch verbunden ist. Insbesondere kann der Benutzer das Elektrokabel 22 vom elektrischen Verbindungsabschnitt 56 der Betätigungseinheit trennen und dann die zusätzliche Energieversorgung (zum Beispiel die Stromversorgung BT) mit dem elektrischen Verbindungsabschnitt 56 der Betätigungseinheit über das zusätzliche Elektrokabel EC elektrisch verbinden. Auf diese Weise wird die zusätzliche Energieversorgung (z. B. die Energieversorgung BT) über die auf der Leiterplatte 64 vorgesehene Ladeschaltung aufgeladen.
  • In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Fahrradumwerfer 10A außerdem eine erste drahtlose Kommunikationseinrichtung 70 und eine zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung 72. Der Begriff „drahtlose Kommunikationseinrichtung“, wie er hier verwendet wird, weist einen Empfänger, einen Sender, einen Transceiver, einen Sender-Empfänger auf und umfasst jede Vorrichtung oder Vorrichtungen, einzeln oder kombiniert, die in der Lage sind, drahtlose Kommunikationssignale zu senden und/oder zu empfangen, einschließlich Schaltsignalen oder Steuer-, Befehls- oder anderen Signalen, die eine Funktion der zu steuernden Komponente betreffen. Die erste drahtlose Kommunikationseinrichtung 70 ist für die Kommunikation mit einer Fahrradkomponente vorgesehen. Beispielsweise kann die erste drahtlose Kommunikationseinrichtung 70 des Fahrradumwerfers 10A mit einer oder mehreren der folgenden Fahrradkomponenten kommunizieren: der Betätigungsvorrichtung OD (Schalthebel), einem Schalter für die Antriebseinheit DU, der verstellbaren Sattelstütze SP, einem Pneumatiksensor des Reifens des Hinterrades RW, einem Pneumatiksensor des Reifens des Vorderrades FW und dem Fahrradumwerfer 10B. In der dargestellten Ausführungsform kommuniziert die erste drahtlose Kommunikationseinrichtung 70 zumindest mit der Betätigungsvorrichtung OD zum Empfang von Schaltsignalen. Die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung 72 dient zur Kommunikation mit mindestens einem Smartphone, einem Personal Computer, einer Tablet-Vorrichtung und einem Fahrradcomputer. Beispielsweise kommuniziert die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung 72 mit einem Fahrradcomputer zur Ausgabe von Statusinformationen, die einen aktuellen Status des Fahrradumwerfers 10A betreffen. Die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung kann zur drahtlosen Kommunikation mit dem Smartphone, dem Personal Computer, der Tablet Vorrichtung oder dem Fahrradcomputer verwendet werden, um eine Firmware der Betätigungseinheit zu aktualisieren.
  • Dabei sind vorzugsweise die erste drahtlose Kommunikationseinrichtung 70 und die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung 72 in dem Betätigungseinheitsgehäuse 50 vorgesehen. Weiter bevorzugt sind die erste drahtlose Kommunikationseinrichtung 70 und die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung 72 auf der Leiterplatte 64 vorgesehen. Auf diese Weise sind die erste drahtlose Kommunikationseinrichtung 70 und die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung 72 zumindest teilweise zwischen dem Abtriebselement (zum Beispiel dem Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18 und dem Motor 52 der Betätigungseinheit 18 angeordnet.
  • Bei den drahtlosen Steuersignalen der ersten drahtlosen Kommunikationseinrichtung 70 und der zweiten drahtlosen Kommunikationseinrichtung 72 kann es sich um Hochfrequenzsignale, Ultrabreitband-Kommunikationssignale, Radiofrequenz-Identifikationssignale (RFID), ANT+-Kommunikation, Bluetooth®-Kommunikation oder jede andere Art von Signal handeln, die für die drahtlose Kommunikation über kurze Entfernungen geeignet ist, wie es im Fahrradbereich üblich ist. Es sollte auch klar sein, dass die zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung 72 die Signale mit einer bestimmten Frequenz und/oder mit einer Kennung zum Beispiel einem bestimmten Code übertragen kann, um das drahtlose Steuersignal von anderen drahtlosen Steuersignalen zu unterscheiden. Auf diese Weise können die Fahrradkomponenten erkennen, auf welche Steuersignale eingewirkt werden soll und auf welche Steuersignale nicht. So können die Fahrradkomponenten die Steuersignale von anderen drahtlosen Kommunikationseinrichtungen anderer Fahrradkomponenten ignorieren.
  • Der Fahrradumwerfer 10A umfasst außerdem einen Beschleunigungssensor 74, der sich in der Betätigungseinheit 18 befindet. Der hier verwendete Begriff „Sensor“ bezieht sich auf eine Vorrichtung oder ein Instrument, das dazu bestimmt ist, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines bestimmten Ereignisses, Objekts, einer Substanz oder einer Veränderung in der Umgebung zu erkennen und als Reaktion darauf ein Signal zu senden. Der Begriff „Sensor“, wie er hier verwendet wird, weist keinen Menschen auf. Der Beschleunigungssensor 74 ist ausgebildet, um Signale auszugeben, die der Beschleunigung in einer Richtung entsprechen, in der sich das Fahrrad B vorwärts bewegt. Der Beschleunigungssensor 74 ist über die Leiterplatte 64 oder ein Kabel mit der elektronischen Steuerung 62 verbunden. Der Beschleunigungssensor 74 kann z. B. ein Beschleunigungsmesser oder ein Drehgeschwindigkeitssensor (z. B. ein magnetisches Reed, das einen Reed-Schalter oder ein Hall-Element bildet) sein, der die Drehung der Zugspannungsrolle 46 und der Führungsrolle 48 erfasst und bei dem die Steuerung 62 die Drehgeschwindigkeit unterscheidet.
  • Unter Verwendung des Beschleunigungssensors 74 ist die Steuerung 62 ausgebildet, um festzustellen, ob eine aktuelle Beschleunigung einen Schwellenwert für die Durchführung eines automatischen Schaltvorgangs erreicht hat oder nicht. Außerdem ist die Steuerung 62 ausgebildet, um festzustellen, ob ein Schaltvorgang abgeschlossen ist oder nicht, wenn ein Sensor eine Bewegung der Kettenführung 40 relativ zu dem beweglichen Element 14 erfasst.
  • Alternativ, wie in 8 schematisch dargestellt, umfasst der Fahrradumwerfer 10A ferner einen Beschleunigungssensor 76, der an einer anderen Stelle als die Betätigungseinheit 18 angeordnet ist. Hier kann der Beschleunigungssensor 76 beispielsweise einen Vorwärtsgeschwindigkeitssensor (zum Beispiel ein magnetisches Reed, das einen Reed-Schalter bildet, oder ein Hall-Element), eine elektronische Steuerung und eine drahtlose Kommunikationseinrichtung aufweisen. In diesem Fall bestimmt die elektronische Steuerung des Beschleunigungssensors 76 die Beschleunigung des Fahrrads B, indem sie die Vorwärtsgeschwindigkeit des Fahrrads B differenziert und die Beschleunigungsinformation drahtlos an eine der ersten drahtlosen Kommunikationseinrichtung 70 und der zweiten drahtlosen Kommunikationseinrichtung 72 überträgt.
  • Der Fahrradumwerfer 10A kann ferner einen Trittfrequenzsensor, eine Fahrradfahrgeschwindigkeit, einen Fahrradneigungssensor und einen Getriebeübersetzungsverhältnis-Sensor aufweisen, um das automatische Schalten des Fahrradumwerfers 10A zumindest teilweise auf der Grundlage einer Trittfrequenz, einer Fahrradfahrgeschwindigkeit, einer Fahrradneigung oder eines Getriebeübersetzungsverhältnisses zu bestimmen.
  • Vorzugsweise funktioniert die Steuerung 62 als untergeordnete Steuerung in Bezug auf eine primäre oder Master-Steuerungs-ECU, die entfernt von dem Fahrradumwerfer 10A angeordnet ist. Die Master-Steuerungs-ECU ist vorzugsweise ein Mikrocomputer oder eine Zentraleinheit (CPU), die mindestens einen Prozessor und einen Speicher (d. h. mindestens eine computergestützte Vorrichtung) aufweist. In diesem Fall, wie in 8 zu sehen, befindet sich die primäre Steuerung ECU an der Antriebseinheit DU, die auch die Energieversorgung BT aufweist. Somit kann die primäre Steuerung ECU an der Energieversorgung BT angeordnet sein, die in Bezug auf den Fahrradumwerfer 10A entfernt angeordnet ist. Hier weist die Antriebseinheit DU eine Motoreinheit MU auf, die einen Motor hat, der von der Master-Steuerung ECU gesteuert wird. Die Motoreinheit MU ist betriebsmäßig mit der Kurbelachse CA1 gekoppelt, um den Antrieb des Fahrrads B zu unterstützen. Die Antriebseinheit DU ist mit einer drahtlosen Kommunikationseinrichtung WC versehen, um verschiedene Signale zu empfangen und/oder an andere Komponenten des Fahrrads B zu übertragen.
  • Hier ist die drahtlose Kommunikationseinrichtung WC ausgebildet, um zumindest ein drahtloses Signal zu übertragen, so dass die drahtlose Kommunikationseinrichtung WC mit dem Fahrradumwerfer 10A kommunizieren kann, wie unten beschrieben. Vorzugsweise ist die drahtlose Kommunikationseinrichtung WC ein drahtloser Zwei-Wege-Sender/Empfänger, der eine drahtlose Zwei-Wege-Kommunikation mit einem drahtlosen Empfänger zum drahtlosen Empfang von Signalen und einem drahtlosen Sender zum drahtlosen Senden von Signalen durchführt. In der vorliegenden Ausführungsform kann die drahtlose Kommunikationseinrichtung WC drahtlos mit dem Fahrradumwerfer 10A sowie mit anderen Komponenten des Fahrrads nach Bedarf und/oder Wunsch kommunizieren.
  • In 9 ist eine erste Modifikation des Fahrradumwerfers 10A dargestellt. Hier wurde der Fahrradumwerfer 10A so modifiziert, dass das Abtriebsrads 60 (das Lüfterrad) der Betätigungseinheit 18 an dem vierten Gelenkstift 34 befestigt ist, der nicht drehbar an dem beweglichen Element 14 befestigt ist. Somit bewirkt die Drehung des Abtriebsrads 60 durch den Motor 52 über das Untersetzungsgetriebe 58, dass das zweite Verbindungsglied 16B um den vierten Gelenkstift 34 relativ zu dem beweglichen Element 14 schwenkt. Infolge der Schwenkbewegung des zweiten Verbindungsglieds 16B bewegt das Verbindungsglied 16 das bewegliche Element 14 und die Kettenführung 40 relativ zum Basiselement 12.
  • Bei der ersten Modifikation ist der Motor 52 der Betätigungseinheit 18 zumindest teilweise weiter von dem beweglichen Element 14 entfernt als das Abtriebselement (z. B. das Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18. Außerdem ist das Abtriebselement (z. B. das Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 18 zumindest teilweise weiter von dem elektrischen Kontaktabschnitt 56 der Betätigungseinheit entfernt als der Motor 52 der Betätigungseinheit 18.
  • In 10 ist eine zweite Modifikation des Fahrradumwerfers 10A dargestellt. Hier wurde der Fahrradumwerfer 10A so modifiziert, dass die Betätigungseinheit 18 an dem beweglichen Element 14 angeordnet ist. Außerdem ist bei der zweiten Modifikation die Energieversorgung 20 an dem beweglichen Element 14 angeordnet. Hier ist die Kettenführung 40 an einer ersten Seite des beweglichen Elements 14 in einer axialen Richtung in Bezug auf die zweite Drehachse P2 angeordnet. Die Energieversorgung 20 ist an einer zweiten Seite des beweglichen Elements 14 in axialer Richtung bezüglich der zweiten Drehachse P2 angeordnet. Die zweite Seite des beweglichen Elements 14 liegt der ersten Seite des beweglichen Elements 14 in der axialen Richtung in Bezug auf die zweite Drehachse P2 gegenüber. Außerdem ist die Energieversorgung 20 weiter von dem Verbindungsglied 16 entfernt angeordnet als die Betätigungseinheit 18.
  • In der zweiten Modifikation ist das Abtriebsrad 60 (das Lüfterrad) der Betätigungseinheit 18 an dem vierten Gelenkstift 34 befestigt, der drehfest mit dem zweiten Verbindungsglied 16B verbunden ist. Somit bewirkt die Drehung des Abtriebsrads 60 durch den Motor 52 über das Untersetzungsgetriebe 58 eine Schwenkbewegung des beweglichen Elements 14 um den vierten Gelenkstift 34 relativ zum zweiten Verbindungsglied 16B. Infolge der Schwenkbewegung des beweglichen Elements 14 bewegt das Verbindungsglied 16 das bewegliche Element 14 und die Kettenführung 40 relativ zum Basiselement 12. Da in der zweiten Ausführungsform sowohl die Betätigungseinheit 18 als auch die Energieversorgung 20 an dem beweglichen Element 14 angeordnet sind, ist ein Elektrokabel nicht erforderlich. Vielmehr kann der elektrische Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit 18 direkt mit dem elektrischen Kontaktabschnitt der Energieversorgung 20 verbunden werden.
  • In den 11 bis 17 ist ein hinterer Fahrradumwerfer 110A (im Folgenden der Kürze halber einfach als Fahrradumwerfer 110A bezeichnet) gemäß einer anderen Ausführungsform dargestellt. Der Fahrradumwerfer 110A umfasst, ähnlich wie der Fahrradumwerfer 10A, im Wesentlichen ein Basiselement 112, ein bewegliches Element 114, ein Verbindungsglied 116, eine Betätigungseinheit 118 und eine Energieversorgung 120. Die Energieversorgung 120 ist ausgebildet, um die Betätigungseinheit 18 mit elektrischer Energie zu versorgen. Der Fahrradumwerfer 110A umfasst insbesondere auch ein Elektrokabel 122, das zwischen der Betätigungseinheit 118 und der Energieversorgung 120 angeordnet ist. Das Elektrokabel 122 verbindet die Betätigungseinheit 118 und die Energieversorgung 120 elektrisch, um die elektrische Energie von der Energieversorgung 120 an die Betätigungseinheit 118 zu liefern. Vorzugsweise umfasst der Fahrradumwerfer 110A ferner ein Elektrokabel-Halteteil 124, das ausgebildet ist, um das Elektrokabel 122 zumindest teilweise zu halten. Wie in 13 und 14 zu sehen ist, ist das Elektrokabel-Halteteil 124 an dem Verbindungsglied 116 vorgesehen.
  • Das Verbindungsglied 116 weist ein erstes Verbindungsglied 116A und ein zweites Verbindungsglied 116B auf, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied 116A liegt, wenn man es in Richtung des Rahmens F betrachtet, und zwar in einem Zustand, in dem das Basiselement 112 an dem Rahmen F des Fahrrads B befestigt ist, wie in 11 dargestellt. Insbesondere weist das Basiselement 112 eine Rahmenbefestigungsstruktur auf, zum Beispiel eine Befestigungsschraube 126, die ausgebildet ist, um am Fahrradrahmen F befestigt zu werden. Um die Befestigung der Betätigungseinheit 118 am zweiten Verbindungsglied 116B zu unterstützen, weist das zweite Verbindungsglied 116B ein erstes Armteil 116A1 und ein zweites Armteil 116A2 auf. Das erste Armteil 16A1 und das zweite Armteil 116A2 sind miteinander verschlossen, um das zweite Verbindungsglied 116B zu bilden. Dabei ist die Betätigungseinheit 118 zumindest teilweise zwischen dem ersten Armteil 116A1 und dem zweiten Armteil 116A2 angeordnet. Wie in den 13 und 14 zu sehen ist, ist das Elektrokabel-Halteteil 124 am ersten Verbindungsglied 116A des Gestänges 116 angebracht.
  • Vorzugsweise kann das Basiselement 112 auch ein Einstellelement 130 aufweisen, um die Relativbewegung des beweglichen Elements 114 relativ zum Basiselement 112 in herkömmlicher Weise zu begrenzen. Hier weist das Einstellelement 130 ein Paar Einstellbolzen auf, die ausgebildet sind, um eine äußerste Position des beweglichen Elements 114 relativ zum Basiselement 112 und eine innerste Position des beweglichen Elements 114 relativ zum Basiselement 112 zu definieren. Vorzugsweise sind die Einstellbolzen des Einstellelements 130 mit dem ersten Verbindungsglied 116A kontaktierbar, um den Bewegungsbereich des ersten Verbindungsglieds 116A relativ zum Basiselement 112 zu steuern.
  • Dabei ist im Fahrradumwerfer 110A die Betätigungseinheit 118 am ersten Verbindungsglied 116A angeordnet. Außerdem ist in dem Fahrradumwerfer 110A die Energieversorgung 120 an dem beweglichen Element 114 angeordnet. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform verbindet ein Elektrokabel 122 die Energieversorgung 120 mit der Betätigungseinheit 118. Mit Ausnahme der Anordnung der Betätigungseinheit 118 und der Energieversorgung 120 sind die Funktionen, die Bewegungen und der Betrieb des Fahrradumwerfers 110A im Wesentlichen identisch mit dem Fahrradumwerfer 10A. Daher konzentriert sich die folgende Beschreibung des Fahrradumwerfers 110A auf die Unterschiede des Fahrradumwerfers 110A gegenüber dem Fahrradumwerfer 10A.
  • In einem Zustand, in dem das Basiselement 112 am Rahmen F des Fahrrads B befestigt ist, wie in 11 zu sehen, ist der erste Fahrradumwerfer 110A so ausgebildet, dass er die Kette CN zwischen den hinteren Kettenrädern RS entweder in Reaktion auf ein automatisches Schaltsignal von einem Fahrradcomputer oder auf ein vom Benutzer eingegebenes Schaltsignal von der Betätigungsvorrichtung OD (1) schaltet. Die Betätigungseinheit 118 ist nämlich ausgebildet, um das bewegliche Element 114 relativ zu dem Basiselement 112 in Reaktion auf einen Schaltvorgang zu bewegen. Der Schaltvorgang kann ein manueller Schaltvorgang sein, bei dem die Betätigungsvorrichtung OD oder eine andere Betätigungsvorrichtung betätigt wird, um ein Schaltsignal zu erzeugen, das an die Betätigungseinheit 118 übertragen wird, um den Fahrradumwerfer 110A zu betätigen. Der Schaltvorgang kann auch ein automatischer Schaltvorgang sein, bei dem ein Schaltsignal von einer Steuerung erzeugt wird, die auf einer oder mehreren Betriebsbedingungen des Fahrrads B basiert.
  • Das erste Verbindungsglied 116A und das zweite Verbindungsglied 116B werden nun behandelt. Das erste Verbindungsglied 116A und das zweite Verbindungsglied 116B koppeln operativ das bewegliche Element 114 mit dem Basiselement 112, um eine relative Bewegung des beweglichen Elements 114 in Bezug auf das Basiselement 112 zu ermöglichen. Das erste Verbindungsglied 116A und das zweite Verbindungsglied 116B sind schwenkbar mit dem Basiselement 112 und dem beweglichen Element 114 verbunden. Insbesondere weist das erste Verbindungsglied 116A einen ersten Endabschnitt auf, der mittels eines ersten Gelenkstifts 131 schwenkbar mit dem Basiselement 112 gekoppelt ist, um so um eine erste Drehachse A1 zu schwenken. Das erste Verbindungsglied 116A weist ferner einen zweiten Endabschnitt auf, der über einen zweiten Gelenkstift 132 schwenkbar mit dem beweglichen Element 114 gekoppelt ist, um so um eine zweite Drehachse P2 zu schwenken. Das zweite Verbindungsglied 116B weist einen ersten Endabschnitt auf, der über einen dritten Gelenkstift 133 schwenkbar mit dem Basiselement 112 verbunden ist, um so um eine dritte Drehachse A3 zu schwenken. Das zweite Verbindungsglied 116B weist ferner einen zweiten Endabschnitt auf, der über einen vierten Gelenkstift 134 schwenkbar mit dem beweglichen Element 114 gekoppelt ist, um sich um eine vierte Drehachse A4 zu drehen. Somit haben das erste Verbindungsglied 116A und das zweite Verbindungsglied 116B erste Endabschnitte, die schwenkbar mit dem Basiselement 112 verbunden sind, und zweite Endabschnitte, die schwenkbar mit dem beweglichen Element 114 verbunden sind, um eine viergliedrige Verbindungsgliedanordnung zu bilden. Das Verbindungsglied 116 weist vorzugsweise ferner ein Vorspannelement 115 auf, das zwischen dem ersten Verbindungsglied 116A und dem zweiten Verbindungsglied 116B angeordnet ist, um das im Verbindungsglied 116 vorhandene Spiel auszugleichen. Bei dem Vorspannelement 115 handelt es sich beispielsweise um eine Torsionsfeder mit einem gewundenen Abschnitt, der um den zweiten Gelenkstift 132 angebracht ist, wobei ein erster Schenkelabschnitt das erste Verbindungsglied 116A berührt und ein zweiter Abschnitt das bewegliche Element 114 berührt.
  • Grundsätzlich ist das bewegliche Element 114 relativ zum Basiselement 112 beweglich angeordnet, um sich zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgestreckten Position zu bewegen. Der Fahrradumwerfer 110A umfasst dabei ferner eine Kettenführung 140, die schwenkbar mit dem beweglichen Element 114 gekoppelt ist. Insbesondere ist die Kettenführung 140 über eine Achse 142 schwenkbar an dem beweglichen Element 114 angebracht, um so um eine Schwenkachse P2 der Kettenführung zu schwenken, die manchmal als P-Achse bezeichnet wird. Die Kettenführung 140 weist im Wesentlichen ein Paar von Kettenleitblechen 144 auf. Die Kettenleitbleche 144 sind aus einem geeigneten starren Material zum Beispiel einer Aluminiumlegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Hier weist die Kettenführung 140 eine Zugspannungsrolle 146 und eine Führungsrolle 148 auf. Die Zugspannungsrolle 146 und die Führungsrolle 148 sind beide drehbar zwischen den Kettenleitblechen 144 angeordnet.
  • Die Betätigungseinheit 118 weist ein Betätigungseinheitsgehäuse 150, einen Motor 152, eine Vielzahl von Zahnrädern 154 und einen elektrischen Kontaktabschnitt 156 für die Betätigungseinheit auf. Das Betätigungseinheitsgehäuse 150 ist fest mit dem ersten Verbindungsglied 116A verbunden, so dass sich die Betätigungseinheit 118 mit dem ersten Verbindungsglied 116A bewegt. Das Betätigungseinheitsgehäuse 150 beherbergt den Motor 152 und die Zahnräder 154. Vorzugsweise besteht das Betätigungseinheitsgehäuse 150 zumindest teilweise aus einem Material, das den Durchgang von Funksignalen ermöglicht, ohne die Funksignale zu stören. Der elektrische Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit und ein elektrischer Kontaktabschnitt 120C der Energieversorgung 120 sind elektrisch miteinander verbunden. Dabei ist der elektrische Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit 118 über das Elektrokabel 122 elektrisch mit dem elektrischen Kontaktabschnitt 120C der Energieversorgung 120 verbunden.
  • Das Elektrokabel 122 weist einen ersten elektrischen Kontaktabschnitt 122A auf, der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Kontaktabschnitt 122B, der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt 120C der Energieversorgung verbunden ist. Vorzugsweise sind der elektrische Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit und der elektrische Kontaktabschnitt 120C der Energieversorgung steckbare elektrische Steckverbinder. So befindet sich beispielsweise der elektrische Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit in einem elektrischen Anschluss 150 des Betätigungseinheitsgehäuses 150, und der elektrische Kontaktabschnitt 120C der Energieversorgung befindet sich in einem elektrischen Anschluss der Energieversorgung des Energieversorgungsgehäuses 120A. Der elektrische Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit ist mit einem zusätzlichen Elektrokabel (zum Beispiel dem Elektrokabel EC) verbindbar, das elektrisch mit einer zusätzlichen Energieversorgung (zum Beispiel der Energieversorgung BT) verbunden ist, die an einem anderen Abschnitt des Fahrradumwerfers 110A angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Betätigungseinheit 118 elektrische Energie von einer zusätzlichen Energieversorgung (z. B. der Energieversorgung BT) erhalten, wenn das Energieniveau der Energieversorgung 120 unter ein vorgegebenes Energieniveau fällt. Insbesondere kann der Benutzer das Elektrokabel 122 vom elektrischen Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit trennen und dann die Betätigungseinheit 118 elektrisch an eine zusätzliche Energieversorgung (z. B. die Stromversorgung BT) anschließen.
  • Der Motor 152 ist ein lösbarer Elektromotor mit einer Abtriebswelle 152a, die mit den Zahnrädern 154 verbunden ist. Die Zahnräder 154 sind so ausgebildet, dass sie ein Untersetzungsgetriebe 158 und ein Abtriebsrad 160 bilden. Das Untersetzungsgetriebe 158 koppelt die Abtriebswelle 152a des Motors 152 mit dem Abtriebsrad 160, so dass die Drehgeschwindigkeit des Abtriebsrads 160 gegenüber der Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 152a reduziert wird. Das Abtriebsrad 60 bildet das Abtriebselement der Betätigungseinheit 118. Hier ist das Abtriebsrad 160 ein Lüfterrad, das an dem ersten Gelenkstift 131 befestigt ist, der drehfest mit dem Basiselement 112 verbunden ist. Die Drehung des Abtriebsrads 160 durch den Motor 152 über das Untersetzungsgetriebe 158 bewirkt also, dass das erste Verbindungsglied 116A um den ersten Gelenkstift 131 relativ zum Basiselement 112 schwenkt. Infolge der Schwenkbewegung des ersten Verbindungsglieds 116A bewegt das Verbindungsglied 116 das bewegliche Element 114 und die Kettenführung 140 relativ zum Basiselement 112.
  • In dieser Ausführungsform ist der Motor 152 der Betätigungseinheit 118 zumindest teilweise weiter von dem Basiselement 112 entfernt als das Abtriebselement (z. B. das Abtriebsrad 160) der Betätigungseinheit 118. Die Leiterplatte 164 der Betätigungseinheit 118 ist zumindest teilweise zwischen dem Abtriebselement (z. B. dem Abtriebsrad 160) der Betätigungseinheit 118 und dem Motor 152 der Betätigungseinheit 118 angeordnet. Dabei ist das Abtriebselement (z. B. das Abtriebsrad 160) der Betätigungseinheit 118 zumindest teilweise weiter von dem elektrischen Kontaktabschnitt 156 der Betätigungseinheit entfernt als der Motor 152 der Betätigungseinheit 118. Außerdem ist das Abtriebselement (z. B. das Abtriebsrads 160) der Betätigungseinheit 118 zumindest teilweise weiter von dem beweglichen Element 114 entfernt als der Motor 152 der Betätigungseinheit 118.
  • Der Fahrradumwerfer 110A umfasst ferner eine Steuerung 162, die zur Steuerung des Motors 152 ausgebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung 162 eine elektronische Steuerung, die in dem Betätigungseinheitsgehäuse 150 vorgesehen ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung 162 auf der Leiterplatte 164 vorgesehen, die im Betätigungseinheitsgehäuse 150 vorgesehen ist. Wie in 7 zu sehen ist, befindet sich die Leiterplatte 164 zumindest teilweise zwischen dem Abtriebselement (zum Beispiel dem Abtriebsrad 60) der Betätigungseinheit 118 und dem Motor 152 der Betätigungseinheit 118.
  • Bei der Steuerung 162 handelt es sich vorzugsweise um einen Mikrocomputer oder eine Zentraleinheit (CPU), die mindestens einen Prozessor und einen Speicher (das heißt mindestens eine Computerspeichervorrichtung) aufweist. Die Steuerung 162 besteht aus einem oder mehreren Halbleiterchips, die auf der Leiterplatte 164 montiert sind. Die Vorrichtung speichert Programme, die von der Steuerung 162 verwendet werden. Bei dem Speicher 162B handelt es sich um eine beliebige Computerspeichervorrichtung oder ein beliebiges computerlesbares Medium mit der einzigen Ausnahme eines transitorischen Übertragungssignals. Der Speicher 162B kann zum Beispiel ein permanenter Speicher und ein volatiler Speicher sein und kann eine ROM (Read Only Memory)-Vorrichtung, eine RAM (Random Access Memory)-Vorrichtung, eine Festplatte, ein Flash-Laufwerk, usw. aufweisen.
  • In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Betätigungseinheit 118 außerdem eine Motorschaltung, die auf der Leiterplatte 164 vorgesehen ist. Die Motorschaltung berechnet einen Drehbetrag des Motors 152 in Reaktion auf ein Schaltsignal und steuert den Motor 152 so, dass er sich um den berechneten Drehbetrag dreht.
  • Unter Bezugnahme auf die 1, 18 und 19 wird nun der vordere Fahrradumwerfer 10B (im Folgenden der Kürze halber einfach als Fahrradumwerfer 10B bezeichnet) näher erläutert. Der Fahrradumwerfer 10B umfasst im Wesentlichen ein Basiselement 212, ein bewegliches Element 214, ein Verbindungsglied 216, eine Betätigungseinheit 218 und eine Energieversorgung 220. Das Basiselement 212 ist ausgebildet, um an dem Rahmen F des Fahrrads B befestigt zu werden, wie in 1 dargestellt. Das bewegliche Element 214 ist relativ zu dem Basiselement 212 beweglich. Insbesondere verbindet das Verbindungsglied 216 das bewegliche Element 214 beweglich mit dem Basiselement 212. Die Betätigungseinheit 218 ist ausgebildet, um das bewegliche Element 214 in Reaktion auf einen Schaltvorgang relativ zu dem Basiselement 212 zu bewegen. Der Schaltvorgang kann ein manueller Schaltvorgang sein, bei dem die Betätigungsvorrichtung OD oder eine andere Betätigung betätigt wird, um ein Schaltsignal zu erzeugen, das an die Betätigungseinheit 128 übertragen wird, um den Fahrradumwerfer 10B zu betätigen. Der Schaltvorgang des Fahrradumwerfers 10B kann auch ein automatischer Schaltvorgang sein, bei dem ein Schaltsignal von einer Steuerung erzeugt wird, die auf einer oder mehreren Betriebsbedingungen des Fahrrads B basiert.
  • In der Ausführungsform der 18 und 19 ist die Betätigungseinheit 218 an dem Verbindungsglied 216 angeordnet, und die Energieversorgung 220 ist an dem Basiselement 212 angeordnet. Grundsätzlich ist die Betätigungseinheit 218 ausgebildet, um das bewegliche Element 214 relativ zu dem Basiselement 212 zu bewegen. Mit anderen Worten ist die Betätigungseinheit 218 zwischen dem Verbindungsglied 216 und entweder dem Basiselement 212 oder dem beweglichen Element 214 wirkverbunden, um das bewegliche Element 214 relativ zu dem Basiselement 212 zu bewegen. Die Energieversorgung 220 ist ausgebildet, um der Betätigungseinheit 218 elektrische Energie zuzuführen. Der Fahrradumwerfer 10B umfasst ferner ein Elektrokabel 222, das zwischen der Betätigungseinheit 218 und der Energieversorgung 220 angeordnet ist. Das Elektrokabel 222 verbindet die Betätigungseinheit 218 und die Energieversorgung 220 elektrisch, um die elektrische Energie von der Energieversorgung 220 an die Betätigungseinheit 218 zu liefern. Vorzugsweise umfasst der Fahrradumwerfer 10B ferner ein Elektrokabel-Halteteil 224, das ausgebildet ist, um das Elektrokabel 222 zumindest teilweise zu halten.
  • Wie bereits erwähnt, ist das Basiselement 212 ausgebildet, um an dem Fahrradrahmen F befestigt zu werden. Insbesondere weist das Basiselement 212 eine Rahmenbefestigungsstruktur auf, zum Beispiel eine Befestigungsschraube 226, die ausgebildet ist, um an dem Fahrradrahmen F befestigt zu werden. Somit ist das Basiselement 212 seitlich stationär in Bezug auf den Fahrradrahmen F, wenn das bewegliche Element 214 bewegt wird, um die Fahrradkette CN zu verschieben. Das Basiselement 212 besteht vorzugsweise aus einem starren Material zum Beispiel aus einem Leichtmetall (z. B. einer Aluminiumlegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff).
  • In dem Fahrradumwerfer 10B weist das Verbindungsglied 216 ein erstes Verbindungsglied 216A und ein zweites Verbindungsglied 216B auf, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied 216A liegt, wenn man es in Richtung des Rahmens F betrachtet, und zwar in einem Zustand, in dem das Basiselement 212 an dem Rahmen F des Fahrrads B befestigt ist, wie in 1 dargestellt. Das erste Verbindungsglied 216A und das zweite Verbindungsglied 216B ermöglichen eine Relativbewegung des beweglichen Elements 214 in Bezug auf das Basiselement 212, wenn der Fahrradumwerfer 10B die Kette CN in seitlicher Richtung verschiebt. Dabei ist die Betätigungseinheit 218 an dem zweiten Verbindungsglied 216B angeordnet. Die Betätigungseinheit 218 ist ausgebildet, um ein Drehmoment zwischen dem zweiten Verbindungsglied 216B und dem Basiselement 212 derart aufzubringen, dass das zweite Verbindungsglied 216B relativ zu dem Basiselement 212 schwenkt, wie nachstehend beschrieben.
  • Das zweite Verbindungsglied 216B ist in einem Zustand, in dem der Fahrradumwerfer 10B am Fahrradrahmen F montiert ist, weiter von der Fahrradmittelebene CP entfernt als das erste Verbindungsglied 216A von der Fahrradmittelebene CP. Mit anderen Worten, das erste Verbindungsglied 216A befindet sich in einem Zustand, in dem der Fahrradumwerfer 10B am Fahrradrahmen F montiert ist, innerhalb des zweiten Verbindungsglieds 216B relativ zur Fahrradmittelebene CP. Somit kann hier das erste Verbindungsglied 216A als ein inneres Verbindungsglied betrachtet werden, weil das erste Verbindungsglied 216A näher an der Fahrradmittelebene CP liegt als das zweite Verbindungsglied 216B, und das zweite Verbindungsglied 216B kann als ein äußeres Verbindungsglied betrachtet werden, weil das zweite Verbindungsglied 216B weiter von der Fahrradmittelebene CP entfernt ist als das erste Verbindungsglied 216A.
  • Das bewegliche Element 214 ist aus einem geeigneten starren Material zum Beispiel einer Aluminiumlegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt. Grundsätzlich ist das bewegliche Element 214 relativ zum Basiselement 212 beweglich angeordnet, um sich zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position zu bewegen. Hier weist das bewegliche Element 214 eine Kettenführung 240 auf. Die eingefahrene Position der Kettenführung 240 entspricht der Positionierung der Kettenführung 240 über dem kleinsten der vorderen Kettenräder FS. Die ausgefahrene Position der Kettenführung 240 entspricht der Positionierung der Kettenführung 240 über dem größten der vorderen Kettenräder FS.
  • Die Betätigungseinheit 218 ist ähnlich aufgebaut wie die oben beschriebene Betätigungseinheit 18, jedoch angepasst an den vorderen Fahrradumwerfer 10B. So weist die Betätigungseinheit 218 ein Betätigungseinheitsgehäuse, einen Motor, eine Vielzahl von Zahnrädern und einen elektrischen Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit auf. Die Betätigungseinheit 218 weist eine Abtriebswelle 252a auf, die über ein Verbindungsglied 260 mit dem ersten Verbindungsglied 216A in Wirkverbindung steht, um das erste Verbindungsglied 216A relativ zum Basiselement 212 zu schwenken. Auf diese Weise wird die Drehung der Abtriebswelle 252a auf das erste Verbindungsglied 216A übertragen, so dass sich das bewegliche Element 214 relativ zu dem Basiselement 212 bewegt. Das Verbindungsglied 260 stellt ein Antriebselement der Betätigungseinheit 218 dar.
  • Alternativ wurde, wie in 20 zu sehen, der vordere Fahrradumwerfer 10B so modifiziert, dass die Betätigungseinheit 218 an dem ersten (inneren) Verbindungsglied 216A und die Energieversorgung 220 an dem beweglichen Element 214 angeordnet ist. In dieser Modifikation ist die Abtriebswelle 252a der Betätigungseinheit 218 über das Verbindungsglied 260 mit dem zweiten Verbindungsglied 216B wirkverbunden, um das zweite Verbindungsglied 216B relativ zum Basiselement 212 zu schwenken.
  • Auf diese Weise wird die Drehung der Abtriebswelle 252a auf das zweite Verbindungsglied 216B übertragen, so dass sich das bewegliche Element 214 relativ zu dem Basiselement 212 bewegt.
  • Alternativ dazu wurde, wie in 21 zu sehen, der vordere Fahrradumwerfer 10B so modifiziert, dass die Betätigungseinheit 218 und die Energieversorgung 220 an dem beweglichen Element 214 angeordnet sind. Bei dieser Modifikation ist die Abtriebswelle 252a der Betätigungseinheit 218 über ein Verbindungsglied 260 mit dem ersten Verbindungsglied 216A verbunden, um das erste Verbindungsglied 216A relativ zum Basiselement 212 zu schwenken. Auf diese Weise wird die Drehung der Abtriebswelle 252a auf das erste Verbindungsglied 216A übertragen, so dass sich das bewegliche Element 214 relativ zu dem Basiselement 212 bewegt.
  • Zum Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind der Begriff „umfassend“ und seine Ableitungen, wie sie hier verwendet werden, als Begriffe mit offenem Ende zu verstehen, die das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Ganzen Zahlen und/oder Schritte spezifizieren, aber das Vorhandensein anderer nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Ganzen Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließen. Das Vorstehende gilt auch für Wörter mit ähnlicher Bedeutung zum Beispiel die Begriffe „einschließlich“, „mit“ und ihre Abwandlungen. Auch die Begriffe „Teil“, „Abschnitt“, „Portion“, „Mitglied“ oder „Element“ können, wenn sie in der Einzahl verwendet werden, die doppelte Bedeutung eines einzelnen Teils oder einer Vielzahl von Teilen haben, sofern nicht anders angegeben.
  • Die hier verwendeten Richtungsbegriffe „dem Rahmen zugewandte Seite“, „nicht dem Rahmen zugewandte Seite“, „vorwärts“, „rückwärts“, „vorne“, „hinten“, „oben“, „unten“, „über“, „unter“, „aufwärts“, „abwärts“, „oberseitig“, „unterseitig“, „Seite“, „vertikal“, „horizontal“, „senkrecht“ und „quer“ sowie alle anderen ähnlichen Richtungsbegriffe beziehen sich auf die Richtungen eines Fahrrads in aufrechter Fahrposition, das mit dem Fahrradumwerfer ausgestattet ist. Dementsprechend sind diese Richtungsbegriffe, die zur Beschreibung des Fahrradumwerfers verwendet werden, in Bezug auf ein Fahrrad zu interpretieren, das sich in aufrechter Fahrposition auf einer horizontalen Fläche befindet und mit dem Fahrradumwerfer ausgestattet ist. Die Ausdrücke „links“ und „rechts“ werden so verwendet, dass mit „rechts“ es bezeichnet wird, wenn man vom Heck des Fahrrads aus gesehen von der rechten Seite spricht, und mit „links“, wenn man vom Heck des Fahrrads aus gesehen von der linken Seite spricht.
  • Die in dieser Offenbarung verwendete Formulierung „mindestens eines“ bedeutet „eines oder mehrere“ einer gewünschten Auswahl. Ein Beispiel: Der in dieser Offenbarung verwendete Ausdruck „mindestens eines von“ bedeutet „nur eine einzige Wahlmöglichkeit“ oder „beide von zwei Wahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl der Wahlmöglichkeiten zwei beträgt. Ein weiteres Beispiel: Der in dieser Offenbarung verwendete Ausdruck „mindestens eines von“ bedeutet „nur eine einzige Auswahlmöglichkeit“ oder „eine beliebige Kombination von größer/gleich zwei Auswahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl der Auswahlmöglichkeiten gleich oder mehr als drei beträgt. Außerdem bedeutet der in dieser Offenbarung verwendete Begriff „und/oder“ „entweder eines oder beide“.
  • Es versteht sich von selbst, dass die Begriffe „erste“ und „zweite“ hier zwar zur Beschreibung verschiedener Komponenten verwendet werden können, diese Komponenten aber nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. So könnte zum Beispiel ein erstes Bauteil, das oben beschrieben wurde, als zweites Bauteil bezeichnet werden und umgekehrt, ohne dass dies von der Lehre der vorliegenden Erfindung abweicht.
  • Der Begriff „befestigt“ oder „anbringen“, wie er hier verwendet wird, umfasst Konfigurationen, in denen ein Element direkt an einem anderen Element befestigt ist, indem das Element direkt an dem anderen Element angebracht wird; Konfigurationen, in denen das Element indirekt an dem anderen Element befestigt ist, indem das Element an dem (den) Zwischenelement(en) angebracht wird, die ihrerseits an dem anderen Element befestigt sind; und Konfigurationen, in denen ein Element mit einem anderen Element integriert ist, d. h. ein Element ist im Wesentlichen Teil des anderen Elements. Diese Definition gilt auch für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, z. B. „zusammengefügt“, „verbunden“, „gekoppelt“, „montiert“, „geklebt“, „befestigt“ und ihre Abwandlungen. Schließlich bezeichnen Begriffe wie „im Wesentlichen“, „etwa“ und „ungefähr“, wie sie hier verwendet werden, ein Maß an Abweichung vom entsprechend modifizierten Begriff derart, dass das Endresultat nicht wesentlich verändert wird.
  • Obwohl zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, wird es für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, Größe, Form, Lage oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten nach Bedarf und/oder Wunsch geändert werden, solange die Änderungen ihre beabsichtigte Funktion nicht wesentlich beeinträchtigen. Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, können Komponenten, die direkt miteinander verbunden sind oder einander berühren, Zwischenstrukturen aufweisen, solange die Änderungen ihre beabsichtigte Funktion nicht wesentlich beeinträchtigen. Die Funktionen eines Elements können von zwei Elementen übernommen werden und umgekehrt, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine andere Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass alle Vorteile gleichzeitig in einer bestimmten Ausführungsform vorhanden sind. Jedes Merkmal, das sich allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen vom Stand der Technik abhebt, sollte ebenfalls als gesonderte Beschreibung weiterer Erfindungen des Anmelders betrachtet werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch ein solches Merkmal bzw. solche Merkmale verkörpert werden. Die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen daher nur der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen und deren Entsprechungen definiert ist.
  • BEZUGSZEICHEN
    • 10A
    erster Fahrradumwerfer
    10B
    zweiter Fahrradumwerfer
    12
    Basiselement
    14
    bewegliches Element
    16
    Verbindungsglied
    16A
    erstes Verbindungsglied
    16B
    zweites Verbindungsglied
    16B1
    erstes Armteil
    16B2
    zweites Armteil
    18
    Betätigungseinheit
    20
    Energieversorgung
    20A
    Energieversorgungsgehäuse
    20A1
    Elektrischer Anschluss für die Energieversorgung
    20B
    Batteriezelle
    20C
    elektrischer Kontaktabschnitt der Energieversorgung
    22
    Elektrokabel
    22A
    erster elektrischer Kontaktabschnitt des Elektrokabels
    22B
    zweiter elektrischer Kontaktabschnitt des Elektrokabels
    24
    Elektrokabel-Halteteil
    26
    Befestigungsschraube
    30
    Einstellelement
    31
    erster Gelenkstift
    32
    zweiter Gelenkstift
    33
    dritter Gelenkstift
    34
    vierter Gelenkstift
    40
    Kettenführung
    42
    Achse
    44
    Paar Kettenleitbleche
    46
    Zugspannungsrolle
    48
    Führungsrolle
    50
    Betätigungseinheitsgehäuse
    50A
    elektrischer Anschluss der Betätigungseinheit
    52
    Motor
    52a
    Abtriebswelle
    54
    Vielzahl von Zahnrädern
    56
    elektrischer Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit
    58
    Untersetzungsgetriebe
    60
    Abtriebsrad
    62
    Steuerung
    62A
    Prozessor
    62B
    Speicher
    66
    Motorschaltung
    68
    elektrischer Verbindungsabschnitt
    70
    erste drahtlose Kommunikationseinrichtung
    72
    zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung
    74
    Beschleunigungssensor
    76
    Beschleunigungssensor
    110A
    Fahrradumwerfer/ Fahrradumwerfer mit Schaltwerk
    112
    Basiselement
    114
    bewegliches Element
    115
    Vorspannelement
    116
    Verbindungsglied
    116A
    erstes Verbindungsglied
    116A1
    erstes Armteil
    116A2
    zweites Armteil
    116B
    zweites Verbindungsglied
    118
    Betätigungseinheit
    120
    Energieversorgung
    120C
    Energieversorgung elektrischer Kontaktabschnitt
    122
    Elektrokabel
    122A
    erster elektrischer Kontaktabschnitt des Elektrokabels
    122B
    zweiter Abschnitt des elektrischen Kontaktabschnitts des Elektrokabels
    124
    Elektrokabel-Halteteil
    126
    Befestigungsschraube
    130
    Einstellelement
    131
    erster Gelenkstift
    132
    zweiter Gelenkstift
    133
    dritter Gelenkstift
    134
    vierter Gelenkstift
    140
    Kettenführung
    142
    Achse
    144
    Paar Kettenleitbleche
    146
    Zugspannungsrolle
    148
    Führungsrolle
    150
    Betätigungseinheitsgehäuse
    152
    Motor
    152a
    Abtriebswelle
    154
    Vielzahl von Zahnrädern
    156
    elektrischer Kontaktabschnitt der Betätigungseinheit
    158
    Untersetzungsgetriebe
    160
    Abtriebsrad
    162
    Steuerung
    162B
    Speicher
    164
    Leiterplatte
    212
    Basiselement
    214
    bewegliches Element
    216
    Verbindungsglied
    216A
    erstes Verbindungsglied
    216B
    zweites Verbindungsglied
    218
    Betätigungseinheit
    220
    Energieversorgung
    222
    Elektrokabel
    224
    Elektrokabel-Halteteil
    226
    Befestigungsschraube
    240
    Kettenführung
    252a
    Abtriebswelle
    260
    Verbindungsglied
    A1
    erste Drehachse
    A2
    zweite Drehachse
    A3
    dritte Drehachse
    A4
    vierte Drehachse
    B
    Fahrrad
    BT
    Energieversorgung
    C
    Kurbel
    CA1
    Kurbelachse
    CA2
    Paar Kurbelarme
    CN
    Kette
    CP
    Fahrrad-Mittelebene
    DT
    Antriebsstrang
    DU
    Antriebseinheit
    EC
    zusätzliches Elektrokabel
    ECU
    primäre Steuerung/ Master-Steuerung
    F
    Fahrradrahmen
    FB
    vorderer Rahmenkörper
    FF
    Vorderradgabel
    FS
    Mehrzahl von vorderen Kettenrädern
    FW
    Vorderrad
    H
    Lenker
    MU
    Motoreinheit
    OD
    Betätigungsvorrichtung
    P1
    Schwenkachse/ erste Drehachse (B-Achse)
    P2
    Kettenführungsschwenkachse/ zweite Drehachse (P-Achse)
    PD
    Pedal
    RB
    Heckrahmenkörper/ Schwinge
    RL
    Bezugslinie
    RS
    Vielzahl hinterer Kettenräder
    RW
    Hinterrad
    S
    Fahrradsattel
    SA1
    erster geteilter Absch n itt
    SA2
    zweiter geteilter Bereich
    SP
    verstellbare Sattelstütze
    WC
    drahtlose Kommunikationseinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 11211663 B2 [0002]
    • US 10239579 B2 [0002]

Claims (16)

  1. Ein Fahrradumwerfer (10A) umfassend: ein Basiselement (12), das ausgebildet ist, um an einem Rahmen (F) eines Fahrrads (B) befestigt zu werden; ein bewegliches Element (14), das relativ zum Basiselement (12) beweglich ist; ein Verbindungsglied (16), das das bewegliche Element (14) beweglich mit dem Basiselement (12) verbindet, wobei das Verbindungsglied (16) ein erstes Verbindungsglied (16A) und ein zweites Verbindungsglied (16B) aufweist, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied (16A) liegt, wenn man es in einer Richtung betrachtet, die dem Rahmen (F) zugewandt ist, und das so ausgebildet ist, dass es dem Basiselement (12) in einem Zustand zugewandt ist, in dem das Basiselement (12) an dem Rahmen (F) des Fahrrads (B) befestigt ist; eine Betätigungseinheit (18), die ausgebildet ist, um das bewegliche Element (14) relativ zu dem Basiselement (12) zu bewegen, wobei die Betätigungseinheit (18) an dem zweiten Verbindungsglied (16B) angeordnet ist; und eine Energieversorgung (20), die ausgebildet ist, um die Betätigungseinheit (18) mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei die Energieversorgung (20) an dem Basiselement (12) angeordnet ist.
  2. Ein Fahrradumwerfer (10A) umfassend: ein Basiselement (12), das ausgebildet ist, um an einem Rahmen (F) eines Fahrrads (B) befestigt zu werden; ein bewegliches Element (14), das relativ zum Basiselement (12) beweglich ist; ein Verbindungsglied (16), das das bewegliche Element (14) beweglich mit dem Basiselement (12) verbindet, wobei das Verbindungsglied (16) ein erstes Verbindungsglied (16A) und ein zweites Verbindungsglied (16B) aufweist, das zumindest teilweise über dem ersten Verbindungsglied (16A) liegt, wenn man es in einer Richtung betrachtet, die dem Rahmen (F) zugewandt ist, und das so ausgebildet ist, dass es dem Basiselement (12) in einem Zustand zugewandt ist, in dem das Basiselement (12) an dem Rahmen (F) des Fahrrads (B) befestigt ist; eine Betätigungseinheit (18), die ausgebildet ist, um das bewegliche Element (14) relativ zu dem Basiselement (12) zu bewegen, wobei die Betätigungseinheit (18) entweder an dem beweglichen Element (14) oder dem ersten Verbindungsglied (16A) angeordnet ist; und eine Energieversorgung (20), die ausgebildet ist, um der Betätigungseinheit (18) elektrische Energie zuzuführen, wobei die Energieversorgung (20) an dem beweglichen Element (14) angeordnet ist.
  3. Der Fahrradumwerfer (10A) nach Anspruch 2, wobei die Betätigungseinheit (18) an dem ersten Verbindungsglied (16A) angeordnet ist.
  4. Der Fahrradumwerfer (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein Elektrokabel (22), das zwischen der Betätigungseinheit (18) und der Energieversorgung (20) angeordnet ist.
  5. Der Fahrradumwerfer (10A) nach Anspruch 4, wobei das Elektrokabel (22) die Betätigungseinheit (18) und die Energieversorgung (20) elektrisch verbindet, um die elektrische Energie von der Energieversorgung (20) an die Betätigungseinheit (18) zu liefern.
  6. Der Fahrradumwerfer (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend: ein Elektrokabel-Halteteil (24), das ausgebildet ist, um das Elektrokabel (22) zumindest teilweise zu halten.
  7. Der Fahrradumwerfer (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Betätigungseinheit (18) ein Betätigungseinheitsgehäuse (50), einen Motor (52), eine Vielzahl von Zahnrädern (54) und einen elektrischen Kontaktabschnitt (56) der Betätigungseinheit aufweist, die Energieversorgung (20) ein Energieversorgungsgehäuse (20A) mit einer Batteriezelle (20B) und einem elektrischen Kontaktabschnitt (20C) der Energieversorgung aufweist, und das elektrische Kabel (22) einen ersten elektrischen Kabelkontaktabschnitt (22A) aufweist, der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt (56) der Betätigungseinheit verbunden ist, und einen zweiten elektrischen Kabelkontaktabschnitt (22B), der mit dem elektrischen Kontaktabschnitt (20C) der Energieversorgung verbunden ist.
  8. Der Fahrradumwerfer (10A) nach Anspruch 2, wobei die Betätigungseinheit (18) an dem beweglichen Element (14) angeordnet ist.
  9. Der Fahrradumwerfer (10A) nach Anspruch 8, wobei die Energieversorgung (20) weiter von dem Gestänge (16) entfernt angeordnet ist als die Betätigungseinheit (18).
  10. Der Fahrradumwerfer (1 0A) nach Anspruch 9, wobei die Betätigungseinheit (18) ein Betätigungseinheitsgehäuse (50), einen Motor (52), eine Vielzahl von Zahnrädern (54) und einen elektrischen Kontaktabschnitt (56) der Betätigungseinheit aufweist, die Energieversorgung (20) ein Energieversorgungsgehäuse (20A) mit einer Batteriezelle (20B) und einem elektrischen Kontaktabschnitt der Energieversorgung (20C) aufweist, und der elektrische Kontaktabschnitt (56) der Betätigungseinheit und der elektrische Kontaktabschnitt (20C) der Energieversorgung elektrisch miteinander verbunden sind.
  11. Der Fahrradumwerfer (1 0A) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend: eine erste drahtlose Kommunikationseinrichtung (70) zur Kommunikation mit einer Fahrradkomponente, und eine zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung (72) zur Kommunikation mit mindestens einem Smartphone, einem Personal Computer, einem Tablet-Gerät oder einem Fahrradcomputer.
  12. Der Fahrradumwerfer (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der elektrische Kontaktabschnitt (56) der Betätigungseinheit mit einem zusätzlichen elektrischen Kabel verbindbar ist, das elektrisch mit einer zusätzlichen Energieversorgung verbunden ist, die an einem anderen Abschnitt des Fahrradumwerfers (10A) angeordnet ist.
  13. Der Fahrradumwerfer (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend: eine Steuerung (62), die ausgebildet ist, den Motor (52) zu steuern, wobei die Steuerung (62) als eine untergeordnete Steuerung in Bezug auf eine vom Fahrradumwerfer (10A) entfernt positionierte primäre Steuerung fungiert.
  14. Der Fahrradumwerfer (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend: einen Beschleunigungssensor (74), der in der Betätigungseinheit (18) angeordnet ist.
  15. Der Fahrradumwerfer (1 0A) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner umfassend: einen Beschleunigungssensor (74), der an einer anderen Stelle als der Betätigungseinheit (18) angeordnet ist.
  16. Der Fahrradumwerfer (10A) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner umfassend: einen elektrischen Verbindungsabschnitt (68), der ausgebildet ist, um mit einem Ladekabel zum elektrischen Aufladen der Energieversorgung (20) gekoppelt zu werden.
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