DE102023204552A1

DE102023204552A1 - Bedieneinrichtung und Lenker für ein Fahrrad sowie Elektrofahrrad mit einem solchen Lenker und einer solchen Bedieneinrichtung

Info

Publication number: DE102023204552A1
Application number: DE102023204552.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Jungaberle; Peter Reinders
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-05-16
Filing date: 2023-05-16
Publication date: 2024-02-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung (1) für ein Fahrrad (2), wobei die Bedieneinrichtung (1) dazu eingerichtet ist, an einem Lenker (4) des Fahrrades (2) befestigt zu sein, der zwei Lenkergriffe (5, 6) aufweist, die Bedieneinrichtung (1) umfassend eine Eingabeeinheit (8) mit einem ersten Eingabeelement (E1) und wenigstens einem zweiten Eingabeelement (E2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das erste Eingabeelement (E1) der Eingabeeinheit (8) zur Ansteuerung einer Höhenverstelleinrichtung (11) eines Sattels (12) eingerichtet ist, und dass wenigstens das zweite Eingabeelement (E2) der Eingabeeinheit (8) zur Einstellung von den Betrieb des Fahrrades (2) betreffenden Funktionen eingerichtet ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Lenker mit einer solchen Bedieneinrichtung (1) sowie ein Elektrofahrrad (2) mit einem solchen Lenker (4) und einer solchen Bedieneinrichtung (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung für ein Fahrrad, einen Lenker für ein Fahrrad sowie ein Elektrofahrrad mit einer solchen Bedieneinrichtung und einem solchen Lenker.
Für Pedelecs haben sich Höhenverstelleinrichtungen in Form von beispielsweise Teleskopsattelstützen als essenzieller Bestandteil etabliert. Diese können beim Bergabfahren per Ansteuerung durch ein am Lenker befestigtes Bedienelement abgesenkt und beispielsweise beim Bergauffahren wieder wunschgemäß ausgefahren werden. Dabei geschieht insbesondere das Ausfahren selbstständig, das Absenken geschieht nach Freigabe durch das Bedienelement mit Hilfe des eigenen Körpergewichts des Fahrers. Das Bedienelement, auch „Remote“ genannt, ist in den meisten Fällen an der linken Lenkerseite bzw. am in Vorwärtsfahrtrichtung linken Lenkergriff, direkt neben einem separaten Modewechselschalter angebracht. Der Modewechselschalter ermöglicht es dem Fahrer, einzelne den Betrieb des Fahrrades betreffende Funktionen, insbesondere einer Antriebseinheit, zu steuern.
Aus der DE 10 2015 216 186 B4 geht beispielsweise eine Fernbedienungseinheit für eine Anzeigeeinheit eines Elektrofahrrads bekannt. Die Fernbedienungseinheit ist im Bereich eines Lenkergriffes entfernt von der Anzeigeeinheit angeordnet und weist Unterstützungswahltasten für die Wahl der Unterstützungsstufe sowie zumindest ein Eingabegerät zur Menü-Navigation und Auswahl von auf der Anzeigeeinheit dargestellten Menüpunkten auf. Das Eingabegerät und die Unterstützungswahltasten sind in Bezug auf den Lenkergriff entlang einer konvex bogenförmigen gemeinsamen Linie angeordnet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine hinsichtlich ihrer Bedienbarkeit und ihres Funktionsumfangs verbesserte Bedieneinrichtung für ein Fahrrad vorzuschlagen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 7 und 11. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Eine Bedieneinrichtung für ein Fahrrad gemäß einem ersten Erfindungsaspekt ist dazu eingerichtet, an einem Lenker des Fahrrades befestigt zu sein, der zwei Lenkergriffe aufweist, wobei die Bedieneinrichtung eine Eingabeeinheit mit einem ersten Eingabeelement und wenigstens einem zweiten Eingabeelement umfasset, wobei wenigstens das erste Eingabeelement der Eingabeeinheit zur Ansteuerung einer Höhenverstelleinrichtung eines Sattels eingerichtet ist, und dass wenigstens das zweite Eingabeelement der Eingabeeinheit zur Einstellung von den Betrieb des Fahrrades betreffenden Funktionen eingerichtet ist.
Die Eingabeeinheit der Bedieneinrichtung ist eine integrierte Vorrichtung, die eine Steuerung von unterschiedlichen Vorrichtungen mit unterschiedlichen Funktionen in einem Bauteil bzw. einer Einheit vereint. Die Eingabeeinheit umfasst mindestens zwei Eingabeelemente, mit denen wenigstens zwei unterschiedliche Funktionen ansteuerbar bzw. betätigbar sind, nämlich das erste Eingabeelement, mit dem ein Ein- und Ausfahren einer Teleskopsattelstütze der Höhenverstelleinrichtung initiiert bzw. eingestellt werden kann, und das wenigstens zweite Eingabeelement, das es als Modewechselschalter dem Fahrer des Fahrrades ermöglicht, einzelne Funktionen eines Elektroantriebs oder weiterer den Betrieb, insbesondere den Antrieb, des Fahrrades betreffende Funktionen einzustellen, zu steuern, ein- oder auszuschalten. Durch das wenigstens zweite Eingabeelement kann beispielsweise eine Antriebsunterstützung durch einen elektromechanischen Elektroantrieb eingestellt werden. Der Elektroantrieb kann als Tretlagerantrieb ausgebildet sein. Eine den Betrieb des Fahrrades betreffende Funktion kann beispielsweise eine Gangwahl, sofern die wählbaren Gangstufen durch ein Getriebe des Elektroantriebs realisiert werden, eine Art undloder Intensität des Antriebs, eine Art und/oder Intensität einer Rekuperationsfunktion, eine Schaltcharakteristik oder dergleichen sein.
Ferner kann durch das gleiche oder ein weiteres Eingabeelement eine Schiebehilfe aktiviert oder deaktiviert werden. Die Schiebehilfe unterstützt den Fahrer beim Anschieben des Fahrrades, wenn es unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit angeschoben wird.
Außerdem kann durch das gleiche oder ein weiteres Eingabeelement ein sogenannter „Hill Hold“-Modus aktiviert oder deaktiviert werden. Bei aktiviertem „Hill Hold“-Modus kann ein Anfahren am Berg unterstützt werden. Mithin werden durch das wenigstens zweite Eingabeelement Eingabebefehle erzeugt, die den elektrischen Antrieb des Fahrrades beeinflussen.
Zur Ansteuerung der genannten Einrichtungen steht die Bedieneinrichtung mit einem Steuergerät in kommunizierender Verbindung, die die Höhenverstelleinrichtung und den Elektroantrieb entsprechend den durch die Eingabeelemente erzeugten Eingabebefehlen ansteuert. Denkbar ist auch, dass die Bedieneinrichtung und/oder der Elektroantrieb mit einem oder mehreren Steuergeräten in kommunizierender Verbindung steht bzw. stehen, um bei Betätigung des jeweiligen Eingabeelements einen Eingabebefehl an das jeweilige Steuergerät zu senden. Das jeweilige Steuergerät verarbeitet die Eingabebefehle weiter und erzeugt entsprechende Steuer- bzw. Befehlssignale zur Steuerung der jeweiligen Einrichtung, insbesondere der Höhenverstelleinrichtung und/oder des Elektroantriebs.
Die Eingabeelemente der Eingabeeinheit sind bevorzugt als Knöpfe, Taster, Schalter, Hebel oder Touch-Display oder dergleichen ausgebildet, wobei auch eine Kombination der genannten Eingabeelemente möglich ist. Die Eingabeeinheit mit den Eingabeelementen ist bevorzugt dazu eingerichtet, im Bereich eines der Lenkergriffe in Schwerkraftrichtung unterhalb des jeweiligen Lenkergriffs des Lenkers angeordnet zu sein, sodass die Eingabeelemente in einfacher Weise ergonomisch mit dem Daumen betätigbar sind. Am jeweils anderen Lenkergriff kann ein Schaltelement zur Betätigung eines mechanischen Schaltelements des Fahrrades vorgesehen sein. So können während der Fahrt die Hände des Fahrradfahrers stets sicher die Lenkergriffe umgreifen, auch wenn die Eingabeeinheit betätigt wird.
Die Belegung der Eingabeelemente kann beliebig voreingestellt sowie nachträglich verändert werden. Die Tastenbelegung ist beispielsweise per Smartphone-Applikation oder per Bordcomputer oder Steuergerät frei konfigurierbar. Die Bedieneinrichtung weist in diesem Fall entsprechende Schnittstellen zur Kommunikation und Datenübertragung auf. Ferner können Eingabeelemente mit bestimmten Eingabebefehlen belegt sein, andere Eingabeelemente können zur Navigation durch ein Menü, zur Einstellung von Grundeinstellungen der Fahrfunktionen oder dergleichen belegt sein. Ferner ist denkbar, eine Anzeigeeinheit vorzusehen, die das Menü oder andere den Betrieb oder Einstellungen des Fahrrades betreffende Aspekte für den Fahrradfahrer sichtbar macht.
In einem Ausführungsbeispiel ist das wenigstens erste Eingabeelement derart konfiguriert, dass damit die Höhenverstelleinrichtung angesteuert wird, um den Abstand des Sattels des Fahrrades in Bezug auf den befahrenen Untergrund, in Bezug auf den Fahrradrahmen und/oder in Bezug auf Pedale oder eine Tretkurbelwelle des Fahrrades einzustellen. Über das wenigstens erste Eingabeelement kann also eine Verlagerung einer Teleskopstange, an der der Sattel zumindest mittelbar befestigt ist, relativ zum befahrenen Untergrund, zum Fahrradrahmen undloder zu den Pedalen oder der Tretkurbelwelle initiiert werden.
Vorzugsweise ist das wenigstens zweite Eingabeelement derart konfiguriert, dass damit insbesondere die Antriebsunterstützung oder Antriebsübernahme durch den Elektromotor steuerbar ist. Über das wenigstens zweite Eingabeelement kann beispielsweise eine höhere oder niedrigere Antriebsintensität und/oder eine höhere oder niedrigere Intensität einer Rekuperation oder dergleichen gewählt werden. In Abhängigkeit der Eingabebefehle kann über das Steuergerät insbesondere Einfluss auf den Elektroantrieb des Fahrrades genommen werden.
Die Bedieneinrichtung ist derart am Lenker bzw. im Bereich eines der Lenkergriffe befestigt, dass der Fahrradfahrer jede der genannten Eingabeelemente durch wenigstens einen seiner Finger betätigen kann, wobei zu jeder Zeit sichergestellt ist, dass er mit beiden Händen den Lenkergriff festhalten kann. Der Vorteil der Bedieneinrichtung besteht im Wesentlichen darin, dass durch simple Kombination von Eingabebefehlen und Tastenbelegung auch während der Fahrt eine Einstellung der den Betrieb des Fahrrades betreffenden Funktionen sowie eine Einstellung der Sattelhöhe möglich ist. Dadurch ist die Fahrsicherheit wesentlich gesteigert, wobei durch die optimierte Anzahl an Eingabeelementen und eine einfache Anordnung eine intuitive Bedienung der Eingabeeinheit möglich ist. Die Eingabeeinheit ist dadurch übersichtlich und klar gestaltet. Zudem ist denkbar, die unterschiedlichen Eingabeelemente mit unterschiedlichen haptischen Eigenschaften auszustatten. Außerdem ist denkbar, alle oder nur einen Teil der Eingabeelemente als mechanische Eingabeelemente oder in Form von Touch-Displays auszubilden.
Bevorzugt sind mittels wenigstens eines der Eingabeelemente in Abhängigkeit einer jeweiligen Betätigungsdauer unterschiedliche Eingabebefehle erzeugbar. Mithin können mit einem einzigen Eingabeelement unterschiedliche Eingabebefehle erzeugt werden. Beispielsweise kann ein kurzes Tippen des jeweiligen Eingabeelements einen ersten Eingabebefehl auslösen. Auch mehrmaliges kurzes Antippen oder Betätigen des jeweiligen Eingabeelements kann von der Eingabeeinheit erkannt werden, beispielsweise um direkt mehrere Antriebsintensitätsstufen hoch- oder runterzuschalten. Ein langes Drücken bzw. Betätigen des jeweiligen Eingabeelements kann ebenfalls einen entsprechend zugeordneten Eingabebefehl erzeugen. Ein langes Drücken bzw. Betätigen kann zum Beispiel eine Betätigungsdauer von größer als 500 ms sein. Eine Betätigungsdauer von weniger als 500 ms ist entsprechend als kurzes Drücken bzw. Betätigen des jeweiligen Eingabeelements zu verstehen.
Ferner bevorzugt ist wenigstens eines der Eingabeelemente ausgehend von einer Neutralstellung in wenigstens eine Betätigungsrichtung mit zumindest zwei hintereinanderliegend angeordneten Funktionsstellungen betätigbar, wobei zum Erreichen einer ersten Funktionsstellung eine erste Betätigungskraft erforderlich ist, und wobei zum Erreichen zumindest einer zweiten Funktionsstellung ein spürbarer Druckpunkt durch eine im Vergleich zur ersten Betätigungskraft erhöhte zweite Betätigungskraft zu überwinden ist. Das jeweilige Eingabeelement ist demnach eine Art Triggerschalter, der durch manuelle Betätigung des Fahrradfahrers und in Abhängigkeit von der Betätigungskraft von der Neutralstellung in wenigstens eine Betätigungsrichtung betätigt werden kann. Denkbar ist, dass das jeweilige Eingabeelement in zwei oder mehrere Betätigungsrichtungen betätigbar ist.
In der wenigstens einen Betätigungsrichtung liegen hintereinander vorzugsweise zwei, alternativ auch drei, vier oder mehr als vier Funktionsstellungen, die während der Betätigung vom Fahrradfahrer mittels Druckpunkten fühlbar voneinander getrennt sind. Von der Neutralstellung zur ersten Funktionsstellung gelangt der Nutzer, indem er das jeweilige Eingabeelement mit der ersten Betätigungskraft betätigt, die kleiner ist als die Kraft, die nötig ist, um den ersten Druckpunkt zu überwinden. Von der Neutralstellung undloder der ersten Funktionsstellung wird zur zweiten Funktionsstellung gelangt, indem eine zweite Betätigungskraft aufgebracht wird, die groß genug ist, um den ersten Druckpunkt zu überwinden. Sofern eine dritte Funktionsstellung vorgesehen ist, ist zum Erreichen der dritten Funktionsstellung eine dritte Betätigungskraft eine solche dritte Betätigungskraft aufzubringen, so dass ein zweiter Druckpunkt, welcher die zweite und dritte Funktionsstellung fühlbar voneinander trennt, überwunden wird. Je mehr Funktionsstellungen hintereinander angeordnet sind, desto größer ist die erforderliche Betätigungskraft zum Erreichen der jeweiligen Funktionsstellung. Dadurch ist für den Nutzer direkt fühlbar, in welcher Funktionsstellung er sich befindet. Denkbar ist, dass die Druckpunkte bei drei oder mehr Funktionsstellungen jeweils mit einer gleichen zweiten Betätigungskraft zu überwinden sind. Damit kann vergleichsweise einfach bzw. mit vergleichsweise geringer Betätigungskraft das Erreichen einer höheren Funktionsstellung erfolgen.
Eine Betätigung des jeweiligen Eingabeelements erfolgt demnach, wenn der Fahrradfahrer mit einem seiner Finger, vorzugsweise seinem Daumen, Druck auf das jeweilige Eingabeelement ausübt, derart, dass das Eingabeelement in die jeweilige Betätigungsrichtung ausweicht. Der jeweilige Druckpunkt ist eine haptische Rückmeldung in Form eines wahrnehmbar veränderten Widerstandes während der Betätigung des jeweiligen Eingabeelements in die jeweilige Betätigungsrichtung.
Mit einer solchen Bedieneinrichtung können in einfacher Weise beispielsweise Einfach- oder Mehrfachschaltungen als Hoch- oder Rückschaltung ohne Einschränkungen und mit nur einem Eingabeelement ausgeführt werden. Die Schaltvorgänge können sequenziell, also der Reihe nach, erfolgen. Demnach können mehrere Gänge bzw. Gangstufen innerhalb eines kurzen Zeitraums schnell hintereinander gewechselt werden. Denkbar ist ferner, dass bei Mehrfachschaltungen ein oder mehrere Gangstufen übersprungen werden. Dies ist abhängig von der Ausbildung einer Schalteinheit eines Elektroantrieb, insbesondere eines Tretlagerantriebs bzw. eines im Tretlagerantrieb integrierten Getriebes.
Alternativ ist denkbar, dass, wenn eines der Eingabeelemente als Hebel ausgebildet ist, zum Erreichen der ersten Funktionsstellung ein erster Hebelweg erforderlich ist, und dass zum Erreichen der zweiten Funktionsstellung ein von der Neutralstellung im Vergleich zum ersten Hebelweg weiter entfernter zweiter Hebelweg erforderlich ist, der durch Überwindung eines spürbaren Druckpunktes erreicht wird. Ein Halten des jeweiligen Eingabeelements am jeweiligen Hebelweg kann durch eine geeignete Rastierung zum Festsetzen des jeweiligen Eingabeelements in der jeweiligen Funktionsstellung der jeweiligen Betätigungsrichtung realisiert werden. Damit kann das jeweilige Eingabeelement der Bedieneinrichtung an Stelle einer kraftabhängigen Betätigung des jeweiligen Eingabeelements auch wegabhängig betätigt werden. Wenn im Rahmen dieser Erfindung von unterschiedlichen Betätigungskräften die Rede ist, können ersatzweise auch verschiedenen Hebelwege zur Ansteuerung des Elektroantriebs mittels des jeweiligen Eingabeelements eingesetzt werden.
Vorzugsweise kehrt das jeweilige Eingabeelement, nachdem es in die jeweilige Funktionsstellung gebracht wurde, durch Loslassen in seine Neutralstellung zurück. Anders gesagt wird das jeweilige Eingabeelement nach jeder Betätigung wieder in die Ausgangs- bzw. Neutralstellung zurückgestellt. Dazu kann ein Federmechanismus oder dergleichen eingesetzt werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel umfasst die Bedieneinrichtung Mittel zur Anbindung der Bedieneinrichtung an einer Lenkerstange des Lenkers. Die Mittel zur Anbindung sind im Bereich der Lenkergriffe angeordnet, so dass der Fahrradfahrer die Eingabeeinheit händisch betätigen kann. Als Mittel zur Anbindung der Bedieneinrichtung an einer Lenkerstange sind Schellen oder dergleichen zu verstehen, die die Lenkerstange, die üblicherweise einen runden Querschnitt aufweist, umschließt. In diesem Sinn ist bei einem erfindungsgemäßen Lenker die Bedieneinrichtung über Mittel zur Anbindung direkt an einer Lenkerstange des Lenkers befestigt.
Alternativ umfasst die Bedieneinrichtung Mittel zur Anbindung der Bedieneinrichtung an einer an der Lenkerstange des Lenkers befestigten Bremseinrichtung. Anders gesagt umfasst ein erfindungsgemäßer Lenker eine an der Lenkerstange befestigte Bremseinrichtung, wobei die Bedieneinrichtung über Mittel zur Anbindung an der Bremseinrichtung angeordnet ist. Die Mittel zur Anbindung sind im Bereich der Lenkergriffe angeordnet, so dass der Fahrradfahrer die Eingabeeinheit händisch betätigen kann. Die Bremseinrichtung umfasst einen Bremshebel oder dergleichen, der in bekannter Weise z. B. über eine Schelle am Lenker, insbesondere an der Lenkerstange, im Bereich des Lenkergriffs befestigt ist. Die Mittel zur Anbindung der Bedieneinrichtung können somit in Form eines Adapters ausgebildet sein, wobei der Adapter zum Anschluss der Bedieneinrichtung an die Bremseinrichtung, insbesondere an der Schelle der Bremseinrichtung, vorgesehen ist. Damit können unterschiedliche Vorrichtungen miteinander kombiniert und in einfacher Weise sowie raumsparend aneinander befestigt werden. Insbesondere kann eine Direktmontage erfolgen, ohne weitere Schellen an der Lenkerstange vorzusehen.
Der Bremshebel der Bremseinrichtung ist im Bereich eines der Lenkergriffe angeordnet. Mittels des Bremshebels wird eine Bremse des Fahrrades zumindest mittelbar betätigt, sodass eine Verzögerung des Elektrofahrrades realisiert wird. Die Intensität der Bremswirkung ist abhängig von der Dauer und/oder Intensität der Betätigung des Bremshebels.
Nach einem zweiten Erfindungsaspekt umfasst ein Lenker für ein Fahrrad zwei Lenkergriffe sowie eine Bedieneinrichtung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt, wobei die Bedieneinrichtung im Bereich eines der beiden Lenkergriffe des Lenkers befestigt ist. Der Lenker ist über einen Vorbau verschwenkbar am Fahrradrahmen angebunden und ist drehfest mit einer das Vorderrad des Fahrrades aufnehmenden Gabel verbunden.
Vorzugsweise ist die Bedieneinrichtung am in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrrades linken Lenkergriff angeordnet, während am in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrrades rechten Lenkergriff andere Betätigungselemente, beispielsweise Schaltelemente oder dergleichen, angeordnet sein können. Auch eine umgekehrte Anordnung ist denkbar. So kann das jeweilige Eingabeelement durch einen Finger, insbesondere den Daumen der linken oder rechten Hand des Fahrradfahrers, betätigt werden.
Bevorzugt sind die Eingabeelemente der Eingabeeinheit in Schwerkraftrichtung unterhalb des jeweiligen Lenkergriffs des Lenkers angeordnet. Mit anderen Worten sind die Eingabeelemente der Eingabeeinheit vertikal unterhalb des jeweiligen Lenkergriffs des Lenkers angeordnet, sodass eine Betätigung mittels Daumen ergonomisch vorteilhaft erfolgen kann. Um eine ergonomisch optimale Betätigung der Eingabeeinheit mittels des Daumens zu erreichen, können die Eingabeelemente der Eingabeeinheit ferner in Längsrichtung des Fahrrades versetzt, vorzugsweise in Längsrichtung des Fahrrades nach hinten versetzt, angeordnet sein.
Nach einem dritten Erfindungsaspekt ist ein Elektrofahrrad vorgesehen, umfassend einen Lenker gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt, zumindest ein Vorderrad, ein Hinterrad, ein Steuergerät, einen Elektroantrieb zum Antrieb des Vorderrades und/oder des Hinterrades, eine Höhenverstelleinrichtung für einen Sattel sowie eine mit dem Steuergerät sowie der Höhenverstelleinrichtung des Sattels kommunizierend verbundene Bedieneinrichtung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt angeordnet ist.
Das Vorderrad und/oder das Hinterrad können beispielsweise über eine Kette oder einen Riemen mit einem antreibenden Bauteil eines Elektroantriebs, der als Tretlagerantrieb ausgebildet sein kann, wirkverbunden sein. Das Elektrofahrrad kann ein rein elektromotorisch angetriebenes Fahrrad, also ein E-Bike, oder ein teilweise mit Muskelkraft und teilweise elektromotorisch angetriebenes Fahrrad, also ein Pedelec, sein. Entsprechend ist unter einem Elektroantrieb des Elektrofahrrads entweder ein rein elektromotorischer Antrieb (E-Bike) oder ein mit Muskelkraft hybridbetriebener Antrieb (Pedelec) zu verstehen. Mithin kann der Elektroantrieb sowohl für E-Bikes als auch für Pedelecs eingesetzt werden.
Das Steuergerät steht zumindest mit dem Elektroantrieb, der bevorzugt als Tretlagerantrieb ausgebildet ist, in kommunizierender Verbindung und kann Einfluss auf den Elektroantrieb nehmen. Mittels des Steuergeräts ist ein elektrisch unterstützter oder gänzlich elektrischer Antrieb des Fahrrades steuer- und regelbar.
Der Elektroantrieb umfasst eine Antriebseinheit und ein Getriebe, wobei das Getriebe dazu eingerichtet ist, mit einem ersten Getriebeelement zumindest mittelbar mit einer Tretkurbelwelle des Elektrofahrrades und mit einem zweiten Getriebeelement zumindest mittelbar mit einem Ketten- oder Riemenritzel des Elektrofahrrades wirkverbunden zu sein. Das Getriebe kann ein Planetengetriebe mit wenigstens einem Planetenradsatz sein, wobei der jeweilige Planetenradsatz die Radsatzelemente Sonnenrad, Hohlrad und Planetenträger aufweist. Je eines dieser Radsatzelemente ist als Getriebeelement im Sinn dieser Erfindung zu verstehen. Der Elektroantrieb kann ferner Mittel zur Entkopplung einer kinematischen Energie aus dem Ketten- oder Riemenritzel umfassen, wobei die kinematische Energie zur Rekuperation nutzbar ist.
Die Höhenverstelleinrichtung ist vorzugsweise eine axial verlagerbare Teleskopsattelstütze, an der der Sattel zumindest mittelbar befestigt ist. Die Teleskopsattelstütze kann in Form einer Kolben-Zylinder-Anordnung ausgeführt sein, wobei die Teleskopsattelstütze relativ zum Zylinder, der ein rohrförmiger Abschnitt des Fahrradrahmen ausgebildet sein kann und die Teleskopsattelstütze axial aufnimmt, axial verlagerbar ist. Durch axiale Verlagerung der Teleskopsattelstütze wird eine relative Höhe des daran befestigen Sattels zum Rahmen des Fahrrades, zum befahrenen Untergrund sowie zu den Pedalen oder der Tretkurbelwelle des Fahrrades eingestellt. Dies kann bei Betätigung des Eingabeelements, welches zur Ansteuerung der Höhenverstelleinrichtung vorgesehen ist, erfolgen.
Das Elektrofahrrad umfasst wenigstens eine Bremseinrichtung. Die Bremseinrichtung weist wenigstens einen Bremshebel sowie Mittel zum Beeinflussung einer Rotationsgeschwindigkeit der Räder des Elektrofahrrades auf. Diese Mittel können als Bremse in Form von Bremsklötzen oder Scheibenbremsen an den Rädern bzw. im Bereich der Radnaben des Vorder- und/oder Hinterrades ausgebildet sein, die zumindest mittelbar mit dem Vorder- undloder Hinterrad in Kraftschluss bringbar sind. Der Bremshebel kann direkt mit einer Bremse des Fahrrades mechanisch verbunden sein, beispielsweise über einen Bowdenzug oder dergleichen. Denkbar ist auch ein sogenanntes Brake-by-Wire-System, in dem die Betätigungs- und Stelleinrichtungen der Bremseinrichtung voneinander mechanisch entkoppelt sind.
Der Elektroantrieb umfasst einen Elektromotor, aufweisend einen gehäusefesten Stator und einen auf einer drehbaren Rotorwelle innerhalb des Stators angeordneten Rotor, sowie ein mit dem Elektromotor wirkverbundenes Getriebe. Das Getriebe ist dabei bevorzugt zumindest mittelbar mit einer Tretkurbelwelle des Elektrofahrrades verbunden. Der Elektroantrieb kann ferner eine Steuer- und Regelungseinheit umfassen, die die Eingangsbefehle der Eingabeeinheit der Bedieneinrichtung empfängt und in entsprechende Steuer- und Regelungsbefehle am Elektromotor undloder am Getriebe des Elektroantriebs umwandelt.
Die obigen Definitionen sowie Ausführungen zu technischen Effekten, Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung gelten sinngemäß ebenfalls für den erfindungsgemäßen Lenker sowie für das erfindungsgemäße Elektrofahrrad, und umgekehrt. Es versteht sich, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen ggf. auch kombiniert werden können, um die vorliegend erzielbaren Vorteile und Effekte kumuliert umsetzen zu können.
Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiden Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt

1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Elektrofahrrades mit einem erfindungsgemäßen Lenker und einer daran angeordneten, erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung, und
2 eine stark vereinfachte schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Lenkers nach 1 mit der daran angeordneten erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, und
3 eine stark vereinfachte schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Lenkers nach 1 mit der daran angeordneten erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Gemäß 1 ist ein Elektrofahrrad 2 dargestellt, umfassend ein Vorderrad 20 sowie ein Hinterrad 21, wobei das Hinterrad 21 über eine Kette 24 mit einem im Tretlagerbereich des Elektrofahrrades 2 angeordneten Elektroantrieb 3 wirkverbunden ist. Der Elektroantrieb 3 ist hier als Tretlagerantrieb ausgebildet. Bei dem Elektrofahrrad 2 handelt es sich um ein Fahrrad mit Elektrounterstützung (Pedelec) und Kettenschaltung. Der Elektroantrieb 3 weist ein Kettenritzel 19 auf, über das die Kette 24 antreibbar ist, um das Hinterrad 21 drehanzutreiben. Der Elektroantrieb 3 umfasst ferner ein Steuergerät 25, das mit einer Bedieneinrichtung 1 und einer als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinheit 16 des Elektroantriebs 3 kommunizierend und steuerungstechnisch verbunden ist. Mittels des Steuergeräts 25 ist die Antriebseinheit 16 steuer- und regelbar. Der Elektroantrieb 3 wird zum Antrieb des Elektrofahrrades 2 über eine - hier nicht gezeigte - Batterie mit elektrischer Energie versorgt, die in nicht näher beschriebener Weise in den Elektroantrieb 3 eingespeist wird.
Der Elektroantrieb 3 umfasst ferner ein Getriebe 22, das beispielsweise als schaltbares Planetengetriebe ausgebildet sein kann, wobei das Getriebe 22 dazu eingerichtet ist, mit einem ersten Getriebeelement zumindest mittelbar mit einer Tretkurbelwelle 23 des Elektrofahrrades 2 und mit einem zweiten Getriebeelement zumindest mittelbar mit dem Kettenritzel 19 des Elektrofahrrades 2 wirkverbunden zu sein. Der Elektroantrieb 3 weist ferner Mittel zur Entkopplung einer kinematischen Energie aus dem Kettenritzel 19 auf, wobei die kinematische Energie zur Rekuperation nutzbar ist. Es soll hiermit verdeutlicht werden, dass der Elektroantrieb 3 zur Rekuperation eingerichtet sein kann. Die Rekuperation kann beispielsweise durch Rückwärtstreten von mit der Tretkurbelwelle 23 drehfest verbundenen Pedalen 17 oder durch Ziehen eines - in 1 nicht gezeigten - Bremshebels realisiert werden.
Das Elektrofahrrad 2 umfasst einen Lenker 4, der in 2 und 3 vergrößert gezeigt ist. Der Lenker 4 ist demnach über einen Vorbau 9 an einem in 1 gezeigten Rahmen 10 des Elektrofahrrades 2 verschwenkbar angebunden ist. Der Lenker 4 weist einer Lenkerstange 13 als Lenkerrahmen auf, wobei an der Lenkerstange 13 zwei Lenkergriffe 5, 6 angeordnet sind, an denen sich der Fahrradfahrer festhalten kann.
Das Elektrofahrrad 2 umfasst eine Höhenverstelleinrichtung 11 für einen Sattel 12. Die Höhenverstelleinrichtung 11 weist eine axial verlagerbare Teleskopsattelstütze 7 auf, an der der Sattel 12 befestigt ist. Die Höhenverstelleinrichtung 11 ist ebenfalls mit dem Steuergerät 25 kommunizierend und steuerungstechnisch verbunden, wobei das Steuergerät 25 eine Höhe des Sattels 12 in Bezug auf den befahrenen Untergrund und die Pedale 17 einstellen kann.
Nach 2 ist die Bedieneinrichtung 1 über - hier nicht gezeigte - Mittel zur Anbindung, beispielsweise in Form einer Schelle oder dergleichen, direkt an der Lenkerstange 13 befestigt. Nach 3 ist die Bedieneinrichtung 1 über - hier nicht gezeigte - Mittel zur Anbindung, beispielsweise in Form eines Adapters, an einer Bremseinrichtung 14, umfassend einen manuell betätigbaren Bremshebel 15, befestigt.
Der Aufbau und die Konfiguration der Bedieneinrichtung 1 ist in 2 sowie in 3 im Übrigen identisch. Nachfolgend wird eine beispielsafte Tasten- und ggfs. Druckpunktbelegung der Eingabeeinheit 8 der Bedieneinrichtung 1 näher erläutert.
Nach 2 und 3 umfasst eine Eingabeeinheit 8 der Bedieneinrichtung 1 sechs manuell betätigbare Eingabeelemente E1 -- E6 in Form von mechanischen Tasten. Die Eingabeelemente E1 - E6 sind im Raster 2x3 angeordnet, das heißt jeweils zwei nebeneinander angeordnete Eingabeelemente in drei untereinander angeordneten Reihen. Die Eingabeelemente E1 - E5 der Eingabeeinheit 8 sind in Schwerkraftrichtung, also vertikal, unterhalb des jeweiligen Lenkergriffs 5, 6 des Lenkers 4 angeordnet, sodass der Fahrradfahrer die Eingabeelemente E1 - E6 ergonomisch vorteilhaft mit seinem Daumen betätigen kann, ohne den linken Lenkergriff 5 loslassen zu müssen.
Über die Eingabeelemente E1 - E6 sind entsprechende Eingabebefehle erzeugbar, die an das Steuergerät 25 zur Einflussnahme auf den Fahrbetrieb des Elektrofahrrades 2 oder auf Einstellungen an anderen Vorrichtungen, insbesondere die Höhenverstelleinrichtung 11, gesendet werden. Der jeweilige Eingabebefehl wird an das Steuergerät 25 übermittelt, wobei das Steuergerät 25 dem Eingabebefehl entsprechende Steuer- und/oder Befehlssignale erzeugen und senden kann.
Vorliegend sind das erste und dritte Eingabeelement E1, E3 der Eingabeeinheit 8 beispielhaft zur Ansteuerung der Höhenverstelleinrichtung 11 eines Sattels 12 eingerichtet, wobei durch Betätigung des ersten Eingabeelements E1 ein Herausfahren des Sattels 12, das heißt eine Vergrößerung des Abstandes zu der Tretkurbelwelle 23, erfolgt, und wobei durch Betätigung des dritten Eingabeelements E3 ein Einfahren des Sattels 12, das heißt eine Verringerung des Abstandes zu der Tretkurbelwelle 23, erfolgt.
Das zweite und vierte Eingabeelement E2, E4 der Eingabeeinheit 8 sind demgegenüber beispielhaft zur Einstellung von den Betrieb des Fahrrades 2 betreffenden Funktionen eingerichtet. Eine den Betrieb des Fahrrades 2 betreffende Funktionen kann die Einstellung oder Auswahl einer definierten Antriebsunterstützung durch eine mit dem Elektroantrieb 3 antriebswirksam verbundene Antriebseinheit 16, die Einstellung oder Auswahl einer Rekuperationsstufe des Elektroantriebs 3 undloder die Auswahl einer Schaltcharakterisitik im Getriebe 22 des Elektroantriebs 3 sein.
Das zweite Eingabeelement E2 ist beispielsweise dazu eingerichtet, bei Betätigung eine Erhöhung der Antriebsleistung oder eine Erhöhung der Rekuperationsleistung einzuleiten. Das vierte Eingabeelement E4 ist demgegenüber dazu eingerichtet, bei Betätigung eine Senkung der Antriebsleistung oder eine Senkung der Rekuperationsleistung einzuleiten. Das zweite und vierte Eingabeelement E2, E4 sind hier zudem beispielhaft derart ausgelegt, dass der Eingabebefehl in Abhängigkeit einer jeweiligen Betätigungsdauer variiert. Durch kurze Betätigung des zweiten bzw. vierten Eingabeelements E2, E4 erfolgt beispielsweise ein Schalten zwischen den Gangstufen. „Kurz“ ist die Betätigung bei einer Betätigungsdauer von weniger als 500 ms. Bei einer Betätigungsdauer von über 500ms wird die Art und Intensität der Antriebsleistung oder die Art und Intensität der Rekuperationsleistung eingestellt. Mithin können mit einem einzigen Eingabeelement unterschiedliche Eingabebefehle erzeugt werden, hier beispielhaft durch unterschiedlich langes betätigen.
Auch das fünfte und sechste Eingabeelement E5, E6 können zur Einstellung von den Betrieb des Fahrrades 2 betreffenden Funktionen eingerichtet sein. Denkbar ist, dass mittels des fünften und sechsten Eingabeelements E5, E6 derartige Eingabebefehle an das Steuergerät 25 übersendet werden, dass damit das Getriebe 22 zur Durchführung von Schaltvorgängen zwischen Gangstufen angesteuert wird. Das fünfte Eingabeelement E5 ist beispielsweise dazu eingerichtet, bei Betätigung eine niedrigere Gangstufe auszuwählen, während das sechste Eingabeelement E6 beispielsweise dazu eingerichtet ist, bei Betätigung eine höhere Gangstufe auszuwählen. In Abhängigkeit des Eingabebefehls steuert das Steuergerät 25 ein - nicht gezeigtes - Schaltelement des Getriebes 22 an, um einen Gangwechsel in eine niedrigere bzw. höhere Gangstufe auszuführen.
In diesem Zusammenhang ist es ferner denkbar, das fünfte und sechste Eingabeelement E5, E6 so auszubilden, dass diese ausgehend von einer Neutralstellung in eine Betätigungsrichtung mit beispielsweise zwei hintereinanderliegend angeordneten Funktionsstellungen betätigbar ist. Demnach ist zum Erreichen der ersten Funktionsstellung eine erste Betätigungskraft erforderlich. Zum Erreichen der zweiten Funktionsstellung ist ein spürbarer Druckpunkt durch eine im Vergleich zur ersten Betätigungskraft erhöhte zweite Betätigungskraft zu überwinden. Dies ist für das Auswählen von Gangstufen vorteilhaft. Wenn das fünfte Eingabeelement E5 in die erste Funktionsstellung betätigt wird, kann das Getriebe 22 eine Gangstufe herunterschalten. Wenn das fünfte Eingabeelement E5 jedoch in die zweite Funktionsstellung betätigt wird, kann das Getriebe 22 direkt mehrere Gangstufen herunterschalten. Umgekehrt kann das Getriebe 22, wenn das sechste Eingabeelement E6 in die erste Funktionsstellung betätigt wird, eine Gangstufe hochschalten und wenn das sechste Eingabeelement E6 in die zweite Funktionsstellung betätigt wird, kann das Getriebe 22 entsprechend direkt mehrere Gangstufen hochschalten. Die Eingabeelemente E5, E6 kehren, nachdem sie in die jeweilige Funktionsstellung gebracht wurden, durch Loslassen des jeweiligen betätigten Eingabeelements E5, E6 in ihre Neutralstellung zurück.
Alternativ kann mittels eines oder mehrerer der Eingabeelemente E1 - E6 Einfluss auf weitere Einrichtungen des Elektrofahrrades 2 genommen werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Eingabeelemente E1 - E6 so konfiguriert sein, dass eine Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Frontscheinwerfers 28 und/oder einer Rückleuchte 27 des Elektrofahrrades 2 erfolgt. Alternativ oder ergänzend kann die Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Schiebehilfe des Elektrofahrrades 2 erfolgen. Ferner alternativ oder ergänzend kann die Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Hill Hold-Modus erfolgen.
Damit wird eine Bedieneinrichtung 1 bereitgestellt, die es ermöglicht, unterschiedliche Einrichtungen des Elektrofahrrads 2, die bisher durch unterschiedliche Anbauten am Lenker 4 befestigt werden mussten, in eine Einheit zu integrieren, wodurch der Lenker 4 weniger überladen wirkt und unterschiedliche Einstellungen am Fahrrad zusammengefasst an der Bedieneinrichtung 1 vorgenommen werden können.
Es soll anhand der beschriebenen Beispiele zudem verdeutlicht werden, dass die Anordnung, Belegung und Ausgestaltung der einzelnen Eingabeelemente E1 - E6 je nach Anforderung an die Bedieneinrichtung 1 beliebig gewählt und angepasst werden kann. Die Konfiguration und Tastenbelegung der Eingabeeinheit 8 bzw. der Eingabeelemente E1 - E6 kann ebenfalls beliebig erfolgen und nachträglich wunschgemäß angepasst werden. Dazu ist das Steuergerät 25 ferner dazu eingerichtet, mit einem externen Gerät, hier einem Smartphone 26, zu kommunizieren. Mittels des Smartphones 26 können Anpassungen an der Bedieneinrichtung 1, insbesondere an der Tasten- und Druckpunktbelegung der Eingabeelemente E1 - E6, vorgenommen werden. Die Funktionen und Tastenbelegungen können beliebig getauscht, aktiviert oder deaktiviert werden. Zudem können Druckpunkte zur Realisierung mehrerer hintereinander angeordneter Funktionsstellungen festgelegt werden. Außerdem können Betätigungsdauern des jeweiligen Eingabeelements E1 - E6 bestimmten Eingabebefehlen zugeteilt werden, oder umgekehrt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Anzahl der Eingabeelemente durch geschickte Anordnung, Zuordnung, Kombination und Tastenbelegung optimiert, vorzugsweise reduziert, werden kann. Zudem wird eine intuitive, quasi blinde Bedienung der Bedieneinrichtung 1 ermöglicht. Die Eingabeelemente E1 - E6 sind derart am jeweiligen Lenkergriff 5, 6 angeordnet, dass der Fahrer sie vorteilhafterweise nur mit dem Daumen der den jeweiligen Lenkergriff 5, 6 umgreifenden Hand betätigen kann, ohne die jeweilige Hand vom Lenkergriff 5, 6 nehmen zu müssen, wodurch die Sicherheit während der Fahrt signifikant erhöht wird.
Bezugszeichen

1: Bedieneinrichtung
2: Fahrrad bzw. Elektrofahrrad
3: Elektroantrieb
4: Lenker
5: Erster Lenkergriff
6: Zweiter Lenkergriff
7: Teleskopsattelstütze
8: Eingabeeinheit
9: Vorbau
10: Rahmen
11: Höhenverstelleinrichtung
12: Sattel
13: Lenkerstange
14: Bremseinrichtung
15: Bremshebel
16: Antriebseinheit
17: Pedal
18: Tretkurbelwelle
19: Ketten- oder Riemenritzel
20: Vorderrad
21: Hinterrad
22: Getriebe
23: Tretkurbelwelle
24: Kette
25: Steuergerät
26: Smartphone
27: Rückleute
28: Frontscheinwerfer
E1 - E6: Eingabeelement

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

DE 102015216186 B4 [0003]

Claims

Bedieneinrichtung (1) für ein Fahrrad (2), wobei die Bedieneinrichtung (1) dazu eingerichtet ist, an einem Lenker (4) des Fahrrades (2) befestigt zu sein, der zwei Lenkergriffe (5, 6) aufweist, die Bedieneinrichtung (1) umfassend eine Eingabeeinheit (8) mit einem ersten Eingabeelement (E1) und wenigstens einem zweiten Eingabeelement (E2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das erste Eingabeelement (E1) der Eingabeeinheit (8) zur Ansteuerung einer Höhenverstelleinrichtung (11) eines Sattels (12) eingerichtet ist, und dass wenigstens das zweite Eingabeelement (E2) der Eingabeeinheit (8) zur Einstellung von den Betrieb des Fahrrades (2) betreffenden Funktionen eingerichtet ist.
Bedieneinrichtung (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend Mittel zur Anbindung der Bedieneinrichtung (1) an einer Lenkerstange (13) des Lenkers (4).
Bedieneinrichtung (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend Mittel zur Anbindung der Bedieneinrichtung (1) an einer an einer Lenkerstange (13) des Lenkers (4) befestigten Bremseinrichtung (14).
Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels wenigstens eines der Eingabeelemente (E1, E2) in Abhängigkeit einer jeweiligen Betätigungsdauer unterschiedliche Eingabebefehle erzeugbar sind.
Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eines der Eingabeelemente (E1, E2) ausgehend von einer Neutralstellung in wenigstens eine Betätigungsrichtung mit zumindest zwei hintereinanderliegend angeordneten Funktionsstellungen betätigbar ist, wobei zum Erreichen einer ersten Funktionsstellung eine erste Betätigungskraft erforderlich ist, und wobei zum Erreichen zumindest einer zweiten Funktionsstellung ein spürbarer Druckpunkt durch eine im Vergleich zur ersten Betätigungskraft erhöhte zweite Betätigungskraft zu überwinden ist.
Bedieneinrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei das jeweilige Eingabeelement (E1, E2), nachdem es in die jeweilige Funktionsstellung gebracht wurde, durch Loslassen in seine Neutralstellung zurückkehrt.
Lenker (4) für ein Fahrrad (2), umfassend zwei Lenkergriffe (5, 6) und eine Bedieneinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bedieneinrichtung (1) im Bereich eines der beiden Lenkergriffe (5, 6) befestigt ist.
Lenker (4) nach Anspruch 7, wobei die Eingabeelemente (E1, E2) der Eingabeeinheit (8) in Schwerkraftrichtung unterhalb des jeweiligen Lenkergriffs (5, 6) des Lenkers (4) angeordnet sind.
Lenker (4) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei die Bedieneinrichtung (1) über Mittel zur Anbindung direkt an einer Lenkerstange (13) des Lenkers (4) befestigt ist.
Lenker (4) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner umfassend eine an der Lenkerstange (13) befestigte Bremseinrichtung (14), wobei die Bedieneinrichtung (1) über Mittel zur Anbindung an der Bremseinrichtung (14) angeordnet ist.
Elektrofahrrad (2), umfassend einen Lenker (4) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, zumindest ein Vorderrad (20), ein Hinterrad (21), ein Steuergerät (25), einen Elektroantrieb (3) zum Antrieb des Vorderrades (20) und/oder des Hinterrades (21), eine Höhenverstelleinrichtung (11) für einen Sattel (12) sowie eine mit dem Steuergerät (25) sowie der Höhenverstelleinrichtung (11) des Sattels (12) kommunizierend verbundene Bedieneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 angeordnet ist.
Elektrofahrrad (2) nach Anspruch 11, wobei die Höhenverstelleinrichtung (11) eine axial verlagerbare Teleskopsattelstütze (7) ist, an der der Sattel (12) zumindest mittelbar befestigt ist.
Elektrofahrrad (2) nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, ferner umfassend wenigstens eine Bremseinrichtung (14).