DE202012001571U1

DE202012001571U1 - Automatische Fahrradgangschaltung

Info

Publication number: DE202012001571U1
Application number: DE201220001571
Authority: DE
Original assignee: PFAU TEC GmbH; PFAU-TEC GmbH
Current assignee: PFAU TEC GmbH; PFAU-TEC GmbH
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2012-03-16
Anticipated expiration: 2022-02-16

Abstract

Automatische Fahrradgangschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch einen Microprozessor geschaltete Schaltcharakteristik einen motorischen Aktuator ansteuert, der eine handelsübliche Fahrradgangschaltung 3 (17) betätigt.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Gerät und das Verfahren zur automatischen Steuerung für eine Fahrradgangschaltung, die für den Einsatz im mehrspurigen Fahrrad (Dreirad) und auch im Zweirad geeignet ist. Der motorisch angetriebene Aktuator zur Ausführung eines Gangwechsels einer bowdenzugbetätigten, handelsüblichen Fahrradgangschaltung wird mittels der Daten aus einem Drehmomentsensor und einem Geschwindigkeitssensor von einem Microprozessor angesteuert, bei dem eine besondere Schaltcharakteristik programmiert ist.
Stand der Technik:
Bekannt sind geschwindigkeitsrelevante elektronische Schaltungen, die eine mechanische, von Hand ausgeführte Betätigung einer Fahrradgangschaltung über einen Bowdenzug ersetzen. Diese Schaltungen sind auf spezielle Schaltungsvarianten z. B. Kettenschaltungen und Schaltungsmodelle bestimmter Hersteller ausgelegt. Ebenso bekannt sind automatische Nabenschaltungen für Fahrräder, die über eine Fliehkrafteinrichtung mechanisch den Gangwechsel vollziehen. Alle diese bekannten Systeme sind auf die Anwendung in Zweirädern ausgelegt.
Problemstellung:
Der Problemstellung liegt die Aufgabe zugrunde eine automatische Fahrradgangschaltung zu entwickeln, die nicht nur beim Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit einen Gangwechsel der Schaltung vollzieht, sondern sich zusätzlich das Drehmoment und somit den durch den Fahrer aufzubringenden Kraftaufwand berücksichtigt. Diese neuentwickelte Schaltung muss mit möglichst vielen handelsüblichen Schaltungsvarianten verschiedener Hersteller kompatibel sein und sowohl im mehrspurigen Fahrrad (Dreirad), als auch im Zweirad einsetzbar sein.
Problemlösung:
Das Problem wird erfindungsgemäß durch ein System nach Anspruch 1 bis 8 gelöst, dass im Ausführungsbeispiel und den Zeichnungen 1, 2 und 3 erläutert wird.
Ausführungsbeispiel:
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 Schaltungsaktuator in der Vorderansicht mit dem Arbeits-Servomotor (1); Verriegelungs-Servomotor (2); Grundsockel (3); Zugscheibe (4); Stellhülsenensockel (5); Rasthebel (6); Bowdenzugseele (10); Bowdenzughülle (11); Stellhülse (12)
2 Schaltungsaktuator in der Draufsicht mit dem Microschalter Rasthebel (7); Microschalter Schaltposition (8); Microschalter Referenzpunkt (9)
3 mehrspuriges Fahrrad mit Steuerung inklusive Microprozessor (13); Geschwindigkeitssensor (14); Drehmomentsensor (15); Aktuator (16); Schaltungsnabe (17); Stromversorgungsakku (18)
Funktionsablauf:
Die automatische Schaltung des Ausführungsbeispiels besteht im Wesentlichen aus einer 7-Gang Nabenschaltung 3 (17), die über einem Bowdenzug 1 (10 + 11) betätigt wird. Die Bowdenzughülle 1 (11) stützt sich in einer Stellhülse 1 (12), die wiederum von dem Stellhülsensockel 1 (5) aufgenommen wird. Eine Rückstellfeder in der handelsüblichen Schaltnabe bewirkt, dass im Zustand der Ausgangsposition der erste Gang aktiv ist. In dieser Position ist die Bowdenzugseele 1 (10) mit einem Kloben in die Zugscheibe 1 (4) eingehängt und der Hebelarm der Zugscheibe betätigt den Microschalter-Referenzpunkt 2 (9) als Referenzpunkt. Der Rasthebel 1 (6) ist in der Grundstellung in die erste Rastposition in die Zugscheibe 1 (4) eingeklinkt, verriegelt das System und der Microschalter-Rasthebel 2 (7) bestätigt das durch seine entlastete Stellung. Der Microschalter-Schaltposition 2 (8) wird durch die Aussparung in der Zugscheibe 1 (4) entlastet und bestätigt die korrekte Position für den ersten Gang.
Der Arbeits-Servomotor 1 (1), der Verriegelungs-Servomotor 1 (2), der Stellhülsensockel 1 (5), der Microschalter Rasthebel 2 (7), der Microschalter-Schaltposition Fig. (8) und der Microschalter Referenzpunkt 2 (9) sind mittels Schraubverbindungen mit dem Grundsockel 1. (3) fixiert. Die ganze Baugruppe ist als Aktuator an günstiger Lage im Dreirad 3 (16) angebracht. Die Ansteuerung des Arbeits-Servomotors 1 (1) und des Verriegelungs-Servomotors Fig. (12) wird durch eine Microprozessor-Steuerung 3 (13) vollzogen, die Ihre Energie aus einem handelsüblichen Stromversorgungsakku 3 (18) bezieht und die Prozessorinformationen zur Bestimmung der Position der Zugscheibe 1 (4) über einen handelsüblichen Drehmomentsensor 3 (15) und einem handelsüblichen Geschwindigkeitssensor 3 (14) erlangt.
Wenn die Microprozessorsteuerung 3 (13) eine des Schaltcharakters entsprechende Gangposition anfährt, wird zunächst der Verriegelungs-Servomotor 1 (2) angesteuert bis der Microschalter-Rasthebel 2 (7) betätigt wird und der Rasthebel die Zugscheibe 1 (4) freigibt. Danach dreht sich die Zugscheibe 1 (4) in der entsprechenden Drehrichtung bis die vorgegebene Position für den jeweiligen Gang erreicht ist und der Microschalter-Schaltposition 2 (8) dem Microprozessor den Zyklus bestätigt. Dann wird der Verriegelungs-Servomotor 1 (2) in die Gegenrichtung angesteuert bis der Rasthebel 1 (6) einrastet und der Microschalter-Rasthebel 1 (7) die Verriegelung bestätigt.
Die Schaltcharakteristik der Microprozessorsteuerung 3 (13) wird in einer Software festgelegt, die den erforderlichen Bedürfnissen z. B. älterer oder gehandicapter Personen das Benutzen eines mehrspurigen Fahrrades (Dreirad) oder Zweirades ermöglicht oder erleichtert.

Claims

Automatische Fahrradgangschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch einen Microprozessor geschaltete Schaltcharakteristik einen motorischen Aktuator ansteuert, der eine handelsübliche Fahrradgangschaltung 3 (17) betätigt.
Automatische Fahrradgangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator mit einer Zugscheibe 1 (4) für eine Bowdenzugseele 1 (10) auf einem Servomotor 1 (1) ausgerüstet ist.
Automatische Fahrradgangschaltung nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangposition durch ein Rasthebel 1 (6) arretiert wird, der durch einen Servomotor 1 (2) angetrieben wird.
Automatische Fahrradgangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator für alle handelsüblichen Fahrrad-Schaltungen, die durch einen Bowdenzug betätigt werden, einsetzbar ist.
Automatische Fahrradgangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator mit einen Microschalter 2 (9) zur Ermittlung eines Referenzpunktes ausgestattet ist.
Automatische Fahrradgangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System sowohl in einen mehrspurigen Fahrrad (Dreirad) als auch im Zweirad Verwendung finden kann.
Automatische Fahrradgangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die handelsübliche Fahrradschaltung 3 (17) als Nabenschaltung oder als Kettenschaltung ausgeführt sein kann.
Automatische Fahrradgangschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Veränderung der Anzahl der Rasterkerbungen in der Zugscheibe 1 (4) handelsübliche Schaltungen mit unterschiedlichen Gangzahlen verwendbar sind.