WO2015035990A1 - Gangschaltung für ein fahrrad - Google Patents

Gangschaltung für ein fahrrad Download PDF

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WO2015035990A1
WO2015035990A1 PCT/DE2014/200382 DE2014200382W WO2015035990A1 WO 2015035990 A1 WO2015035990 A1 WO 2015035990A1 DE 2014200382 W DE2014200382 W DE 2014200382W WO 2015035990 A1 WO2015035990 A1 WO 2015035990A1
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WO
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actuator
gearshift
crank
designed
bicycle
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PCT/DE2014/200382
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Dietmar Rudy
Dagmar Münch
Matthias Herbrich
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • B62M25/00—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles
    • B62M25/08—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with electrical or fluid transmitting systems
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    • B62M9/122—Rear derailleurs electrically or fluid actuated; Controls thereof
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    • B62M9/131—Front derailleurs
    • B62M9/132—Front derailleurs electrically or fluid actuated; Controls thereof

Definitions

  • the invention relates to a gearshift for a bicycle, comprising a change gear and an electromechanical actuator mm . , Triggering a gear change of the gearbox. Termgryncl of Effmd ng
  • Bicycles are usually equipped with a gearshift which a change gear extensi which is usually designed either as a hub shifter or as etfcenschattung.
  • the driver selects the appropriate gear by means of a manual switch, the z, 8, may be formed as mounted on the handle Prehsehalter. This switch is connected by means of a cable ugs with the change gear.
  • An eiektronieehaniscrre gearshift for a bicycle is known from DE 41 28 866 AI
  • This gearshift comprises a staff a transmission, such as a Gefrlebenahe eder a Ketiens réelle, and a eiektro mechanical Versteilvorrlchfyng, the adjustment is coupled to a cable so that by a displacement of the adjusting device the transmission can be switched.
  • the invention therefore has the object of specifying a gearshift for a bicycle «when their operation, the transmission is spared and by which the driver is relieved. Summary of the invention .
  • hurry gear has a pedal sensor to detect the position of a pedal and a Steuerungsseinnchftfng, which is designed to activate the actuator then when the pedal crank near their bottom or top dead center.
  • the invention is based on the idea that a mechanical scarfing process is triggered only when the crank is in a favorable position.
  • a guns ifje position is present when the torque applied by the driver is minimal, helit when a crank
  • the gear shift Erflndungsge IIS at least one pedal sensor to detect the position of the crank Z, M Ittels the Tietsensors can be de detected de time, at which the crank on a be. Be close to your bottom or top dead center, preferably just before ⁇ agreed point is located. From this sensor, the time can be determined at which the pedal crank is at its upper or lower dead center.
  • the control device of the inventive gearshift is formed so that the switching operation is triggered exactly when the pedal is at its upper or lower Tetrios or shortly before.
  • This so-called Totzelt can be done by lobbying based on the signal of the Trefsensors, so that the transitional hitch xakt takes place in the upper or sintering point, while the latter has a low load, which protects the gearbox.
  • the Trotsensor is also for the fair? of the torque imparted by the driver, and the gearshift has a gearbox sensor, the control unit being; dm usge lde is to set the time of activation of the actuator on the basis of this detected torque back the: edged speed.
  • the erfindungsgemße : gearshift thus distinguishes them by the fact that they automatically switches0, wherein the ⁇ titiv réelle the actuator takes place at ei em favorable time, so that the switching process takes place shortly before a dead center of Tretk elorndfehung to spare the change gear,
  • control unit 5 is designed to trigger the torque when the pedal crank 2 f : is preferably at W, from the lower or upper dead center, within these torque limits.
  • the torque applied by the driver is comparatively low so that expedient ma & ig it for the gears: during which trigger the Sohaitvorgang,
  • the actuator provided in the course of gearing can preferably be designed as a Unirac or, in particular as Planetenitzlzgewinderios or as Kugelgewinderios or as GleltsplndeL generally all ünearakfeten are suitable, which have an electric drive and see off by a small space and a low mass, so that they are suitable for installation or attachment to a bicycle.
  • the actuator is arranged inside a frame tube, in particular in the saddle robot or in a chainstay of the bicycle.
  • the protected installation results in a particularly long service life, since the actuator is then protected from weather raft flows .
  • the corresponding tube in which the actuator is located may have an association through which a seed is passed, which in turn is associated with a component of the transmission: is to trigger a switching operation.
  • the actuator in particular a movable part of the actuator, has a fosidone sensor, which is preferably designed as a unearmistab.
  • the unearm bar can also be emptied outward, so that a positive signal can be obtained by measuring a electrical resistance can be detected.
  • other physical measuring principles are also possible in order to detect a position signal, for example : detection can take place : magnetically, magnetically, capacitively or inductively,
  • the gearshift according to the invention it is preferred for it to supply an energy store i with a battery or a battery or a capacitor aulwessi to the actuator with electricity. If necessary, the mercury peeler may be broken at a protected location, for example in a frame tube.
  • the actuator may be connected or connected to a dynamo of a bicycle.
  • the actuator receives the energy required for the operation from the pyname. Description of the drawing
  • FIG. 1 shows the qualitative course of the torque
  • FIG. 2 shows the essential components of a bicycle with a gearshift according to the invention.
  • FIG. 3 shows an actuator of a gear shift according to the invention
  • Figure 1 is a graph which qualitatively indicates the course of the obstacle as the pedal is moved by the driver. On the vertical axis, the torque or Tfittmomeot is qualitatively plotted, on the horizontal. Axis are the path covered by a pedal crank and various Pedalstetlungen dargestell.
  • Fig. 2 shows the essential components of a bicycle 3 equipped with a gearshift.
  • the gearshift comprises a change gear, which is formed in the illustrated uslschreibungsbeispiet as a gear hub 4.
  • the gear hub comprises a planetary gearbox that is switched by means of a cable pull.
  • a control unit $ :> the control of an electromechanical actuator .9 is connected to a pedal sensor 15 and a speed sensor 0 attached to the bicycle frame.
  • a speed signal can also be derived from an oynarnostron or the signal of a GPS sensor.
  • the actuator 9 will be described later with reference to FIG 3 in Pigi ii.
  • mn recognizes that the aeior 9 is located inside the string tube 10, it has the basic shape of a y-linder, the cable 5 runs along the celtic strut 1, passes through a hole 13, and passes from there through an opening 13 of the seat tube 10 in the direction of the Sahefrohrs to the ⁇ kior 9.
  • Seiizug 5 are drawn, thereby ei Scha! tvorang .
  • the gearbox 4 is triggered.
  • the pedal sensor 15 is arranged, which is a sensor signal! provides when the pedal crank 18 passes the pedal sensor 15. With each revolution of the pedal crank 1 this happens the Tretsenso 15, so that the top dead center of the crank 1 $ can be exactly delegated, In this way, the length of the dead time and the time for holding the dead time and to trigger the actuator 9 can be determined.
  • the Scbaltsignai is transmitted via the line 7 to the control device 8,
  • the Sureuationsetnhehtuog 8 is also supplied by the Tretsensor 15 Signa!
  • the S85 Ngselnraum 8 Is designed so that it triggers a Schalhrorgang by Betitigen the actuator 9, when the crank is just before its top dead center or near its top dead center.
  • the Sieuerunpseinhbbtung 8 can trigger a Schaiivorgang even when the pedal crank 18 is at its bottom dead center. It is necessary that the switching operation is initiated exactly at the top or bottom dead center of a pedal crank; a visual process may also be triggered within a range of ⁇ 2ö ⁇ preferably ⁇ W around a dead center. Preferably, the triggering occurs shortly before reaching S of a dead center.
  • FIG. 3 shows the actuator 9 of a gearshift.
  • the actuator 9 arranged in the seat tube 10 comprises an electric motor 30, which is connected to a dynamo of the bicycle 3 via lines n.
  • a capacitor 19 Supemap) ⁇ serves as usher hhe the Energlespeloher or energy buffer, on a board 20 is located next to the capacitor 19, the Serieungs worn 8 and possibly further electronic components that are needed for the controller.
  • the ' electric motor 30 has a Untersetaingsgetrieb 21; on, by which a spindle 22 is driven.
  • the spindle 22 is supported by means of a Wätetegers ⁇ 23, by means of the spindle 22, a rotational movement released by the electric motor 30 is converted into a unear motion of a nut 24.
  • the spindle 22 has for this purpose one or more Gewleilien, which are in engagement with correspondingly oppositely formed thread grooves of the nut 24.
  • the electric motor 30 is turned on by a signal of the control unit 8, the spindle 22 is rotated, whereby the nut 24 and a movable part 25 of the actuator 9, at the end of which page 5 is inserted! is linearly shifted, in the view of Figure 3 to the right or left.
  • that can; attached to the movable part 25 of the actuator ⁇ end of the rope 5 along the Saflelrohrs 10 are moved . Accordingly, 5 can be triggered by pressing the actuator 9 Sehaltvorgaogog the gearbox 4.
  • a ünearmallsfab 28 is provided on the inside, which is designed as a Leitpotentiometer.
  • On the sliding fetter 24 is an ontaktsiüek 20, which is the ice Potentiometer serves to touch the right & mia & sta 28
  • the e tsp ec end Poznitiometerslgnai the Steuerungseliwichtunö; 8 fed ond is s ss po siti sigig the mother 24, on this: catfish the current position of the uter 24 and thus the position of the end of the Seflzugs 5 can be detected at any time.
  • the control unit 8 evaluates the sensor signal delivered by the pedal sensor 16 and the compensation signal supplied by the speed sensor 8.
  • the pedal sensor 16 supplied sensor signal provides uc information above the driver applied torque
  • the actuator 8 is actuated to activate the actuator 8, so that the shaft rotates 22 will spare the mute 2.
  • a displacement of the nut 24 in the embodiment shown in Figu 3 view to the left of the cable 5 ge “is tensioned, that is the opposite, attached to the gear hub 4 the end of the Se izugs S is pulled, whereby the desired Schattseite process is triggered.
  • a Schalfrcrgang is carried out only when the torque applied by the driver is minimal, whereby the Getrieh near 4 is spared.
  • the gearshift and the Akto 9 can both in conventional bicycles, which have no Zusahr antrieh, as well as e-Sikes and pedeles, bicycles with electric Hllfsantrieb. be used

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Gangschaltung für ein Fahrrad (3), umfassend ein Wechselgetriebe und einen elektromechanischen Aktor (9) zum Auslösen eines Gangwechsels des Wechselgetriebes, wobei die Gangschaltung einen Tretsensor (15) zum Erfassen der Position einer Tretkurbel (16) aufweist, sowie eine Steuerungseinrichtung (8), die dazu ausgebildet ist, den Aktor (9) dann zu aktivieren, wenn sieh die Tretkurbel (16) in der Nähe ihres unteren oder oberen Totpunkts befindet

Description

i
Bezeic nu g der Erfindung
Gangschaltung für ein Fahrrad
Figure imgf000002_0001
Sebiet der rflf iyng;
Die Erflndyng betrifft ©ine Gangschaltung für ein Fahrrad, umf ss d ein Wechselgetriebe und einen elektromeehanischen Aktor mm.. Auslöse eines Gangwechsels des Wechselgetriebes. Hlntergryncl der Effmd ng
Fahrräder sind zumeist mit einer Gangschaltung ausgerüstet die ein Wechselgetriebe umfassi das üblicherweise entweder als Nabenschalfung oder als etfcenschattung ausgebildet ist. Der Fahrer wählt die entsprechende Gangstufe mittels eines Handschalters, der z, 8, als am Lenker angebrachter Prehsehalter ausgebildet sein kann. Dieser Schalter ist mittels eines Seil ugs mit dem Wechselgetriebe verbunden.
Eine eiektronieehaniscrre Gangschaltung für ein Fahrrad ist aus der DE 41 28 866 AI bekannt Diese Gangschaltung umfasst einen Bediensteten ein Getriebe, beispielsweise eine Gefrlebenahe eder eine Ketienschaffung, und eine eiektro mechanische Versteilvorrlchfyng, Die Verstellvorrichtung Ist mit einem Seilzug gekoppelt so dass durch eine Verschiebung der Versteilvorrichtung das Getriebe geschaltet werden kann.
H rkömmlic Gangschaltungen für ein Fa rrad können jederzeit geschalte werden, insbesondere auch unter Last das heißt, wenn das vom Fahrer auf die Tretkurbel übertragene Drehmoment maximal Ist. Sowohl bei Nabenschaltan-' gen als auch bei Kettensehaltungeu tritt allerdings erhöhter Versohlet auf, wenn sie be hoher Belastung geschaltet werden.
Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gangschaltung für ein Fahrrad anzugeben« bei deren Betätigung das Getriebe geschont wird und durch die der Fahrer entlastet wird. usammenfassung der Erfindung. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Gangschaltung für ein Fahrrad der eingangs genannten Art erf dungsgemäE vorgesehen, dass eile Gangschaltung einen Tretsensor um Erfassen der Position einer Tretkurbel aufweist sowie eine Steuerungseinnchftfng, di dazu ausgebildet ist den Aktor dann zu aktivieren, wenn sich die Tretkurbel In der Nähe ihres unteren oder oberen Totpunkts befindet.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass ein mechanischer Schalvorgang erst dann ausgelöst wird, wenn sieh die Tretkurbel in einer dafür günstigen Position befindet Eine guns ifje Position liegt dann vor, wenn das vom Fahrer aufgebrachte Drehmoment minimal Ist, das helit wenn sich eine Tretkurbel In der Nähe Ihres unteren oder oberen Totpunkts befindet, vorzugsweise kurz davor, Dazu weist die Gangschaltung erflndungsge iiS wenigstens einen Tretsensor auf, um die Position der Tretkurbel Z erfassen, M Ittels des Tietsensors kann de Zeitpunkt detekfiert werden, an dem sich die Tretkurbel an einem be~ stimmten Punkt befindet. Aus diesem Sensorslgnal kann der Zeitpunkt bestimmt werden, an &m sieh die Tretkurbel an ihrem oberen oder unteren Totpunkt befindet. Die Steuerungsvorrichtung der erflndungsgemäSen Gangschaltung Is so ausgebildet, dass der Schaltvorgang genau dann ausgelost wird, wenn sich die Tretkurbel an ihrem oberen oder unteren Tetpunkt oder kurz da- vor befindet. Ein Sehaltvorgang benötigt etwa Zelt, um den Scbaltweg von einer Sangstufe In eine andere Gangstufe zu vollziehen. Diese sogenannte Totzelt kann durch Vorhallen anhand des Signals des Trefsensors erfolgen, so dass der Gangweehsel xakt Im oberen oder sinteren Tetpunkt so erfolgt., während aitenfalis eine geringe Last a iegt, wodurch das Getriebe geschont wird.
Vorzugsweise ist der Trotsensor auch zum Messe ? des vom Fahrer aufge- δ rachten Drehmoments ausgebildet und d e Gangschaltung weist einen Ge~ sohwindlgkeifssenso auf, wobei die Steuoryngseinrlehtung; dm usge lde ist, den Zeitpunkt der Aktivierung des Aktors anhand dies erfassten Drehmoments wieder der: edassten Geschwindigkeit festzulegen. Die erfindungsge- mlße: Gangschaltung zeichnet sie somit dadurch aus, dass sie automatisch0 schaltet, wobei die Ätitivierung des Aktors zu ei em günstigen Zeitpunkt erfolgt, sodass der Schaltvorgang kur vor einem Totpunkt der Tretk elorndfehung erfolgt, um das Wechselgetriebe zu schonen,
Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass die Steueryngseinricb-5 long dazu ausgebildet ist, den Sohaitvonj&ng auszulösen, wenn sich die Tretkurbel 2 f: vorzugsweise W-, vo dem nteren oder oberen Totpunkt befindet, innerhalb diese Winkeiberelche Ist das vom Fahrer aufgewendete Drehmoment vergleichsweise gering, so dass es zur Schonung des Getriebes zweck- mä&ig : den Sohaitvorgang währenddessen auszulösen,
0
Der bei der ertlnduogsgemäfen Gangsobaltung vorgesehene Aktor kann vorzugsweise als Unearak or ausgebildet sein, insbesondere als Planetenwälzge- windetrieb oder als Kugelgewindetrieb oder als GleltsplndeL Generell sind alle ünearakfeten geeignet, die einen elektrischen Antrieb aufweisen und siehb durch einen geringen Bauraum und eine geringe Masse auszeichnen, so dass sie für den Ein- oder Anbau an einem Fahrrad geeignet sind.
Bei der erfindungsgemäilen Gangschaltung kann es vorgesehen sein, dass der Aktor Im Inneren eines Rahmenrohrs, insbesondere Im Sattelrobf ode in einer0 Kettenstrebe des Fahrrads, angeordnet ist Durch den geschützten Einbau ergibt sich eine besonders lange Lebensdauer, da der Aktor dann vor Witte- rungselnflössen geschützt ist. Das entsprechende Rohr, in dem der Aktor angeordnet lst;. kann eine: iobrung aufweisen, durch die ein Seii ug geführ ist, der wiederum mit einer Komponente des Getriebes vereunden: ist, um einen Schaltvorgang auszulösen. Eine Weiterbildung der Erfindung sie t vor, dass der Aktor, insbesondere ein bewegbarer Teil des Aktors, einen Fosidonssensor aufweist der vorzugsweise als Unearmaistab ausgebilde st Der UnearmaS- stab kann auch eis Leifpo entiemeter ausgebäldet sein, so dass ein Positicms- Signal durch die Messung eines elektrischen Widerstands erfassf werden k nn,. Alternativ kommen fedoch auch andere physikalische Messprinzipien in Frage, um ei Posrtlonsslgnal zu erfassen, die: Erfassung kann beispielsweise :magne-> foreslstiv, magnetostrlktlv,, kapazitiv oder induktiv erfolgen,
Bei der emndungsgemä&en Gangschaltung wird es bevorzugt, dass sie einen Energiespeicher i einen Akku oder eine Batterie oder einen Kondensator aulwessi um den Aktor mit Strom versorgen. Gegebenenfalls Hann der E~ nerglespelcher an einer geschützten Stelle untergebrach sein, beispielsweise in einem Rahmenrohr.
Alternativ kann der Aktor bei der erfindimgsgemäSen Gangschaltung mit einem Dynamo eines Fahrrads verbindhar oder verbunden sein. Bei dieser Ausgestaltung erhalt de Aktor die für den Betrieh erforderliche Energie von dem Pyna- mo. tiur^e Beschreibung der Zeichnu g
Ein Ausfuhrungsselsplel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wirdm f olgenden naher beschrieben. Es zeigen;
Figur 1 den qualitativen Verlauf des Drehmoments:
Figur 2 die wesentlichen Komponenten eines Fahrrads mit einer erflm dungsgemä en Gangschaltung; und
Figu 3 einen Aktor einer erfindungsgen a en Gangschaltung, usfü rliche ' Beschreibung ^r Zeic rmrtg
Figur 1 ist e n Diagr mm, das qualitativ den Verlauf des Df hniornents eigt, wenn die Tretkurbel durch de« Fahrer bewegt wird. Auf der senkrechten Achse ist dabei qualitativ das Drehmoment oder Tfittmomeot aufgetragen, auf der horizontalen. Achse sind der von einer Tretkurbel zurückgelegte Weg und verschiedene Pedalstetlungen dargestell .
In Figu erkennt man, dass des mit dem: 8ei:ugsz ieben 1 gekennzeichnete Dre mome t oder Triitmoment im Wesentlichen einen sinusförmiger* Verlauf •beste, das höchst Drehmoment wird dann erreicht, wenn sich die Pedale in horizontaler Position befinden. In diesem: Zustand kann die vorn Fahrer- aufgebrachte' Kraft näherungsweise senkrecht auf di Tretkurbel wirken, dementsprechend ist das Drehmoment in diesem Zeitpunkt maximal Bei einer Kurbel- Umdrehung tritt diese Maximum zweimal auf., die beiden äteima sind um 180* z einander v rs tzt Zwischen den zwei xime existiert eine Position, in der die Tretkurbeln senkrecht stehen, in dieser Situation ist das übertragene Drehmoment minimal. An diesem Punkt 2 wird der Schaltvorgang durch eine Staue- rungseinnchtting ausgelöst da dann das auf das Wechselgetriebe ausgeübte Drehmoment minimal ist Dementsprechend kann auf diese Weise der durch Schaltvorgänge bedingte Verschleiß minimied werden, wodurch sich die Lebensdauer des Wechselgetriebes erhöht.
Figu 2 zeigt dse wesentlichen Komponenten eines Fahrrads 3, das mit einer Gangschaltung ausgerüstet ist. Die Gangschaltung urnfasst ein Wechselgetriebe, das in dem dargestellten uslöhrungsbeispiet als Getriebenabe 4 ausgebildet Ist. Die Getriebenabe urnfasst ein Planetengetriebe, das mittels eines Seilzugs geschaltet wird. Eine Steueruugseinriehtung $:> die tum Steuern eines elektromechanischen Aktors.- 9 ausgebildet ist, ist mit einem Tretsensor 15 und einem am -Fahrrad- rahmen angebraohten Geschwindigkeitssenso 0 verbunden. Alternativ oder a zusät lic kann ein Geschwindigkeiissignal auch aus ei em Oynarnostron oder dem Signal eines GPS-Sensors abgeleitet werden.
Der Aktor 9 wird sp ter anhand der Figur 3 im Pigi ii beschrieben. In Figur erkennt m n, dass sich der Äkior 9 im Inneren des Saiteirohrs 10 befindet, er weist die Grundform eines ylinders auf, Der Seilzug 5 verläuft, entiang der Keltenstrebe 1 passiert eine Um!eoksie!le 12 und gelangt von dort durch eine Öffnung 13 des Sattelrohrs 10 in dasjni ere des Sahefrohrs zum Äkior 9. Durch eine Betätigung des Aktors kann somit de Seiizug 5 gezogen werden, wo- durch ei Scha!tvorang. der Getriebeoahe 4 ausgelöst wird. Wenn durch den Aktor 9 eine Zugkraft auf den Seiizug § ausgeübt wird, wird eine im Inneren der Gefhehenabe 4 angeordnete Feder gespannt, die bei nachlassender Zugkraft, das hei&t wenn der Aktor 8 so betätigt wi d, dass der Sefeug 5 nachgelassen wi d, diesen wieder zurück zur Getriebenabe 4 zieht
Im Bereich des Tretlagers 14 des Fahrrads 3 ist der Tretsensor 15 angeordnet, der ein Sensorsigna! liefert, wenn die Tretkurbel 18 den Tretsensor 15 passiert. Bei jeder Umdrehung der Tretkurbel 1 passiert diese den Tretsenso 15, so dass der obere Totpunkt der Tretkurbel 1$ exakt delegiert werden kann, Aul diese Weise Ist die Länge der Totzeit und der Zeitpunkt zum Vorhalten der Totzeit und zum Auslösen des Aktors 9 bestimmbar.
Wenn die Steuerungseinrichtung 8 einen Schaltvorgang auslöst, wird das Scbaltsignai über die Leitung 7 an die Steuerungseinrichtung 8 übertragen, Daneben wird der S euerungsetnhehtuog 8 auch das von dem Tretsensor 15 gelieferte Signa! zugeführt Die Sfeuer ngselnrichtung 8 Ist so ausgebildet, dass sie einen Schalhrorgang durch Betitigen des Aktors 9 dann auslöst, wenn sich die Tretkurbel kur vor ihrem oberen Totpunkt ode In der Nähe ihres oberen Totpunkts befindet. Da der untere Totpunkt der Tretkurbel 16 dem oberen Totpunkt um 180* gegenüberliegt, kann die Sieuerunpseinhcbtung 8 auch dann einen Schaiivorgang auslösen, wenn sich die Tretkurbel 18 an ihrem unteren Totpunkt befindet Es ist nloH erforderlich, dass der Schaltvorgang exakt im oberen oder untefw Totpunkt einer Tretkurbel ausgel st wird; ein Sehaltvargang kann auch innerhalb eines Bereichs von ± 2ö\ vorzugsweise ± W um einen Totpunkt herum ausgelöst werden. Vorzugsweise erfolgt die Auslösung kurz vor dem Erreichen S eines Totpunkts.
Figur 3 zeigt den Aktor 9 einer Gangschaltung, Der in dem Sattelrohr 10 angeordnete Aktor 9 umfasst einen Elektromotor 30, der ber L itung n .17, 18 mit einem Dynamo des Fahrrads 3 verbunden ist. Ein Kondensator 19 Supemap)Ö dient als usa hdiehe Energlespeloher oder Energiepuffer, Auf einer Platine 20 befindet sich neben dem Kondensator 19 die Sfeuerungseinrichtung 8 sowie gegebenenfalls weiter elektronische Bauteile, die für die Steuerung benötigt werden. Der 'Elektromotor 30 weist ein Untersetaingsgetrieb 21; auf, durch das eine Spindel 22 angetrieben wird. Die Spindel 22 ist mittels eines Wätetegers§ 23 gelagert, Mittels der Spindel 22 wird eine durch den Elektromotor 30 usgelöste Drehbewegung In eine Unearbewegung einer Mutter 24 umgewandelt. Die Spindel 22 weist dazu eine oder mehrere Gewinderlien auf, die In Eingriff mit entsprechend gegengielch ausgebildeten Gewinderillen der Mutter 24 sind. Wenn der Elektromoto 30 durch ein Signal der Steueriingseinricl ung 8 einge-0 schaltet wird, wird die Spindel 22 gedreht, wodurch die Mutter 24 und ein bewegbarer Teil 25 des Aktors 9, an dessen Ende der Seiteug 5 angebrach! ist, linear verschoben wird, in der Ansicht von Figur 3 nach rechts oder links. Auf diese Weis kann das; an dem bewegbaren Teil 25 des Aktors § angebrachte Ende des Seils 5 entlang des Saflelrohrs 10 bewegt werden.. Dementsprechend5 kann durch Betätigen des Aktors 9 ein Sehaltvorgaog der Getriebenahe 4 ausgelöst werden.
An dem Saifelrohr 0 Ist eine quer angeordnet Schraube 26 angeordne durch die der Aktor 9 fest mit dem Saftelrohr 1ö verbunden wird,
An einem ortsfesten Abschnitt eines Akforgehäusas 27 Ist an der Innenseite ein ünearmallsfab 28 vorgesehen, der als Leitpotentiometer ausgebildet ist. An der verschiebbaren fetter 24 befindet sich ein ontaktsiüek 20, das den eis Potentiometer diene den, üne&mia&sta 28 berührt Das e tsp ec ende Po~ tentiometerslgnai wird der Steuerungseliwichtunö; 8 zugeführt ond dient s Po- siti nssigmal der Mutter 24, Auf diese: Welse kann die aktuelle Position der uter 24 und damit die Position des Endes des Seflzugs 5 jederzeit erfasst er- den.
Von der Steuerungseinrlohtung 8 werden das von dem Tretsensor 16 gelieferte Sensorsignal und das von dem Geschwindigkeitssensor 8 gelieferte Gesc wlo- dlgkeitssignal ausgewertet. Das v eiern Tretsensor 16 gelieferte Sensorsignal liefert uc eine Information ober das vem Fahrer aufgebrachte Drehmoment- Wenn sich die Tretkurbel 16 ihrem oberen «der unt m Totpunkt nähert, wird o der Sfe erungseinnohtung 8 der Aktor 8 aktiviert so dass äu h eine Drehung der Spindel 22 die Mute 2 verschonen wird. Bei einer Verschiebung der Mutter 24 in der in Figu 3 gezeigten Ansicht nach links wird der Seilzug 5 ge» spannt, das heißt das entgegengesetzte, an der Getriebenabe 4 angebrachte Ende des Se izugs S wird gezogen, wodurch der gewünschte Schattvorgang ausgelöst wird. Durch di ^ertliche Koordination mit der Trittfrequenz ist sichergestellt dass ein Schalfecrgang nur dann durchgeführt wird, wenn das vom Fahrer aufgebrachte Drehmoment minimal Ist, wodurch die Getrieh nahe 4 geschont wird.
Die Gangschaltung und der Akto 9 können sowohl bei herkömmlichen Fahrrädern, die keinen Zusaf antrieh aufweisen, als auc hei E-Sikes und bei sogenannten Pedelees, Fahrrädern mit elektrischem Hllfsantrieb. eingesetzt werden,
1 Drehm ment
2 Punkt
3 Fahrrad
4 Geinefeenabe
§ Setteug
6 Geseh indigkeitssensor
7 Leitung
8 Steueryogseinflchtung
9 Aktor
0 Satfelrofir
1 i Kettensirefoe
12 UrnienksteHe
1 Trettager
15 Tretsensor
Tretkurbel
1? Leitung
18 Leitung
19 Kondensator
20 Platine
21 Untersetzungsgetr ebe
22 Spindel
23 lzlage
24 Mütter
25 teil
28 Schraube
27 Ak orgehätme
28 Une&rmaSstafo
29 ontak üek-
30 Elektromoto

Claims

Pat ntanspr cha
Gangschaltung für ein Fahrrad umfassend ein Wechselgetriebe und einen elektromeehanischen Aktor zum Auslösen eines Gangwechsels des Wechselgetriebes, dadurch · gekennzeichnet, dasa di Gangschaltung einen Tretsensor (15) zum Erfassen der Position einer Tretkurbel (1.6) aufweist, sowie eine Sfeueryngseiohehtung: (8), die dazu ausgebildet ist den Aktor (9) dann zu .^ktivse m wenn sich die Tretkurbel (16) in der Nähe Ihres unteren oder oberen Totpunkts befindet
Gangschaltung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Tretsensor (1.5) auch zum Messen des vom Fahre aufgebrachten Drehmoments ausgebildet st und dass die Gangschaltung einen Ge~
Figure imgf000011_0001
die Steuerungselnrlehfung (8) dazu ausgebildet ist den Zeitpunkt der Aktivierung des Aktors |9 anhand des erfassten Drehmoments und/oder der erfassten Geschwindigkeit festzulegen.
Gangschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselnrichtung (8) dazu ausgebildet ist, den Schallvorgang auszulösen, wenn sich die Tretkurbel (16) 20Λ: vorzugsweise W, vor dem unteren oder oberen Totpunkt befindet..
Gangschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (9) als Linearaktor ausgebildet Ist, ins- besondere als Flanetenw lzgewlnde rieb oder als Kugeigewindeiheo oder als Gleltsplndek
Gangschaltung nach einem der orangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Aktor (8) Im Inneren eines Rahmenrohrs, Ins- feesondere m Safteirobr odor In etner Keftensirebe eines Fa rrad® (3) angeordnet ist.
6. Gangschaltung nach einem de vorangehenden Ansprüche, dadurc gekennzeichnet dase der Akto (9), Insbesondere ein b egbarer Tel des Aktors ( ' , einen Positionssensor aufweist, der vorzugsweise einen ünearrnafist fo (28) umfass ,
7> Gangschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Energiespeicher wie einen Akku oder eine Batterie oder einen Kondensator (19) zur Versorgung des Aktors (9) mit Strom aufweist.
8. Gangschaltun nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (9) zur Stromversorgung mit einem Dynamo eines Fahrrads (3) verbindbar oder verbunden ist
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105564584A (zh) * 2016-01-27 2016-05-11 深圳市七尚科技有限公司 变速自行车的自动变速装置及其自行车、变速方法
DE102017128147A1 (de) 2017-11-28 2018-11-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Erzeugen eines Schaltbefehls für eine Gangschaltung eines Fahrzeugs mit einem Pedalantrieb
TWI833920B (zh) * 2019-03-07 2024-03-01 日商島野股份有限公司 用於人力車輛的換檔系統

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018120847B4 (de) 2018-08-16 2023-09-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schneidvorrichung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991017078A1 (en) * 1990-05-08 1991-11-14 E.B.T., Inc. Bicycle electronic transmission control system
DE4128866A1 (de) 1991-08-30 1993-03-04 Fichtel & Sachs Ag Elektromechanische gangschaltung fuer fahrraeder
DE4422845A1 (de) * 1993-07-08 1995-01-12 Campagnolo Srl Motorgetriebene Kettenschaltungsanordnung für Fahrräder
EP2562073A1 (de) * 2011-08-24 2013-02-27 J.D Components Co., Ltd. Automatisch schaltendes Fahrrad mit optimalen Schalt-Timing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991017078A1 (en) * 1990-05-08 1991-11-14 E.B.T., Inc. Bicycle electronic transmission control system
DE4128866A1 (de) 1991-08-30 1993-03-04 Fichtel & Sachs Ag Elektromechanische gangschaltung fuer fahrraeder
DE4422845A1 (de) * 1993-07-08 1995-01-12 Campagnolo Srl Motorgetriebene Kettenschaltungsanordnung für Fahrräder
EP2562073A1 (de) * 2011-08-24 2013-02-27 J.D Components Co., Ltd. Automatisch schaltendes Fahrrad mit optimalen Schalt-Timing

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105564584A (zh) * 2016-01-27 2016-05-11 深圳市七尚科技有限公司 变速自行车的自动变速装置及其自行车、变速方法
CN105564584B (zh) * 2016-01-27 2018-07-27 深圳市七尚科技有限公司 变速自行车的自动变速装置及其自行车、变速方法
DE102017128147A1 (de) 2017-11-28 2018-11-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Erzeugen eines Schaltbefehls für eine Gangschaltung eines Fahrzeugs mit einem Pedalantrieb
TWI833920B (zh) * 2019-03-07 2024-03-01 日商島野股份有限公司 用於人力車輛的換檔系統

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