DE102010051838A1 - Trailer for bicycle, has electronic logic circuit working on brake of trailer and designed, such that trailer does not exert reaction on driving characteristics of bicycle in sliding operation and during braking of bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Anhänger für ein Fahrrad mit einer auf das Rad oder die Räder des Anhängers wirkenden Bremse.The invention relates to a trailer for a bicycle with a brake acting on the wheel or the wheels of the trailer.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Anhänger für Fahrräder sind seit langem bekannt. Diese Anhänger sind überwiegend ohne Antrieb und ohne Bremse ausgestattet, was sich nachtteilig auf die Fahrgeschwindigkeit wegen der begrenzten Antriebsleistung des Radfahrers und auf das Fahrverhalten beim Bremsen auswirkt. Insbesondere Steigungen sind beim Bergauffahren schwer zu bewältigen und stellen beim Bergabfahren ein großes Problem beim Bremsen dar, wenn der Anhänger eine vergleichsweise große Masse aufweist. Aus diesem Grund wurde schon vorgeschlagen, Fahrradanhänger mit einem Antrieb und einer Bremseinrichtung zu versehen.Trailers for bicycles have long been known. These trailers are predominantly equipped without a drive and without a brake, which has a disadvantageous effect on the driving speed because of the limited drive power of the cyclist and on the handling behavior during braking. Slopes, in particular, are difficult to cope with when driving uphill and are a major problem when braking downhill when the trailer has a comparatively large mass. For this reason, it has been proposed to provide bicycle trailer with a drive and a braking device.
Ein derartiger Fahrradanhänger ist beispielsweise in der
Insbesondere bei einem elektrischen Antrieb soll der Elektromotor während vom Radfahrer durchgeführten Bremsvorgängen durch entsprechende Schalt- und Regeleinrichtungen so umgeschaltet werden, dass er nicht mehr dem Antrieb sondern dem Bremsprozess dient, dadurch dass der Elektromotor passiv vom Fahrrad-Anhänger-Gespann angetrieben und somit in bekannter Weise als Ladegenerator für einen Akkumulator dient. Dieser angetriebene und gebremste Fahrradanhänger soll mit dem Vorteil verbunden sein, dass das Fahrrad keinen eigenen Hilfsantrieb benötigt und somit ohne weiteres auch ohne diesen Anhänger verwendbar ist.In particular, in an electric drive, the electric motor is to be switched during cycling performed by cyclists by appropriate switching and control devices so that it no longer serves the drive but the braking process, characterized in that the electric motor passively driven by the bicycle trailer trailer and thus in a known Way serves as a charge generator for an accumulator. This powered and braked bicycle trailer should be associated with the advantage that the bike does not need its own auxiliary drive and thus is readily usable without this trailer.
Dem gleichen Ziel dient der in der
Der Anhänger soll mit Bremsen ausgestattet sein, um die Sicherheit beim Betrieb zu erhöhen. Die Bremsen des Anhängers können beispielsweise in Form einer Auflaufbremse ausgebildet sein. Denkbar sind jedoch auch Bremsanlagen, die vom Fahrrad aus zu betreiben sind, wobei sowohl unmittelbare mechanische Betätigungsvorrichtungen möglich sind als auch Bremsanlagen, die über Zwischenmedien, z. B. hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch arbeiten. In einer besonderen Ausführungsform wird die Bremsanlage über eine Steuerung betrieben, die auch den Antriebsmotor regelt.The trailer should be equipped with brakes to increase safety during operation. The brakes of the trailer may be formed, for example in the form of a overrun brake. However, also conceivable are brake systems that are to operate from the bike, both direct mechanical actuators are possible as well as braking systems, the intermediate media, z. B. hydraulically, pneumatically or electrically. In a particular embodiment, the brake system is operated via a controller which also controls the drive motor.
Besonders bevorzugt soll nach diesem Stand der Technik das Antriebssystem, wenn es als Elektroantrieb ausgebildet ist, den Generatorbetrieb beim Bremsen ermöglichen. Hierdurch wird wenigstens ein Teil der beim Bremsen zur Verfügung stehenden mechanischen Energie wieder in elektrische Energie umgesetzt und in den Akkumulator geladen. Die Reichweite wird dadurch deutlich erhöht. Gemäß einer anderen Weiterbildung dieses bekannten Antriebssystems sollen Solarzellen vorgesehen sein, die zur Aufladung des Akkumulators dienen und somit eine Vergrößerung der Reichweite bewirken.Particularly preferred according to this prior art, the drive system, if it is designed as an electric drive, enable the generator operation during braking. As a result, at least some of the mechanical energy available during braking is converted back into electrical energy and charged into the accumulator. The range is thereby increased significantly. According to another development of this known drive system solar cells should be provided which serve to charge the battery and thus cause an increase in the range.
Aus der
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung in erster Linie die Aufgabe zugrunde, einen Anhänger für ein Fahrrad mit einer auf das Rad oder die Räder des Anhängers wirkenden Bremse vorzuschlagen, bei dem das Leistungsvermögen des Radfahrers und seine Beherrschung des Fahrrades beim Bremsen und beim Dauerbremsen bei Bergabfahrt in besonderer Weise berücksichtigt werden, um besonders bei diesen Fahrzuständen die Fahrsicherheit zu erhöhen.Against this background, the invention has the primary object to propose a trailer for a bicycle with a brake acting on the wheel or the wheels of the trailer, in which the ability of the cyclist and his mastery of the bicycle during braking and braking on a downhill be considered in a special way to increase driving safety especially in these driving conditions.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einem Anhänger für ein Fahrrad mit einer auf das Rad oder die Räder des Anhängers wirkenden Bremse der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass erfindungsgemäß eine auf die Bremse des Anhängers wirkende elektronische Logikschaltung vorgesehen ist, die so eingerichtet ist, dass der Anhänger im Schiebebetrieb und beim Abbremsen des Fahrrades keine merkliche Rückwirkung auf das Fahrverhalten des Fahrrads ausübt. Die elektronische Logikschaltung soll somit so wirken, dass der Radfahrer im Schiebebetrieb und beim Abbremsen nicht merkt, dass ein Anhänger an sein Fahrrad angekoppelt ist, unabhängig davon, welche Masse der Anhänger, beladen oder unbeladen, aufweist.Based on this task is proposed in a trailer for a bicycle with a force acting on the wheel or the wheels of the trailer brake of the type mentioned that according to the invention acting on the brake of the trailer electronic logic circuit is provided which is set up so that Trailer in pushing mode and when braking the bike exerts no noticeable effect on the handling of the bike. The electronic logic circuit should thus act so that the cyclist does not notice when pushing and braking that a trailer is coupled to his bike, regardless of what mass of the trailer, loaded or unloaded, has.
Um auch beim Anfahren, Beschleunigen und Bergauffahren für den Radfahrer das Gefühl hervorzurufen, dass er ein Fahrrad ohne Anhänger fährt, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Bremse des Anhängers als eine sowohl als Motor als auch als Bremse wirkende elektrische Maschine ausgebildet und die Logikschaltung so eingerichtet ist, dass die elektrische Maschine als Antrieb mit Entnahme von Antriebenergie aus einem Energiespeicher und als Bremse wirken kann, ohne dass eine merkliche Rückwirkung auf das Fahrverhalten des Fahrrades eintritt.In order to cause the cyclist to feel even when starting, accelerating and driving uphill, that he drives a bike without a trailer, can be provided in a further development of the invention that the brake of the trailer as both acting as a motor and as a brake electric machine and trained the logic circuit is arranged so that the electric machine can act as a drive with removal of drive energy from an energy storage and as a brake, without a noticeable effect on the performance of the bicycle occurs.
Für die Ansteuerung der Logikschaltung kann in der Verbindung zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger, vorzugsweise im Bereich einer Anhängerkupplung, ein mit der Logikschaltung verbundener Sensor zur Aufnahme und Übertragung von die Verbindung dehnenden und komprimierenden Kräften auf die Logikschaltung angeordnet sein.For the control of the logic circuit can be arranged in the connection between the bicycle and the trailer, preferably in the region of a trailer hitch, connected to the logic circuit sensor for receiving and transmitting the compound stretching and compressing forces on the logic circuit.
Diese Anordnung beruht auf der Überlegung, dass sich Beschleunigungs- und Bremskräfte als dehnende oder komprimierende Kräfte in der Anhängerkupplung bemerkbar machen und diese Stelle daher besonders geeignet ist, den mit der Logikschaltung verbundenen Sensor aufzunehmen.This arrangement is based on the consideration that acceleration and braking forces are noticeable as stretching or compressing forces in the trailer hitch and this location is therefore particularly suitable for receiving the sensor connected to the logic circuit.
Um zu vermeiden, dass der Anhänger bei abgestelltem Fahrzeugverbund auf einer Steigung eine Antriebskraft entwickelt, wenn nämlich das Fahrrad steht und der Anhänger sich rückwärts bewegt, ist es vorteilhaft, wenn am Fahrrad oder am Anhänger ein mit der Logikschaltung verbundener Bewegungssensor, insbesondere ein Umdrehungssensor, an einem der Räder angeordnet ist, der bei Stillstand ein Abschalten der elektrischen Maschine und/oder ein Festbremsen wenigstens des Anhängers bewirkt. Ohne diese Einrichtung würde der Anhänger auf die Anhängerkupplung eine Zugkraft entwickeln, die der Logikschaltung ein Signal zum Einschalten des Antriebs bis zur Aufhebung der Zugkraft zu entwickeln übermitteln würde. Zwar würde sich der Fahrzeugverbund dadurch nicht in Bewegung versetzen, da ja die Zugkraft sofort wieder verschwindet, sobald der Anhänger geringfügig gegen das Fahrrad vorgerückt ist, jedoch würde eine dauernde Schalt- und Regelfunktion der Logikschaltung ausgelöst, die unerwünscht ist und über einen längeren Zeitraum zum Entladen des Energiespeichers führen würde.In order to avoid that the trailer develops a driving force on a slope when the vehicle assembly is parked, namely when the bicycle is stationary and the trailer is moving backwards, it is advantageous if a motion sensor connected to the logic circuit, in particular a revolution sensor, on the bicycle or on the trailer, is arranged on one of the wheels, which causes a shutdown of the electric machine and / or stalling at least the trailer at standstill. Without this device, the trailer on the trailer hitch would develop a tractive force that would provide the logic circuit with a signal to turn on the drive to release the traction to develop. Although the vehicle network would not set in motion, since the traction immediately disappears again when the trailer is slightly advanced against the bike, but a permanent switching and control function of the logic circuit would be triggered, which is undesirable and over a longer period of time Discharging the energy storage would result.
Wenn die Logikschaltung so eingerichtet ist, dass sich die elektrische Maschine beim Bremsen als Generator schalten lässt, kann die elektrische Bremsenergie in einen Bremswiderstand umgewandelt werden, geht dadurch jedoch verloren. Vorzugsweise wird die Bremsenergie daher zum Aufladen des Energiespeichers verwendet, was durch die Logikschaltung entsprechend gesteuert wird.If the logic circuit is set up so that the electric machine can be switched as a generator when braking, the electrical braking energy can be converted into a braking resistor, but is thereby lost. Preferably, the braking energy is therefore used to charge the energy storage, which is controlled accordingly by the logic circuit.
Der Energiespeicher kann am Fahrrad und/oder im Anhänger angeordnet sein, wobei die Logikschaltung, wenn sowohl das Fahrrad als auch der Anhänger mit einem Energiespeicher versehen sind, so eingerichtet ist, dass je nach Aufnahmefähigkeit der Energiespeicher am Fahrrad und/oder der Energiespeicher im Anhänger beim Bremsen durch die als Generator geschaltete elektrische Maschine aufgeladen werden.The energy storage device can be arranged on the bicycle and / or in the trailer, wherein the logic circuit, if both the bicycle and the trailer are provided with an energy storage is set up so that depending on the capacity of the energy storage on the bike and / or energy storage in the trailer be charged during braking by the electrical machine connected as a generator.
Zusätzlich zur Ansteuerung der Logikschaltung über den Sensor im Bereich der Anhängerkupplung kann die Logikschaltung in Weiterentwicklung der Erfindung so eingerichtet sein, dass sie die Antriebsleistung und/oder die Bremswirkung des Anhängers in Abhängigkeit von der durch den Radfahrer ausgeübten Antriebsleistung und/oder der durch ihn bewirkten Abbremsung des Fahrrads so regelt, das kein Aufschaukeln zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger eintritt. Die Antriebsleistung des Radfahrers lässt sich beispielsweise mittels eines Pedaldrucksensors ermitteln, während die vom Radfahrer bewirkte Abbremsung in der Regel über einen handbetätigten Bremshebel erfolgt, so dass sich die durch den Radfahrer bewirkte Abbremsung mittels eines Sensors am Handbremshebel ermitteln lässt.In addition to the control of the logic circuit via the sensor in the area of the trailer coupling, the logic circuit in a further development of the invention can be set up to effect the drive power and / or the braking action of the trailer in dependence on the drive power exerted by the cyclist and / or the driver Deceleration of the bicycle so regulates that no bouncing between the bike and the trailer occurs. The drive power of the cyclist can be determined for example by means of a pedal pressure sensor, while the braking caused by the cyclist usually takes place via a hand-operated brake lever, so that by the cyclist caused deceleration can be determined by means of a sensor on the handbrake lever.
Ein Aufschaukeln zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger kann einerseits dadurch eintreten, dass die Pedalkraft während der Umdrehung der Tretkurbeln zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert schwankt, so dass die Logikschaltung eine Glättung dieser Pedalkraft vornehmen kann, um den Antrieb des Anhängers zu vergleichmäßigen. Beim Abbremsen durch den Radfahrer läuft der Anhänger zunächst auf das Fahrrad auf, bis der Sensor in der Anhängerkupplung anspricht. Wenn die Logikschaltung die vom Radfahrer über den Handbremshebel bewirkte Abbremsung berücksichtigt, lässt sich eine Überbremsung des Anhängers beim Auflaufen auf das Fahrrad vermeiden und eine starke Dämpfung dieser Abläufe erreichen, so dass auch beim Bremsen kein Aufschaukeln zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger eintreten kann.A rocking between the bicycle and the trailer can on the one hand occur in that the pedal force varies during the rotation of the cranks between a maximum and a minimum value, so that the logic circuit can make a smoothing of this pedal force to even out the drive of the trailer. When decelerating by the cyclist, the trailer first rides on the bicycle until the sensor in the trailer hitch responds. If the logic circuit takes into account the deceleration caused by the cyclist via the handbrake lever, it is possible to avoid overbraking of the trailer when running onto the bicycle and to achieve a strong damping of these processes, so that no bouncing between the bicycle and the trailer can occur during braking.
Im Hinblick darauf, dass der Radfahrer mit Muskelkraft nur eine begrenzte Bremswirkung erzeugen kann, ist es vorteilhaft, die Logikschaltung so einzurichten, dass sie die Bremswirkung des Anhängers, insbesondere bei einer vom Radfahrer eingeleiteten Notbremsung, exponentiell verstärkt, so dass der Anhänger stets stärker abgebremst wird als das Fahrrad durch den Radfahrer und der Fahrzeugverbund immer gestreckt bleibt.In view of the fact that the cyclist with muscle power can produce only a limited braking effect, it is advantageous to set up the logic circuit so that it exponentially increases the braking effect of the trailer, especially in an emergency braking initiated by the cyclist, so that the trailer braked always stronger As the bike remains stretched by the cyclist and the vehicle group is getting stretched.
Um die Reichweite des Fahrzeugverbunds zu vergrößern, ohne die Kapazität des Energiespeichers vergrößern zu müssen, was zu einer Vergrößerung der Masse des Anhängers führen würde, ist es vorteilhaft, eine Solarfolie vorzusehen, die in ein Dach oder eine Abdeckplane des Anhängers eingearbeitet sein kann.In order to increase the range of the vehicle network, without having to increase the capacity of the energy storage, which would lead to an increase in the mass of the trailer, it is advantageous to provide a solar film that can be incorporated into a roof or tarpaulin of the trailer.
Der Sensor der Verbindung zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger, der sich vorzugsweise im Bereich der Anhängerkupplung befindet, kann eine druckempfindliche Folie enthalten oder aus einem Schiebepotentiometer bestehen.The sensor of the connection between the bicycle and the trailer, which is preferably in the region of the trailer hitch, can contain a pressure-sensitive film or consist of a sliding potentiometer.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention will be explained below with reference to several embodiments shown in the drawings. In the drawing shows
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
Der Anhänger
Der Anhänger
Der elektronischen Logikschaltung
Wenn der Energiespeicher
Durch den Pedaldrucksensor
Ähnlich wirkt der Bremskraftsensor
Bevorzugt wird die Bremsenergie über die elektronische Logikschaltung
Wenn das Fahrrad
Das Fahrrad
Selbstverständlich kann die Batterie
In der einfachsten Ausführungsform kann auf einen Energiespeicher in Form einer Batterie
Weiter ist es möglich, entweder ganz ohne den Pedaldrucksensor
Die Zugkräfte treten im Sensor
Die durch die Sensoren
Dadurch wird die Fahrdynamik des Fahrzeugverbunds aus Fahrrad
Durch die elektronische Sensierung der Fahrdynamik erfolgt ein viel schnelleres und präziseres Ansprechen des Regelverhaltens, und die Nachteile einer mechanischen Auflaufbremse werden vermieden. Des Weiteren ist es mit der Regelung der Bremswirkung über die elektronische Logikschaltung
Mit dem Fahrzeugverbund aus dem Fahrrad
In den
Mittels dieses Zapfens
Die Lasche
Bei der in
Auch bei der Ausführungsform gemäß
Die Ausführungsform gemäß
Die Ausführungsform gemäß
Die Schwenkbarkeit der Anhängerkupplung
Mit dem erfindungsgemäßen Anhänger ist eine umweltfreundliche Mobilität gewährleistet, die zukünftig verstärkt an Bedeutung gewinnen wird. Hierbei spielt gerade auch das Fahrrad eine sehr große Rolle. Durch eine Vergrößerung des Wirkradius, beispielsweise durch den erfindungsgemäßen, intelligenten Fahrradanhänger, gelingt es, diese Tendenz positiv zu beeinflussen.With the trailer according to the invention an environmentally friendly mobility is guaranteed, which will increasingly gain in importance in the future. Here also the bike plays a very important role. By increasing the effective radius, for example by the intelligent bicycle trailer according to the invention, it is possible to positively influence this tendency.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrradbicycle
- 22
- Vorderradfront
- 33
- Hinterradrear wheel
- 44
- Radnabenmotorhub motor
- 55
- Tretkurbelncranks
- 66
- PedaldrucksensorPedal pressure sensor
- 77
- Bremshebelbrake lever
- 88th
- BremskraftsensorBraking force sensor
- 99
- Anhängerpendant
- 1010
- Räderbikes
- 1111
- Elektrische Maschine als RadnabenmotorenElectric machine as wheel hub motors
- 1212
- Deichselshaft
- 1313
- Anhängerkupplungtrailer hitch
- 1414
- Kraftsensorforce sensor
- 1515
- Energiespeicher, Batterie oder KondensatorEnergy storage, battery or capacitor
- 1616
- Elektronische LogikschaltungElectronic logic circuit
- 1717
- Umdrehungssensorrotation sensor
- 1818
- Ausfallende des FahrradrahmensDropout of the bicycle frame
- 1919
- WinkelblechWinkelblech
- 2020
- Waagerechter SchenkelHorizontal thigh
- 2121
- Lascheflap
- 2222
- Zapfenspigot
- 2323
- Sensorsensor
- 2424
- Anhängerkupplungtrailer hitch
- 2525
- Federfeather
- 2626
- Drehachseaxis of rotation
- 2727
- DehnungsmessstreifenStrain gauges
- 2828
- Schlitzeslots
- 2929
- Optischer SensorOptical sensor
- 3030
- Zylindercylinder
- 3131
- Kolbenpiston
- 3232
- Kolbenstangepiston rod
- 3333
- Dichtungpoetry
- 3434
- Ölfüllungoil filling
- 3535
- Drucksensor, PiezoelementPressure sensor, piezo element
- 3636
- Gehäusecasing
- 3737
- Bolzenbolt
- 3838
- Scheibedisc
- 3939
- Federnfeathers
- 4040
- Wegsensordisplacement sensor
- 4141
- Solarfoliesolar film
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 19524416 A1 [0005] DE 19524416 A1 [0005]
- DE 102006030001 A1 [0008] DE 102006030001 A1 [0008]
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