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Die Erfindung betrifft einen Anhänger für ein Fahrrad, aufweisend eine Deichsel zur Ankupplung am Fahrrad und eine auf ein Rad oder die Räder des Anhängers wirkende Bremseinrichtung.
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Anhänger für Fahrräder sind seit langem bekannt. Diese Anhänger sind überwiegend ohne Antrieb und ohne Bremse ausgestattet, was sich wegen der begrenzten Antriebsleistung des Radfahrers nachteilig auf die Fahrgeschwindigkeit 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 wurden im Stand der Technik Fahrradanhänger vorgeschlagen, die mit einem eigenen Antrieb und einer Bremseinrichtung ausgestattet sind.
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Ein derartiger Fahrradanhänger ist beispielsweise in der
DE 10 2010 051 838 A1 beschrieben. Bei diesem Fahrradanhänger ist eine auf die Bremse des Anhängers wirkende elektronische Logikschaltung vorgesehen, die so eingerichtet ist, dass der Anhänger im Schiebebetrieb und beim Abbremsen des Fahrrads keine merkliche Rückwirkung auf das Fahrverhalten des Fahrrads ausübt. Hierbei werden der elektronischen Logikschaltung Signale eines Pedaldrucksensors, eines Bremskraftsensors, eines Kraftsensors im Bereich der Anhängerkupplung und eines Umdrehungssensors zugeführt. Mit Ausnahme des Umdrehungssensors, der im Bereich eines der Räder des Anhängers angeordnet ist, sind die Sensoren am Fahrrad angeordnet.
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Nachteilig an dem vorgeschlagenen Anhänger ist, dass dieser nicht universell mit herkömmlichen Fahrrädern in der vorgeschlagenen Weise betrieben werden kann, da der Anhänger fahrradseitig erfasste Sensordaten benötigt. Der Anhänger ist somit nur mit einem Fahrrad, das mit entsprechenden Sensoren zur Erfassung der für die Logikschaltung benötigten Daten ausgestattet ist, in der vorgeschlagenen Betriebsweise verwendbar.
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Anhänger für ein Fahrrad bereitzustellen, mit dem Nachteile herkömmlicher Fahrradanhänger vermieden werden können. Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, einen Fahrradanhänger bereitzustellen, der beim Abbremsen des Fahrrads keine merkliche Rückwirkung auf das Fahrverhalten des Fahrrads ausübt und der universell mit herkömmlichen Fahrrädern eingesetzt werden kann.
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Diese Aufgaben werden durch einen Anhänger für ein Fahrrad mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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Der erfindungsgemäße Fahrradanhänger weist in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik eine Deichsel zur Ankopplung am Fahrrad sowie eine auf ein Rad oder die Räder des Anhängers wirkende Bremseinrichtung auf. Die Bremseinrichtung kann als elektrisch betätigte mechanische Bremse ausgeführt sein.
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Gemäß allgemeinen Gesichtspunkten der Erfindung umfasst der Anhänger ferner eine Sensoreinrichtung, welche eine Messgröße liefert, die ein Maß für eine über die Deichsel auf den Anhänger einwirkende Beschleunigungskraft ist. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise als Kraftsensor ausgebildet sein, der eine auf die Deichsel wirkende Kraft misst. Die Sensoreinrichtung kann ferner als Wegmesseinheit ausgeführt sein, die eine von der einwirkenden Beschleunigungskraft verursachte Auslenkung erfasst. Die Sensoreinrichtung kann in der Kupplung, in der Deichsel oder in der Befestigung zwischen Deichsel und Anhänger integriert werden.
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Der Anhänger umfasst ferner einen auf die Bremseinrichtung des Anhängers wirkenden Regler, der eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der von der Sensoreinrichtung bestimmten Messgröße so auf die Bremseinrichtung einzuwirken, dass eine beim Abbremsen des Fahrrads erzeugte Trägheitskraft des Anhängers kompensiert oder zumindest reduziert wird.
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Der Anhänger weist somit einen Regelkreis auf, bei dem die von der Sensoreinrichtung erfasste Messgröße als Regelgröße für den Regler dient, der wiederum eine entsprechende Stellgröße an die Bremseinrichtung ausgibt. Der Regler bestimmt einen Wert der Stellgröße so, dass der Fahrradanhänger beim Abbremsen des Fahrrads so abgebremst wird, dass eine Trägheitskraft des Anhängers reduziert oder kompensiert wird. Eine Kompensation der Trägheitskraft führt dazu, dass der Anhänger im Fahrbetrieb keine merkliche Rückwirkung auf das Fahrverhalten des Fahrrads ausübt.
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Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt somit darin, dass die Fahreigenschaften eines mit dem Anhänger gekoppelten Fahrrads beim Bremsen mittels der im Anhänger umgesetzten Bremsregelung weniger stark oder vorzugsweise für den Fahrer nicht merklich verändert werden. Insbesondere wird ein Bremsweg verkürzt, was die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht.
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Der Anhänger weist ferner eine Entkopplungseinrichtung auf, die zur teilweisen mechanischen Entkopplung einer Bewegung des Fahrradanhängers zum Fahrrad in Längsrichtung des Fahrradanhängers ausgeführt ist. Unter einer Bewegung in Längsrichtung wird eine Bewegung in oder entgegen der Fahrtrichtung verstanden. Die Entkopplungseinrichtung ermöglicht somit eine eingeschränkte Relativbewegung des Fahrradanhängers zum Fahrrad in oder entgegen der Fahrtrichtung, wenn der Anhänger am Fahrrad angekoppelt ist, insbesondere derart, dass der Fahrradanhänger verzögert auf eine Zugbewegung oder Bremsbewegung des Fahrrads reagiert.
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Die teilweise mechanische Entkopplung bietet den Vorteil einer Glättung sprungartiger Beschleunigungskräfte und einer verzögerten Reaktion des Anhängerkörpers, so dass die Trägheitskraft des Anhängerkörpers vom Fahrradfahrer nicht sofort wahrgenommen wird. Die verzögerte Reaktion des Anhängerkörpers kann von dem Regelkreis zur Bestimmung des Werts der Stellgröße ausgenutzt werden, um gemäß dem bestimmten Wert der Stellgröße eine geeignete Gegenkraft zur Kompensation oder Reduzierung der im Anhänger erzeugten Trägheitskraft aufzubringen.
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In Verbindung mit der teilweisen mechanischen Entkopplung kann ferner eine besonders ruckfreie und eine für den Fahrradfahrer weniger stark wahrnehmbare Kompensation der Trägheitskräfte und dadurch eine verbesserte Fahrdynamik erzielt werden.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass das Vorsehen der Entkopplungseinrichtung eine besonders genaue und konstruktiv einfache Bestimmung der vorgenannten Messgröße, die ein Maß für eine über die Deichsel auf den Anhänger einwirkende Beschleunigungskraft ist, ermöglicht, was nachfolgend noch detaillierter erläutert wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Anhänger ferner einen Elektroantrieb zum Antreiben des Anhängers auf, wobei der Regler ferner eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der durch die Sensoreinrichtung bestimmten Messgröße den Anhänger mittels des Elektroantriebs so zu beschleunigen, dass eine im Zugbetrieb des Fahrrads erzeugte Trägheitskraft des Anhängers kompensiert oder zumindest reduziert wird.
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Dadurch kann der Fahrradfahrer insbesondere bei Steigungen entlastet werden. Durch Betätigen der Bremseinrichtung und der Antriebseinrichtung kann die Kraft in der Deichsel somit vorzugsweise auf einen Wert von Null geregelt werden, so dass der Anhänger vom Fahrradfahrer nicht mehr als träge Masse wahrgenommen wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass der erfindungsgemäße Anhänger für den Betrieb des Regelkreises keine an dem Fahrrad angebrachte Bedieneinheit oder Sensoreinrichtung benötigt und somit flexibel mit herkömmlichen Fahrrädern einsetzbar ist, die lediglich nur eine übliche Kupplung zur Befestigung der Deichsel benötigen.
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Die Entkopplungseinrichtung ist vorteilhafterweise mit einer Feder-Dämpfungsfunktion versehen, d. h. die Entkopplungseinrichtung weist federnde und dämpfende Eigenschaften auf. Die federnde Funktion ermöglicht eine Rückstellung der Entkopplungseinrichtung in eine Mittelstellung, während die dämpfende Funktion die auftretenden Schwingungen begrenzt.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Sensoreinrichtung an der Entkopplungseinrichtung vorgesehen sein. Ferner kann die Sensoreinrichtung eingerichtet sein, anhand der von der Entkopplungseinrichtung ermöglichten eingeschränkten Relativbewegung zwischen Fahrrad und Anhänger ein Maß für die über die Deichsel auf den Anhänger einwirkende Beschleunigungskraft abzuleiten. Anhand der eingeschränkten Relativbewegung zwischen Fahrrad und Anhänger können die auf den Anhänger wirkenden Beschleunigungskräfte in Fahrtrichtung genau bestimmt werden.
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Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung eingerichtet sein, eine Auslenkung eines beweglichen Elements der Entkopplungseinrichtung zu bestimmen, wobei die Auslenkung des beweglichen Elements ein Maß für eine auf den Anhänger über die Deichsel einwirkende Beschleunigungskraft ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung einen Kraftsensor umfassen, mit dem die auf die Entkopplungseinrichtung einwirkende Beschleunigungskraft direkt gemessen werden kann.
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Die Erfindung ist hinsichtlich des verwendeten Messprinzips oder konstruktiven Aufbaus der Sensoreinrichtung nicht auf eine bestimmte Art beschränkt.
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Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung wenigstens einen Dehnungsmessstreifen (DMS) umfassen, was eine kostengünstige und montagetechnisch einfach zu realisierende Möglichkeit ist, da ein Dehnungsmessstreifen direkt auf das Element, welches einer Dehnung aufgrund der Kraftwirkung des Fahrradfahrers ausgesetzt ist, geklebt werden kann. Die Sensoreinrichtung kann ferner einen Hall-Sensor und/oder einen Piezo-Biegebalkensensor umfassen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können an der Entkopplungseinrichtung ferner Anschlagmittel vorgesehen sein, die eine Relativbewegung des Fahrradanhängers zum Fahrrad auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzen. Dadurch müssen große Beschleunigungskräfte nicht vollständig von der Feder-Dämpfungsfunktion der Entkopplungseinrichtung aufgenommen werden, sondern können von den Anschlagmitteln aufgenommen werden. Dadurch können die beweglichen Elemente der Entkopplungseinrichtung für kleinere Kräfte und die Sensoreinrichtung für einen kleineren Messbereich ausgelegt werden und dadurch präziser arbeiten.
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Dadurch kann insbesondere eine genau aufgelöste Kraft- oder Wegmessung an der Entkopplungseinrichtung durchgeführt werden, die als Maß für die einwirkenden Beschleunigungskräfte verwendet werden kann.
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Die Entkopplungseinrichtung kann in der Verbindung zwischen dem Fahrrad und dem Anhänger vorgesehen sein, beispielsweise an der Kupplung zwischen Fahrrad und Anhänger oder entlang der Deichsel.
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Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Variante, bei der ein anhängerseitiges Ende der Deichsel mittels der Entkopplungseinrichtung am Anhängerkörper, z. B. am Anhängerrahmen, befestigt ist.
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Eine besonders vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Realisierung sieht hierbei vor, dass die Entkopplungseinrichtung zwei Biegeelemente umfasst, die jeweils an einem Ende am Anhängerkörper und am gegenüberliegenden Ende an der Deichsel befestigt sind. Die Biegeelemente erstrecken sich hierbei im nicht ausgelenkten Zustand im Wesentlichen quer zur Längsrichtung des Anhängers und sind in Längsrichtung des Anhängers biegbar.
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Die beiden Biegeelemente sind vorzugsweise plattenförmig ausgeführt und können beispielsweise aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff gefertigt sein. Durch entsprechende Wahl der Größe, der Dicke und des Materials der Biegeelemente können die federnden und dämpfenden Eigenschaften der durch die Biegeelemente gebildeten Entkopplungseinrichtung eingestellt werden.
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Ein besonderer Vorzug dieser Ausführungsvariante liegt in dem konstruktiv einfachen Aufbau, da keine zusätzliche Lagerung bzw. Lagerelemente erforderlich sind.
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Ferner kann die Sensoreinrichtung wenigstens einen Piezo-Biegebalkensensor aufweisen, der parallel zu einem der Biegeelemente angeordnet ist, derart, dass der Piezo-Biegebalkensensor eine zum Biegeelement korrespondierende Auslenkung bei Einwirken einer Kraft ausführt und die Ladungsverschiebung des Piezoelements somit proportional zu der Auslenkung der Biegeelemente ist.
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Ferner kann die Sensoreinrichtung einen Hall-Sensor aufweisen, der so angeordnet wird, dass eine magnetische Durchflutung des Sensors proportional zur Auslenkung der Biegeelemente ist. Hierzu können der Sensor am Anhänger und ein entsprechender Magnet benachbart hierzu an der Deichsel montiert werden.
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Ferner besteht alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten Ausführungsvarianten der Sensoreinrichtung die Möglichkeit, dass die Sensoreinrichtung einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen (DMS) umfasst, die auf einen oder beide Biegeelemente aufgebracht werden, z. B. aufgeklebt werden. Mittels der DMS kann die Dehnung der Biegeelemente gemessen werden. Aus der Dehnung kann auf die Beschleunigungskraft rückgeschlossen werden.
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Anstelle der vorgenannten zwei Biegeelemente kann die Entkopplungseinrichtung auch zwei Schwenkarme umfassen, die jeweils an einem Ende drehbar am Anhängerkörper und am gegenüberliegenden Ende drehbar an der Deichsel befestigt sind und sich quer zur Längsrichtung des Anhängers erstrecken. Ferner kann gemäß dieser Variante ein Biegekörper, der an einem Ende am Anhängerkörper und am gegenüberliegenden Ende an der Deichsel befestigt ist, vorgesehen sein, der sich quer zur Längsrichtung des Anhängers erstreckt und in Längsrichtung des Anhängers biegbar ist.
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Gemäß dieser Variante wird die Federsteifigkeit und Dämpfung der Entkopplungseinrichtung somit nicht durch die beiden Schwenkarme, sondern durch den zusätzlichen Biegekörper bereitgestellt, welcher wiederum auf Scherung beansprucht wird.
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Vorteilhaft bei dieser Variante ist, dass die tragenden mechanischen Elemente in Form der Schwenkarme kaum beansprucht werden. Sollte der Biegekörper einen Defekt erleiden, wäre die Deichsel nach wie vor fest mit dem Anhänger über die Schwenkarme verbunden. Ferner ermöglicht diese Ausführungsvariante eine einfachere Auslegung des Gesamtsystems, ist jedoch mit einem im Vergleich zu den Biegeelementen erhöhten Fertigungs- und Montageaufwand verbunden. Ferner werden zusätzliche Lager benötigt.
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Bei einer Weiterbildung der vorgenannten Varianten mit Biegearmen oder Schwenkarmen besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, als Anschlagmittel Anschläge, z. B. Anschlagplatten, vorzusehen, die in Längsrichtung des Anhängers versetzt zu den Biegeelementen oder den Schwenkarmen angeordnet sind, derart, dass eine Auslenkung der Biegeelemente oder der Schwenkarme in Längsrichtung durch die Anschläge begrenzt wird. Vorzugsweise sind mindestens zwei Anschläge vorhanden, um eine Auslenkung in und entgegen der Fahrtrichtung zu begrenzen.
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Die Entkopplungseinrichtung ist hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus nicht auf die beiden vorgenannten Ausführungsvarianten aufweisend die Biegeelemente oder die Schwenkarme beschränkt, die aus Kosten- und Fertigungsgesichtspunkten jedoch besonders vorteilhaft sind.
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So besteht gemäß einer weiteren Variante die Möglichkeit, dass die Entkopplungseinrichtung mindestens eine sich in Längsrichtung auslenkbare Feder umfasst. Beispielsweise kann der translatorische Freiheitsgrad der Entkopplungseinrichtung in Längsrichtung des Anhängers durch eine Führungsmechanik realisiert werden, mittels welcher ein Schlitten durch Anschläge begrenzt in Längsrichtung gleiten kann. Die Führungsmechanik kann beispielsweise durch eine Führungsschiene und Linearkugellager realisiert sein. An dem Schlitten können zur Ausbildung der Feder-Dämpfungsfunktion der Entkopplungseinrichtung zwei Federn befestigt sein, die in Längsrichtung des Anhängers auslenkbar sind. Hierbei ist eine Feder mit ihrem nicht am Schlitten befestigten Ende an der Deichsel und die andere Feder mit ihrem nicht am Schlitten befestigten Ende an dem Anhängerkörper befestigt. Der Schlitten kann als Z-förmige Platte ausgebildet sein, wobei an den beiden diagonal gegenüberliegenden Enden jeweils eine Feder befestigt ist.
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Der Elektroantrieb kann als Radnabenmotor ausgeführt sein. Vorzugsweise ist der Radnabenmotor nur an einem der Räder des Anhängers vorgesehen, da dies aus Kostengründen und aufgrund besserer Fahreigenschaften in der Kurve vorteilhaft ist. Gemäß einer weiteren Variante kann an jedem der beiden Räder des Anhängers ein Radnabenmotor befestigt sein. Der Elektroantrieb kann auch als herkömmlicher Elektromotor ausgebildet sein.
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Im Rahmen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, dass die Bremseinrichtung des Anhängers als eine sowohl als Motor, als auch als Bremse wirkende elektrische Maschine ausgebildet ist, die im motorischen Betrieb den Elektroantrieb ausbildet. Eine derartige Motorbremse kann alternativ oder zusätzlich zu einer elektrisch betätigten mechanischen Bremse vorgesehen sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante umfasst der Anhänger einen elektrischen Energiespeicher zur Versorgung des Elektroantriebs. Ferner kann die elektrische Maschine beim Bremsen als Generator geschaltet sein und die elektrische Bremsenergie im Rahmen eines Rekuperationsvorgangs zum Aufladen des Energiespeichers verwenden.
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Bei einer Ausführungsvariante ohne Elektroantrieb und nur mit einer elektrisch betätigten mechanischen Bremse kann die Energieversorgung des Regelkreises vorzugsweise über einen Nabendynamo sichergestellt werden, welcher einen kleinen Akku auflädt.
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Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf einen Fahrzeugverbund aus einem Fahrrad und einem Anhänger gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Seitenansicht der 1;
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3 eine schematische Draufsicht auf einen Fahrzeugverbund aus einem Fahrrad und einem Anhänger gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Entkopplungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
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5 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Entkopplungseinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Fahrzeugverbund aus einem Fahrrad 1 und einem Anhänger 2. Der Anhänger 2 ist über eine Deichsel 5, an deren freien Ende eine Anhängerkupplung (nicht dargestellt) vorgesehen ist, in einem Kupplungsbereich 9 am Fahrrad befestigt. Das Fahrrad 1 weist hierzu eine entsprechende Kupplung auf und ist in herkömmlicher Weise ausgeführt.
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Der Anhänger 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei Rädern 4 versehen, die elektrische Radnabenmotoren 20 aufweisen.
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Der Aufbau des Fahrradanhängers 2 ohne die Deichsel 5 wird in dem vorliegenden Dokument als Anhängerkörper 3 bezeichnet. An den beiden Rädern 4 sind elektrisch betätigte mechanische Radbremsen 8 angeordnet, die von einer als Regler 18 ausgebildeten elektronischen Steuereinrichtung angesteuert werden. Der Anhänger 2 trägt ferner einen Energiespeicher 19, der in Form einer herkömmlichen Batterie eines sogenannten E-Fahrrads (E-Bikes) ausgeführt sein kann, und die über den Regler 18 mit den elektrischen Maschinen in Form der Radnabenmotoren 20 des Anhängers 2 verbindbar ist.
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An dem anhängerseitigen Ende der Deichsel 5 ist eine Entkopplungseinrichtung 10 vorgesehen, die zur teilweisen mechanischen Entkopplung einer Bewegung des Fahrradanhängers 2 zum Fahrrad 1 in Längsrichtung des Fahrradanhängers, die durch den mit L gekennzeichneten Pfeil dargestellt ist, ausgeführt ist.
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Die stark schematisierte Ansicht in 1 zeigt die Elemente der Entkopplungseinrichtung 10 in einer funktionalen und nicht in einer konstruktiven Darstellung. Über die Entkopplungseinrichtung 10 ist die Deichsel 5 über ihren anhängerseitigen Endbereich 7 federnd und dämpfend am Anhängerkörper 3, beispielsweise am Anhängerrahmen, befestigt.
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Hierbei ist mit dem Dämpfer 13 die dämpfende Eigenschaft der Entkopplungseinrichtung und mit der Feder 14 die federnde Eigenschaft der Entkopplungseinrichtung 10 dargestellt. Die federnde und dämpfende Eigenschaft kann konstruktiv in einem Bauteil, das federnde und dämpfende Eigenschaften hat, realisiert sein, was nachfolgend noch detaillierter anhand weiterer Ausführungsbeispiele erläutert wird.
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Über die Entkopplungseinrichtung 10 ist die Deichsel somit teilweise mechanisch vom Anhängerkörper 3 entkoppelt, so dass sich der Anhängerkörper 3 eingeschränkt in Längsrichtung L relativ zur Deichsel und zum Fahrrad 1 bewegen kann. In der Entkopplungseinrichtung 10 ist eine Sensoreinrichtung 12, beispielsweise ein Kraftsensor, vorgesehen, welche eine Messgröße liefert, die ein Maß für eine über die Deichsel 5 auf den Anhänger 2 einwirkende Beschleunigungskraft ist.
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Dem elektronischen Regler 18 werden über eine Eingangssignalleitung 16 Messsignale der Sensoreinrichtung 12 übermittelt. Der Regler 18 ist Teil eines Regelkreises und eingerichtet, in Abhängigkeit von den übermittelten Messgrößen der Sensoreinrichtung 12 so auf die Bremseinrichtung 8 einzuwirken, dass eine beim Abbremsen des Fahrrads 2 erzeugte Trägheitskraft des Anhängers 2 kompensiert oder zumindest reduziert wird. Hierzu gibt der Regler 18 über entsprechende Ausgangssignalleitungen 17 fortwährend entsprechende Stellsignale an die Bremsen 8 aus.
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Der Regler 18 ist ferner eingerichtet, in Abhängigkeit dieser Messgrößen den Anhänger 2 durch Ansteuerung der Radnabenmotoren 20 so zu beschleunigen, dass eine im Zugbetrieb des Fahrrads erzeugte Trägheitskraft des Anhängers kompensiert oder zumindest reduziert wird. Hierzu gibt der Regler 18 über entsprechende Ausgangssignalleitungen 17 fortwährend entsprechende Stellsignale an die Radnabenmotoren 20 aus.
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Der Regler 18 ist vorzugsweise so ausgeführt, dass er im Fahrbetrieb die Radnabenmotoren 20 und die Bremsen 8 in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung kontinuierlich gemessenen Regelgröße so stellt, dass die Kraft in der Deichsel 5 auf Null geregelt wird.
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2 zeigt eine schematische Seitenansicht der 1. Mit dem Bezugszeichen 11 ist die Befestigungsstelle der Entkopplungseinrichtung 20 an dem Anhängerkörper 3 bezeichnet. In der Darstellung der 2 ist ferner zu erkennen, dass in Längsrichtung L versetzt zu dem Endbereich 7 der Deichsel 5 seitlich am Anhängerkörper 3 zwei Anschläge 15 befestigt sind, die eine durch die Kupplungseinrichtung 10 ermöglichte Relativbewegung der Deichsel 5, 7 entlang des Anhängerkörpers 3 sowohl in als auch entgegen der Fahrtrichtung begrenzen.
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Bei einer Zugbewegung des Fahrrads 1 schlägt die in 2 gezeigte linke Randseite 7a des Endbereichs 7 der Deichsel 5 an die linke Anschlagplatte 15, während beim Abbremsen des Fahrrads die rechte Randseite 7a an die rechte Anschlagplatte 15 schlägt und somit die Relativbewegung des Anhängers zum Fahrrad begrenzt.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante. Hierbei entsprechen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen den Komponenten der 1 und werden nicht gesondert beschrieben. Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass nur an einem Rad eine elektrisch betätigte mechanische Radbremse 8 und ein Radnabenmotor 20 vorgesehen sind, die, wie zuvor beschrieben, von dem Regler 18 angesteuert werden.
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4 zeigt eine Detailansicht einer Ausführungsvariante 410 zur konstruktiven Umsetzung der Entkopplungseinrichtung 10. Die wiederum stark schematisiert gezeigte Entkopplungseinrichtung 410 wird mittels zweier Biegeplatten 411 realisiert, die aus Karbon oder einem Karbonverbundwerkstoff gefertigt sind. Die Biegeplatten 411 sind an einem Ende am Anhängerkörper 3, beispielsweise am Anhängerrahmen, und am gegenüberliegenden Ende an der Deichsel 5, insbesondere am anhängerseitigen Endbereich 7 der Deichsel 5, drehfest befestigt. Die Biegeplatten 411 weisen in Fahrtrichtung bzw. Längsrichtung L eine geringe Steifigkeit auf und können sich dadurch quer zur Längsrichtung L des Anhängers verbiegen, wodurch der translatorische Freiheitsgrad entsteht.
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Die Federsteifigkeit und die gewünschte Dämpfung werden über entsprechende Wahl der Geometrie und Materialauswahl der Platten 411 eingestellt. Die Biegeplatten 411 bilden somit die funktionalen Bestandteile 11, 13, und 14 der 1 aus.
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Die gestrichelten Linien zeigen einen Zustand der Entkopplungseinrichtung 410 bei einer durch das Fahrrad 1 erzeugten und auf die Deichsel 7 wirkenden Bremskraft, so dass sich der Anhänger 2 bzw. der Anhängerkörper 3 in Fahrtrichtung relativ zum Fahrrad (nicht gezeigt) verschiebt.
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Die entsprechende Auslenkung der Biegeplatten 411 kann durch wenigstens einen Piezo-Biegebalkensensor (nicht gezeigt) gemessen werden, der parallel zu den Biegeplatten 411 angeordnet ist, so dass der Piezo-Biegebalken einer zur der Auslenkung der Biegeplatten 411 korrespondierenden Auslenkung ausgesetzt ist. Die Ladungsverschiebung des integrierten Piezoelements ist von der Auslenkung des Piezo-Biegebalkens abhängig und kann somit als Maß für die über die Deichsel 5 auf den Anhänger 2 einwirkende Beschleunigungskraft dienen.
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5 zeigt eine alternative Ausführungsvariante 510 für die Entkopplungseinrichtung 10.
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Gemäß dieser Ausführungsvariante umfasst die Entkopplungseinrichtung 510 zwei Schwenkarme 511, die über reibungsarme Rotationslager jeweils an einem Ende drehbar am Anhängerkörper 3 und am gegenüberliegenden Ende drehbar an der Deichsel 7 befestigt sind und sich quer zur Längsrichtung L des Anhängers 2 erstrecken.
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Mittig zwischen den beiden Schwenkarmen 511 ist ein Biegekörper 513 angeordnet, der ebenfalls an einem Ende am Anhängerkörper 3 und am gegenüberliegenden Ende an der Deichsel 7 befestigt ist. Der Biegekörper 513 erstreckt sich somit ebenfalls quer zur Längsrichtung L des Anhängers 2 und ist in Längsrichtung L biegbar.
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Die Federsteifigkeit und die Dämpfung der Entkopplungseinrichtung 510 wird durch den zusätzlichen Biegekörper 513 realisiert, der bei Wirkung einer Beschleunigungskraft auf Scherung beansprucht wird, während sich in diesem Fall die Schwenkarme 511 parallel verschwenken. Dies ist in 5 wiederum durch die gestrichelten Linien dargestellt. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsvariante ist, wie vorstehend bereits erwähnt wurde, dass die tragenden mechanischen Elemente 511 in Form der Schwenkarme kaum beansprucht werden. Sollte der im Vergleich hierzu stark beanspruchte Biegekörper 513 einen Defekt erleiden, wäre die Deichsel 5, 7 nach wie vor fest mit dem Anhänger 3 über die Schwenkarme 511 verbunden.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, ohne den zugehörigen Bereich zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern die Erfindung soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010051838 A1 [0003]
