DE102017000165A1

DE102017000165A1 - Kettenführungssensor und Verfahren zur Steuerung eines Fahrrads

Info

Publication number: DE102017000165A1
Application number: DE102017000165.0A
Authority: DE
Inventors: Henrik Braedt; Brian Jordan
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2017-07-13
Also published as: CN110510053A; EP3190039B1; TW201726484A; TWI689442B; US20170197685A1; US20180194432A1; EP3708477A1; CN107021182A; CN107021182B; US9944350B2; CN110510053B; EP3190039A1; TWI637879B; TW201908195A; US10780946B2

Abstract

Ein Gangschaltmechanismus für ein Fahrrad kann einen Spanner umfassen, der ein Rad aufweist, das mit einer Kette in einem Fahrrad-Antriebsstrang in Eingriff steht. Dieser Spanner kann dazu konfiguriert sein, sich in Reaktion auf ein Spiel in der Kette zu drehen oder auf andere Weise die Orientierung zu ändern, um eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten. Ein Sensor kann verwendet werden, um die Orientierung eines Spanners einer Kette in einem Fahrrad-Antriebsstrang und/oder die physische Orientierung von Komponenten, die diese anzeigen, zu messen. Maßnahmen können durch vom Sensor erzeugte Signale ausgelöst werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein herkömmliches Fahrrad kann die Verwendung einer Kombination von Zahnrädern, Zahnkränzen und/oder Ritzeln verschiedener Größe in Kombination mit einer Kette beinhalten, die darauf orientiert ist, um einem Fahrer einen Übersetzungsbereich bereitzustellen. Die Kette wird allgemein durch einen Gangschaltmechanismus, wie z. B. ein oder mehrere Schaltwerke, zu den verschiedenen Verzahnungskombinationen geführt.
Eine Anzeige des Zustands der Verzahnungskombination und/oder des allgemeinen Eingriffs der Kette kann benötigt werden, um Informationen für einen elektronischen, mechanischen und/oder elektromechanischen Schaltbetrieb eines oder mehrerer Schaltwerke bereitzustellen. In einem mechanischen System kann es für einen Fahrer erforderlich sein, die Verzahnungskombination und/oder den allgemeinen Eingriff der Kette optisch zu erkennen, indem er nachprüft, welche Zahnkränze in Eingriff stehen oder nicht. Alternativ dazu kann die Verzahnungskombination und/oder der allgemeine Eingriff der Kette in einem elektrischen und/oder elektromechanischen System auf der Basis einer gemessenen Ausgabe oder Orientierung einer Motorwelle oder einer Ablaufzeit seit der Ausgabe eines Schaltbefehls an einen Motor abgeleitet oder erschlossen werden. Diese Techniken können unpraktisch sein und/oder aufgrund fehlerhafter Schaltvorgänge oder anderer Fehlerereignisse, die in Fahrradgetriebesystemen auftreten können, keine genaue Angabe der tatsächlichen Orientierung der Kette ergeben.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform wird ein Gangschaltmechanismus für ein Fahrrad, das mit einer Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird, durch eine Kette angetrieben. Der Gangschaltmechanismus umfasst ein Basiselement, das zur Montage an das Fahrrad konfiguriert ist. Der Gangschaltmechanismus umfasst auch einen Verbindungsmechanismus, der drehbar mit dem Basiselement verbunden ist. Der Gangschaltmechanismus umfasst auch ein bewegliches Element, das drehbar so am Verbindungsmechanismus montiert ist, dass das bewegliche Element relativ zum Basiselement in eine Axialrichtung beweglich ist, eine Kettenführung, die dazu konfiguriert ist, mit der Kette in Eingriff zu stehen und diese zu führen, und einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel der Kettenführung relativ zum beweglichen Element zu bestimmen.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Antriebsstrangsteuerung eines Fahrrads, das durch eine Kette angetrieben wird, die über eine Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird, ein Bestimmen, mit einem Sensor, eines Winkels eines Spanner-Kettenkontakts, wobei der Spanner-Kettenkontakt dazu konfiguriert ist, eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten, und ein Erkennen, durch einen Prozessor, der mit dem Sensor in Kommunikation steht, einer Änderung im Winkel des Spanner-Kettenkontakts.
In einer Ausführungsform umfasst ein Kettenspanner für ein Fahrrad, das mit einer Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird, die von einer Kette angetrieben werden, eine Spannerhalterung, die dazu konfiguriert ist, an ein Fahrrad angebracht zu werden, ein Drehelement, das drehbar an die Spannerhalterung montiert ist und dazu konfiguriert ist, sich um eine erste Drehachse zu drehen, und eine Kettenschnittstellenstruktur. Die Kettenschnittstellenstruktur kann eine Schnittstellenkomponente umfassen, die dazu konfiguriert ist, den Kontakt mit der Kette aufrechtzuerhalten, und ein Positionierelement, das zwischen dem Drehelement und der Schnittstellenkomponente verläuft und diese verbindet. Der Kettenspanner kann auch eine Vorspannvorrichtung umfassen, die mit der Kettenschnittstellenstruktur gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten, und einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel der Schnittstellenstruktur relativ zur Spannerhalterung zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kettenführung:

– ein Drehelement, das drehbar an das bewegliche Element montiert ist und dazu konfiguriert ist, sich um eine erste Drehachse zu drehen;
– ein erstes Rad, das dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und sich um eine zweite Drehachse zu drehen; und
– ein Positionierelement, das zwischen dem Drehelement und dem ersten Rad verläuft und diese verbindet.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Positionierelement starr mit dem Drehelement verbunden.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kettenführung außerdem ein zweites Rad, das dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und sich um eine dritte Drehachse zu drehen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die dritte Drehachse dieselbe wie die erste Drehachse.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor dazu konfiguriert, einen Drehwinkel des Drehelements um die erste Drehachse zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor dazu konfiguriert, eine Winkelposition eines Magnets zu erkennen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor ein magnetischer Drehgeber.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor auf dem beweglichen Element oder dem Drehelement montiert.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Magnet auf dem anderen vom Drehelement oder beweglichen Element angeordnet.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Magnet an einem Ende des Drehelements angeordnet.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kettenführung außerdem eine Vorspannvorrichtung, die mit der Kettenführung gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, eine Spannung in einer Kette aufrechtzuerhalten.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorspannvorrichtung fest am beweglichen Element und an der Kettenführung angebracht.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Gangschaltmechanismus außerdem: Einen Prozessor, der mit dem Sensor in Wirkverbindung steht, wobei der Sensor außerdem dazu konfiguriert ist, ein Signal zu übermitteln, das den Winkel angibt.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Gangschaltmechanismus außerdem: Einen Motor, der in Wirkbeziehung mit dem Verbindungsmechanismus gekoppelt ist, um das bewegliche Element entlang der Axialrichtung zu bewegen, und wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, dem Motor in Reaktion auf das Signal, das den Winkel angibt, ein Befehlssignal bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Antriebsstrangsteuerung für ein Fahrrad, das durch eine Kette angetrieben wird, die über eine Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann die folgenden Schritte umfassen:

– Bestimmen, mit dem Sensor, eines Winkels eines Spanner-Kettenkontakts, wobei der Spanner-Kettenkontakt dazu konfiguriert ist, eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten; und
– Erkennen, durch einen Prozessor, der mit dem Sensor in Verbindung steht, einer Änderung im Winkel des Spanner-Kettenkontakts.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann außerdem vorsehen, dass der Spanner-Kettenkontakt ein Spannerrad ist, dessen Zentrum in einem Abstand von einem Drehelement angeordnet ist, das eine erste Drehachse aufweist, wobei das Spannerrad dazu konfiguriert ist, sich um die erste Drehachse und eine zweite Drehachse zu drehen, um so mit der Kette zusammenzuwirken, dass eine Spannung in der Kette aufrechterhalten wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann außerdem vorsehen, dass das Spannerrad durch ein starres Element mit dem Drehelement verbunden ist, und das Bestimmen des Winkels des Spannerrads ein Messen, mit dem Sensor, einer Drehorientierung des Drehelements umfasst.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann außerdem vorsehen, dass das Messen der Drehorientierung des Drehelements ein Messen einer Drehorientierung eines am Drehelement angebrachten Magnets umfasst.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann außerdem vorsehen, dass das Messen der Drehorientierung des am Drehelement angebrachten Magnets ein Messen einer Drehorientierung des an ein distales Ende des Drehelements angebrachten Magnets umfasst.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann außerdem die folgenden Schritte umfassen:

– Übertragen, durch den Prozessor, eines Steuersignals an einen Elektromotor in Reaktion auf das Erkennen der Änderung in der Position des Spanner-Kettenkontakts.

Die Erfindung betrifft außerdem einen Kettenspanner für ein Fahrrad, das mit einer Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird, die von einer Kette angetrieben werden, wobei der Kettenspanner umfasst:

– eine Spannerhalterung, die dazu konfiguriert ist, an ein Fahrrad angebracht zu werden;
– ein Drehelement, das drehbar an die Spannerhalterung montiert ist und dazu konfiguriert ist, sich um eine Drehachse zu drehen;
– eine Kettenschnittstellenstruktur, umfassend: eine Kettenschnittstellenkomponente, die dazu konfiguriert ist, den Kontakt mit der Kette aufrechtzuerhalten, und
– ein Positionierelement, das zwischen dem Drehelement und der Kettenschnittstellenkomponente verläuft und diese verbindet;
– eine Vorspannvorrichtung, die mit der Kettenschnittstellenstruktur gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten; und
– einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel der Kettenschnittstellenstruktur relativ zur Spannerhalterung zu bestimmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, das zum Einsatz eines Kettenführungswinkelsensors verwendet werden kann;
2 veranschaulicht Zahnräder eines Antriebsstrangs wie z. B. den Antriebsstrang für das Fahrrad von 1;
3 ist eine Seitenansicht einer hinteren Schaltvorrichtung wie z. B. der hinteren Schaltvorrichtung von 1;
4A ist eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung von 3 aus einer entgegengesetzten Perspektive;
4B–C veranschaulichen Kettenführungen, die mit der Schaltvorrichtung von 3 verwendet werden können, aus der entgegengesetzten Perspektive von 4A;
5 ist eine Querschnittsansicht einer Kettenführung und eines beweglichen Elements der hinteren Schaltvorrichtung von 4A, mit welcher ein Winkelsensor implementiert werden kann;
6A–6D veranschaulichen verschiedene Kettenkonfigurationen für den Fahrradantriebsstrang von 2;
7 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Steuerung eines Fahrrads;
8–11 sind Ablaufpläne von Ausführungsformen für Verfahren zur Steuerung eines Fahrrads; und
12 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Steuereinheit. Andere Aspekte und Vorteile der hier offenbarten Ausführungsformen gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor, wobei ähnliche oder gleiche Strukturen ähnliche oder gleiche Bezugszeichen aufweisen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verschiedene Verzahnungskombinationen und/oder Ketteneingriffe können verschiedene Kettenlängen und -spannungen beinhalten, da die Verzahnungskombinationen verschiedene Zahnrad- und/oder Zahnkranzgrößen beinhalten. Die Spannung in der Kette wird über die verschiedenen Kettenlängen hinweg durch eine Spannvorrichtung aufrechterhalten, die in einen Gangschaltmechanismus wie z. B. ein Schaltwerk integriert ist. Die Spannvorrichtung ist konfiguriert, um z. B. mit einem Rad, das in die Kette eingreift, direkt mit der Kette zusammenzuwirken. Die Orientierung der Spannvorrichtung kann bestimmte Verzahnungskombinationen und/oder Ketteneingriffe anzeigen.
Ein Sensor kann verwendet werden, um die Orientierung des Spanners und/oder die physische Orientierung von Komponenten, die diese anzeigen, zu messen. Zum Beispiel kann ein Gangschaltmechanismus für ein Fahrrad einen Spanner umfassen, der ein Rad aufweist, das mit der Kette in Eingriff steht. Dieser Spanner kann dazu konfiguriert sein, sich in Reaktion auf ein Spiel in der Kette zu drehen oder auf andere Weise die Orientierung zu ändern, um die Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten. Daher zeigt die Orientierung des Rads, wie sie durch einen spezifischen Drehwinkel der Spannvorrichtung angezeigt werden kann, die aktuelle Länge der Kette an, die mit der aktuellen Verzahnungskombination in Eingriff stehen muss. Deshalb zeigen diese Orientierung und/oder Winkelmessung, oder Änderungen darin die spezifische aktuelle Verzahnungskombination der Kette an. Wenn die Kette z. B. durch eine abgesprungene oder gerissene Kette den Eingriff mit den Verzahnungskombinationen verliert, gibt die Orientierung und/oder die Winkelmessung auch diesen Kettenzustand an.
Signale des Orientierungs- und/oder Winkelsensors können für verschiedene Maßnahmen und/oder Aktionen verwendet werden. Die Signale können an einen Prozessor und/oder Controller übermittelt werden, um die Maßnahmen und/oder Aktionen zu erleichtern. Zum Beispiel kann das Signal von einem Controller interpretiert werden, um eine spezifische aktuelle Verzahnungskonfiguration für die Kette zu bestimmen, und der Controller kann Befehle an andere Komponenten wie z. B. Motoren und/oder Anzeigen übermitteln, um auf der Basis der Signale, die vom Orientierungs- und/oder Winkelsensor empfangen wurden, Maßnahmen zu ergreifen.
1 veranschaulicht ein Fahrrad 100, mit welchem ein oder mehrere Kettenführungsorientierungs- und/oder Winkelsensoren verwendet werden können. Das Fahrrad 100 umfasst einen Rahmen 38, ein Vorder- und ein Hinterrad 79, 78, die drehbar am Rahmen 38 angebracht sind, und einen Antriebsstrang 70. Eine Vorderbremse 90 ist zum Bremsen des Vorderrads 79 vorgesehen, und eine Rückbremse 91 ist zum Bremsen des Hinterrads 78 vorgesehen. Die Front- und/oder Vorwärtsorientierung des Fahrrads 100 wird durch die Richtung des Pfeils „A” angezeigt. Demnach wird eine Bewegungsrichtung des Fahrrads nach vorne durch die Richtung des Pfeils A angezeigt.
Auch wenn das dargestellte Fahrrad 100 ein Straßenfahrrad mit Rennlenker 22 ist, ist die vorliegende Erfindung auf Fahrräder jeden Typs anwendbar, einschließlich voll oder teilweise gefederter Mountain-Bikes und anderer, sowie Fahrräder mit mechanisch gesteuerten (z. B. Seilzug, hydraulisch, pneumatisch) oder nicht mechanisch gesteuerten (z. B. verdrahtet, drahtlos) Antriebssystemen.
Das Fahrrad 100 kann eine oder mehrere Schalteinheiten 26 umfassen, die an die Lenkstange 22 montiert sind. Eine oder mehrere Steuereinheiten 28 können ebenfalls enthalten sein und wird an der Lenkstange 22 montiert gezeigt. In anderen Ausführungsformen können eine oder mehrere Steuereinheiten in anderen Fahrradkomponenten integriert sein, und eine selbstständige Steuereinheit kann vorgesehen sein oder nicht. Eine vordere Schaltvorrichtung oder ein vorderer Gangschaltmechanismus 30 wie z. B. ein vorderes Schaltwerk kann auf dem Sitzrohr 32 benachbart zum vorderen Zahnkranzpaket 34 positioniert sein, um an den vorderen Zahnkränzen oder einer zugehörigen Struktur Gangwechsel durchzuführen. Eine hintere Schaltvorrichtung oder ein hinterer Gangschaltmechanismus 36 wie z. B. ein hinteres Schaltwerk ist an ein Element des Rahmens 38 des Fahrrads wie z. B. eine Halterung, ein Ausfallende und/oder eine zugehörige Struktur montiert, an einer Position, um in einem hinteren Zahnkranzpaket 40 Gangwechsel durchzuführen. Eine Kommunikationsverbindung 42 kann zwischen der Steuereinheit 28, den Schalteinheiten 26, der vorderen Schaltvorrichtung 30, der hinteren Schaltvorrichtung 36 oder einer Kombinationen daraus vorgesehen sein. Alternativ dazu ist keine selbstständige Steuereinheit 28 vorgesehen, und die Schalteinheiten 26 kommunizieren über die Kommunikationsverbindung 42 oder andere Mittel direkt mit der vorderen Schaltvorrichtung 30 und/oder der hinteren Schaltvorrichtung 36. Daher können eine oder mehrere Steuereinheiten 28 oder Komponenten davon in den Schalteinheiten 26, in der vorderen Schaltvorrichtung 30, der hinteren Schaltvorrichtung 36 oder einer Kombination daraus integriert sein. Das System kann in einigen Ausführungsformen auch auf ein Fahrrad angewandt sein, das nur eine vordere oder nur eine hintere Schaltvorrichtung verwendet.
Die Steuereinheit 28 wird an die Lenkstange 22 montiert gezeigt, kann aber überall am Fahrrad 24 angeordnet sein, oder alternativ dazu können Komponenten der Steuereinheit 28 unter den verschiedenen Komponenten verteilt sein, wobei die Kommunikationsverbindung 42 den notwendigen Signal- und Stromwegen entsprechend geführt ist. Es ist auch möglich, die Steuereinheit 28 woanders als am Fahrrad anzuordnen, zum Beispiel am Handgelenk eines Benutzers oder in einer Jackentasche. Die Kommunikationsverbindung 42 kann Drähte umfassen, drahtlos sein, oder eine Kombination daraus sein. In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit 28 in einigen oder allen von den Steuereinheiten 26, der vorderen Schaltvorrichtung 30 und der hinteren Schaltvorrichtung 36 integriert, um zwischen Komponenten Steuerbefehle zu übermitteln. Die Steuereinheit 28 kann einen Prozessor, einen Speicher und eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen umfassen, wie weiter unten Bezug nehmend auf 12 beschrieben. Mehr oder weniger Komponenten können in der Steuereinheit 28 enthalten sein.
Der Antriebsstrang 70 umfasst eine Kette 72, das vordere Zahnkranzpaket 34, welches koaxial zu einer Kurbel 74 mit Pedalen 76 montiert ist, und den vorderen Gangschaltmechanismus 30, wie z. B. ein Schaltwerk, das elektrisch gesteuert sein kann. Der Antriebsstrang umfasst auch das hintere Zahnkranzpaket 40, das koaxial zum Hinterrad 78 montiert ist, und den hinteren Gangschaltmechanismus 36 wie z. B. ein hinteres Schaltwerk, das elektrisch gesteuert sein kann.
Wie in 2 gezeigt (und auch auf 1 Bezug nehmend) kann das vordere Zahnkranzpaket 34 zwei koaxial montierte Kettenblätter, Zahnräder oder Zahnkränze F1–F2 umfassen, und das hintere Zahnkranzpaket 40 kann zehn Getrieberäder, Zahnräder oder Zahnkränze R1–R10 umfassen. Die Anzahl der Zähne auf dem vorderen Zahnkranz F1 ist bevorzugt kleiner als die Anzahl der Zähne auf dem Zahnkranz F2. Das hintere Zahnkranzpaket 40 kann hintere Zahnkränze R1–R10 umfassen. Die Anzahl der Zähne auf den hinteren Zahnkränzen R1–R10 ist typischerweise vom hinteren Zahnkranz R1 zum Zahnkranz R10 abnehmend. Die vordere Schaltvorrichtung 30 bewegt sich aus einer ersten Betriebsposition in eine zweite Betriebsposition, um die Kette 72 zwischen den Zahnkränzen F1 und F2 zu bewegen, und die hintere Schaltvorrichtung 36 bewegt sich zwischen zehn Betriebspositionen, um die Kette zu einem der hinteren Zahnkränze R1–R10 umzuschalten. Bevorzugt wird ein vorderer Gangpositionssensor 112 verwendet, um die Betriebsposition der vorderen Schaltvorrichtung 30 zu erfassen, und ein hinterer Gangpositionssensor 114 wird verwendet, um die Betriebsposition der hinteren Schaltvorrichtung 36 zu erfassen. Positionssensoren 112, 114 umfassen Drehgeber, Potentiometer oder andere Vorrichtungen, die in der Lage sind, die Position in einem Gangschaltmechanismus zu erfassen. Die Positionssensoren 112, 114 können jeder Sensor sein, oder jede Kombination von Sensoren, die betreibbar sind, um Information in Bezug auf die Ziel-Verzahnungskombinationen und/oder den Ketteneingriff bereitzustellen. In einer Ausführungsform wird die Position eines Spanners, der in einen Gangschaltmechanismus integriert ist, relativ zu anderen Komponenten des Gangschaltmechanismus bestimmt. Zum Beispiel kann ein Winkel einer Kettenführung, die relativ zu einer Horizontalen oder anderen Bezugsebene drehbar ist, durch einen Positionssensor wie dem Sensor 200 von 5 bestimmt werden. In einer Ausführungsform können ein oder beide Positionssensoren 112, 114 der Winkelsensor 200 sein. In einer anderen Ausführungsform können die Positionssensoren 112, 114 zusätzlich zum Winkelsensor 200 verwendet werden.
Wie in 3 in Bezug auf die hintere Schaltvorrichtung 36 gezeigt, kann eine Stromversorgung 84, wie z. B. eine oder mehrere Batterien und/oder eine andere Stromversorgung, die hintere und/oder die vordere Schaltvorrichtung 36, 30 sowie andere elektrische Komponenten im System mit Strom versorgen. Die Stromversorgung 84 kann auch an anderen Positionen angeordnet sein, zum Beispiel am Rahmen 38 angebracht sein, wie in 1 gezeigt. Ferner können mehrere Stromversorgungen vorgesehen sein, welche die elektrischen Komponenten des Systems, wie z. B. einen Antriebsmotor bei einer Ausführungsform mit einem elektrisch angetriebenen Fahrrad, mit Strom versorgen. In einer Ausführungsform kann eine Batterie 84 dazu konfiguriert sein, direkt an ein hinteres Schaltwerk angebracht zu werden und nur die Komponenten des Schaltwerks mit Strom zu versorgen, wie in 3 und 4 dargestellt.
3 und 4A zeigen die hintere Schaltvorrichtung 36. Die hintere Schaltvorrichtung 36 umfasst bevorzugt ein Basiselement 144, das an den Fahrradrahmen 38 montiert ist, einen Gestänge- oder Verbindungsmechanismus 146, der drehbar mit dem Basiselement 144 verbunden ist, und ein bewegliches Element 148, das drehbar so am Verbindungsmechanismus 146 montiert ist, dass das bewegliche Element 148 sich dem Betrieb eines Motors entsprechend relativ zum Basiselement seitlich bewegt. Der Verbindungsmechanismus 146 kann jede Zahl von Verbindungselementen umfassen, zum Beispiel können zwei Verbindungselemente verwendet werden. In solch einer Ausführungsform kann der Verbindungsmechanismus 146 so konfiguriert sein, dass das Basiselement 144 als ein Glied eines Viergelenk-Gestänges funktioniert. Das Gestänge schließt ein erstes Verbindungselement 145 und ein zweites Verbindungselement 147 ein, die jeweils drehbar mit dem Basiselement 144 verbunden sind und zwei weitere der vier Glieder im Gestänge ausmachen. Das bewegliche Element 148 vervollständigt das Viergelenk-Gestänge, indem es drehbar mit dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Verbindungselement verbunden ist.
Das bewegliche Element 118 kann den Motor- und Getriebemechanismus 106 oder das Getriebe aufnehmen. Der Motor- und Getriebemechanismus 106 kann mit dem Verbindungsmechanismus 146 gekoppelt sein, um die Bewegung des beweglichen Elements 148 zu bewirken. Das bewegliche Element 148 trägt eine Kettenschnittstellenstruktur wie z. B. eine Kettenführung 150 derart auf drehbare Weise, dass die seitliche Bewegung des beweglichen Elements die Kette 72 zwischen den hinteren Zahnkränzen 40 (R1–R10) umschaltet.
Die Kettenführung 150 kann eine Spannvorrichtung 151 oder einen Spanner umfassen, der einen Spanner-Kettenkontakt wie z. B. ein Rad 152 oder ein Spannerrad enthält, welches mit der Kette 72 in Kontakt gebracht werden kann. Das Rad 152 kann ein oder mehrere Zähne 153 aufweisen, die dazu konfiguriert sind, so mit der Kette zusammenzuwirken, dass das Rad 152 sich dreht, wenn der Zahn 153 sich mit der Kette bewegt. Das Rad 152 kann dazu konfiguriert sein, sich um eine Raddrehachse 217 zu drehen, um das Zusammenwirken mit der Kette aufrechtzuerhalten. Das Rad 152 kann dazu konfiguriert sein, sich um zwei verschiedene Drehachsen zu drehen. Das Rad 152 und/oder die Raddrehachse 217 können durch ein Positionierelement, das ein starres Element 154 wie z. B. ein Käfigelement der Kettenführung 150 sein kann, von einer Spannerdrehachse 215 beabstandet sein, sodass die Spannerdrehachse 215 eine erste Drehachse sein kann und die Raddrehachse 217 eine zweite Drehachse sein kann. Das starre Element kann durch eine Vorspannvorrichtung 231 wie z. B. eine Feder, die in 5 gezeigt wird, vorgespannt sein, um die Spannung in der Kette durch den Kontakt des Rads 152 aufrechtzuerhalten. Die Kettenführung 150 kann auch ein zweites Rad 156 wie z. B. ein Führungsrad umfassen, das heißt, eine drehbar angebrachte Komponente der Kettenführung 150. Das zweite Rad 156 ist dazu konfiguriert, mit der Kette zusammenzuwirken und die Kette zu den verschiedenen Zahnkränzen des hinteren Zahnkranzpakets 40 zu führen. Die Position des zweiten Rads 156 kann auf einer Position des beweglichen Elements 148 basieren.
4B und 4C veranschaulichen Kettenführungen 150, die mit dem Winkel- und/oder Orientierungssensor, wie hier beschrieben, verwendet werden können. Das zweite Rad 156 der Kettenführung 150 kann so konfiguriert sein, dass die Spannerachse 215 die Drehachse 218 für das zweite Rad 156 ist, wie in 4B dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann das zweite Rad 156 auf einer dritten Drehachse betrieben werden, die eine Raddrehachse 218 ist, die von der Spannerachse 215 separat und getrennt ist, wie in 4C dargestellt. In diesen Ausführungsformen ist das zweite Rad in einem Abstand von der Spannerachse 215 weg angeordnet und dreht sich sowohl um die Spannerachse 215 als auch um diese separate und getrennte Raddrehachse 218. Der Abstand, der die erste Raddrehachse 217 von der Spannerachse 215 trennt, und der Abstand, der die zweite Raddrehachse 218 von der Spannerachse trennt, können gleich oder verschieden sein. Zum Beispiel ist in einer Ausführungsform, wie in 4C gezeigt, der Abstand, der die erste Raddrehachse 217 von der Spannerachse 215 trennt, größer als der Abstand, der die zweite Raddrehachse 218 von der Spannerachse trennt.
Das bewegliche Element 148 kann auch einen daran befestigten oder darin untergebrachten Sensor 200 wie z. B. einen Winkelsensor aufweisen, der dazu konfiguriert ist, eine Orientierung und/oder einen Winkel der Kettenführung 150 relativ zum bewegliche Element 148 zu bestimmen. Der Sensor 200 kann fest am beweglichen Element 148, wie in 5 gezeigt, oder in anderen Konfigurationen montiert sein. Zum Beispiel kann der Sensor 200 auf der Kettenführung 150 und/oder dem Rahmen 38 angeordnet sein. Die Ausgabe des Sensors 200 kann jede Ausgabe sein, die geeignet ist, ein Signal bereitzustellen, das den bestimmten Winkel angibt. Zum Beispiel kann die Ausgabe ein physikalischer Rohmesswert sein, wie z. B. eine Spannung, die als Ausgangssignal übermittelt werden kann. In einer Ausführungsform kann der Sensor 200 einen Codierer umfassen, der dazu konfiguriert ist, den physikalischen Messwert in einen codierten Wert wie z. B. einen Binärwert umzuwandeln, der als ein Ausgangssignal übermittelt werden kann. Zum Beispiel kann das Signal als ein 8-Bit-Binärwert übermittelt werden, der den Winkel angibt.
Die Orientierung und/oder der Winkel der Kettenführung 150 können auf der Basis eines Winkels der Kettenführung 150 relativ zu einer Bezugsebene 219 bestimmt werden. Die Bezugsebene 219 kann jede Bezugsebene sein, die geeignet ist, eine beständige Bezugsebene für eine Orientierung der Kettenführung 150 bereitzustellen. In einer Ausführungsform ist die Bezugsebene 219 in einer festen Orientierung relativ zum beweglichen Element 148. Zum Beispiel kann die Bezugsebene 219 eine horizontale Ebene sein, die relativ zum beweglichen Element 148 feststeht, sodass die Bezugsebene 219 und das bewegliche Element 148 sich zusammen bewegen, wenn das bewegliche Element 148 bewegt wird. Daher ist ein Winkel der Kettenführung 150 relativ zur Bezugsebene 219 ein Winkel der Kettenführung 150 relativ zum beweglichen Element 148. In einer Ausführungsform kann die Orientierung und/oder der Winkel der Kettenführung 150 außerdem durch den Drehwinkel 211 von der Bezugsebene 219 zu einer Linie 213 definiert sein, die durch die Spannerachse 215 und die Spannerrad-Drehachse 217 geht.
5 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des beweglichen Elements 148, eines Drehelements 210 und der Kettenführung 150 des hinteren Schaltwerks von 1–4 entlang der Linie 5–5. Das bewegliche Element 148 ist eine Drehelement- oder Spannerhalterung. Wie in 5 gezeigt, ist der Sensor 200 in und/oder auf dem beweglichen Element 148 angeordnet und erkennt die Drehorientierung eines Magnets 202, der an ein Ende 212 eines Drehelements 210 erkennt. Das Drehelement 210 ist drehbar an das bewegliche Element 148 montiert und fest an die Kettenführung 150 montiert. Zum Beispiel kann ein Stift 214, ein Clip und/oder eine andere Befestigungsvorrichtung das bewegliche Element 148 durch einen ringförmigen Schlitz 212, der um das das Drehelement 210 herum und/oder darin gebildet ist, mit dem Drehelement 210 verbinden. Dadurch können das Drehelement 210 und die angebrachte Kettenführung 150 sich um die Drehachse 215 relativ zum beweglichen Element 148 drehen. Das Drehelement 210 kann auch auf eine durch jede Technik befestigbare Weise an der Kettenführung 150 angebracht sein. Zum Beispiel kann das Drehelement 210 durch Presspassung, Klebstoff oder eine andere Montagetechnik an der Kettenführung 150 angebracht sein. Der Sensor 200 kann einen Drehwinkel 211 des Drehelements 210 und demnach der angebrachten Kettenführung 150 messen, indem er die Orientierung und/oder den Winkel des Magnets 202 relativ zum Sensor 200 misst, der relativ zum Drehelement 210 stationär und am beweglichen Element 148 befestigt bleibt.
Der Sensor 200 kann kommunikationstechnisch mit einer gedruckten Leiterplatte 204 oder einem anderen Material gekoppelt und/oder daran befestigt sein, das seinerseits am beweglichen Element 148 angebracht sein kann. Die gedruckte Leiterplatte 204 und/oder das bewegliche Element 148 können so konfiguriert sein, dass der Sensor 200 innerhalb eines Messbereichs des Magnets 202 ausgerichtet ist, wenn der Magnet auf dem Drehelement 210 angeordnet ist. Die Leiterplatte 204 kann andere Verarbeitungs- und/oder Kommunikationsschaltungen enthalten, wie zum Beispiel hier Bezug nehmend auf 12 beschrieben. Daher können der Sensor 200 und/oder die gedruckte Leiterplatte 204 dazu konfiguriert sein, mit einer Steuereinheit zu kommunizieren, die extern und/oder unabhängig vom beweglichen Element 148 und/oder vom hinteren Schaltwerk angeordnet ist. Alternativ dazu können der Sensor 200 und/oder die gedruckte Leiterplatte 204 dazu konfiguriert sein, mit einer Steuereinheit 28 zu kommunizieren, die auf oder im beweglichen Element 148 angeordnet ist, wie in 5 gezeigt. Zum Beispiel kann eine Steuereinheit 28 mit dem beweglichen Element 148 verbunden oder daran installiert sein, und der Sensor 200 kann kommunikationstechnisch so mit der Steuereinheit 28 gekoppelt sein, dass Signale, welche die Orientierung und/oder den Winkel der Kettenführung angeben, zwischen dem Sensor 200 und der Steuereinheit 28 übermittelt werden. Die Steuereinheit 28 kann eine Steuereinheit sein, die spezifisch dazu konfiguriert ist, das hintere Schaltwerk zu steuern und/oder mit anderen Komponenten des Fahrrads zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 28 dazu konfiguriert sein, Befehle und/oder Anweisungen an einen Motor bereitzustellen, der mit einem Gestänge oder Verbindungsmechanismus gekoppelt ist, um das bewegliche Element 148 wie Bezug nehmend auf 3 und 4A beschrieben zu bewegen. Der Sensor kann alternativ dazu oder zusätzlich dazu konfiguriert sein, mit Steuereinheiten zu kommunizieren, die außerhalb des beweglichen Elements und/oder des hinteren Schaltwerks liegen.
In einer Ausführungsform können das Drehelement 210 und eine Kettenschnittstellenstruktur wie z. B. die Kettenführung 150 an eine Dreh- oder Spannerhalterung angebracht sein, ohne an ein Schaltwerk angebracht zu sein. Zum Beispiel kann die Drehhalterung an einen Rahmen eines Fahrrads angebracht sein, und dazu konfiguriert sein, mit einer Kette des Fahrrads zusammenzuwirken, um eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten, wie hier beschrieben. Der Sensor 200 kann dazu konfiguriert sein, einen Winkel der Kettenschnittstellenstruktur 150 zu bestimmen, wie hier in Bezug auf an Schaltwerke angebrachte Spannermechanismen und/oder Kettenführungen beschrieben. Wie in der Ausführungsform gezeigt, die in 5 dargestellt ist, ist der Sensor 200 ein magnetischer Drehgeber wie z. B. ein von AM AG angebotener AS5030 8-Bit „Programmable High Speed Magnetic Rotary Encoder”, doch der Sensor kann jeder Typ von Sensor sein, der betreibbar ist, um eine Orientierung oder einen Winkel der Kettenführung 150 bereitzustellen. Beispielsweise können optische, mechanische, elektromagnetische, kapazitive, induktive, Doppler-Effekt-, Radar-, Wirbelstrom-, Laser-, Beschleunigungs-, Hall-Effekt, gyroskopische sowie andere Sensoren oder Kombinationen daraus verwendet werden.
Das zweite Rad 156 kann durch einen Stift 216 wie z. B. eine Gewindeschraube oder einen Gewindebolzen, der entlang der Spanner- oder Drehachse 215 koaxial zum Drehelement 210 angeordnet ist, drehbar gesichert sein. In einer Ausführungsform kann der Stift 216 über ein Gewinde in einem gewindeten Leerraum oder ein gewindetes Loch am Ende des Drehelements 210 gesichert sein. Auch das Spannerrad 152 kann durch einen Stift 222 wie z. B. eine Schraube oder einen Bolzen so am starren Element 154 gesichert sein, dass das Spannerrad sich um die Raddrehachse 217 dreht, die durch das starre Element 154 von der Spanner- oder Drehachse 215 getrennt positioniert ist.
6A–6D veranschaulichen verschiedene Orientierungen der Kettenführung 150 für verschiedene Konfigurationen der Kette 72 auf dem vorderen und hinteren Zahnkranzpaket, wie z. B. die Zahnkranzpakete 34, 40, die Bezug nehmend auf 2 beschrieben wurden, insbesondere in Bezug auf ein erstes und zweites Rad 152, 156 der Kettenführung. In dieser Darstellung ist eine Orientierung der Kettenführung relativ zu einer Bezugsebene 219 als der Drehwinkel 211 angegeben, doch in anderen Ausführungsformen kann die Orientierung und/oder der Winkel der Kettenführung durch andere Bezugsebenen bestimmt werden.
In 6A ist die Kette 72 dazu konfiguriert, mit einem kleinsten Zahnkranz F1 des vorderen Zahnkranzpakets 34 zusammenzuwirken, und mit einem kleinsten Zahnkranz R10 des hinteren Zahnkranzpakets 40. Diese Kettenkonfiguration führt zu einem besonderen Winkel der Kettenführung 211A. 6B zeigt, dass die Kette dazu konfiguriert ist, mit dem kleinsten Zahnkranz F1 des vorderen Zahnkranzpakets 34 und einem zweitkleinsten Zahnkranz R10 des hinteren Zahnkranzpakets 40 zusammenzuwirken, was zu einem anderen Winkel der Kettenführung 211B führt, der sich vom Winkel der Kettenführung 211A in 6A unterscheidet. Daher kann ein Signal, das einen Winkel der Kettenführung angibt und wie hier beschrieben durch einen Winkelsensor bereitgestellt wird, verwendet werden, um die spezifische Kettenkonfiguration (z. B. F1–R10 oder F1–R9) oder eine Änderung in einer Kettenkonfiguration (z. B. F1–R10 zu F1–R9) zu bestimmen. 6C zeigt die Kette 72, die dazu konfiguriert ist, mit einem anderen Zahnkranz F2 des vorderen Zahnkranzpakets 34 und mit dem zweitkleinsten Zahnkranz R9 des hinteren Zahnkranzpakets 40 zusammenzuwirken. Diese Konfiguration der Kette 72 führt zu einem anderen Winkel der Kettenführung 211C, der sich vom Winkel der Kettenführung 211A von 6A und vom Winkel der Kettenführung 211B von 6B unterscheidet. 6D zeigt die Kette 72, die dazu konfiguriert ist, mit dem anderen Zahnkranz F2 des vorderen Zahnkranzpakets 34 zusammenzuwirken, und mit dem größten Zahnkranz R1 des hinteren Zahnkranzpakets 40. Diese Konfiguration der Kette 72 führt zu einem anderen Winkel der Kettenführung 211D, der sich vom Winkel der Kettenführung 211A von 6A, vom Winkel der Kettenführung 211B von 6B und vom Winkel der Kettenführung 211C von 6C unterscheidet. Auf diese Weise kann jede spezielle Orientierung der Kette zwischen dem vorderen und dem hinteren Zahnkranz auf der Basis eines Signals bestimmt werden, das den Winkel der Kettenführung angibt.

Tabelle 1 zeigt ungefähre Drehwinkel 211 für eine Kettenführung in einem beispielhaften Antriebsstrang bei verschiedene Konfiguration der vorderen und hinteren Zahnkränze (z. B. F1, F2 und R1–R10 von 2). In diesem Beispiel sind die Winkel in Grad angegeben, und die Anzahl der Zähne jedes einzelnen Zahnkranzes ist in Klammern angegeben. TABELLE 1

HINTERER ZAHNKRANZ	F1(36)	F2(52)
R1(11)	111°	164°
R2(12)	90°	139°
R3(13)	80°	129°
R4(14)	71°	120°
R5(15)	64°	115°
R6(17)	57°	109°
R7(19)	53°	106°
R8(22)	57°	102°
R9(25)	44°	99°
R10(32)	40°	96°

Wie aus Tabelle 1 zu ersehen ist, ergeben verschiedene Kombinationen von vorderen und hinteren Zahnkränzen spezifische und erkennbare Winkelwerte der Kettenführung. Daher kann ein Signal, das von einem Sensor erzeugt wird, der dazu konfiguriert ist, diese Winkel zu erkennen, die spezielle Kombination der mit der Kette in Eingriff stehenden vorderen und hinteren Zahnkränze angeben.
Eine Änderung in einem Signal, das die Orientierung und/oder den Winkel der Kettenführung angibt, kann auch oder alternativ dazu erkannt werden, was eine Konfiguration oder eine Änderung in einer Konfiguration einer Kette mit den Zahnkränzen anzeigen kann. Wenn die Kette 72 sich zum Beispiel von einem Zahnkranz R10, wie in 6A gezeigt, zu einem anderen Zahnkranz R9 bewegt, wie in 6B gezeigt, wird das Signal, das die Orientierung und/oder den Winkel der Kettenführung angibt, aufgrund der Winkeländerung um 4 Grad verändert. Solch eine Änderung. kann erkannt und verwendet werden, um Maßnahmen und/oder andere Aktionen auszulösen. Ferner kann in einer Ausführungsform die Änderung im Signal ein Wert sein, und dieser Wert kann mit einem Änderungsschwellenwert verglichen werden, um zu bestimmen, ob die Maßnahmen und/oder andere Aktionen auszulösen sollte. Der Schwellenwert kann einem Winkel entsprechen, wie z. B. 0,5 Grad, oder auf einem Ausgangssignal basieren, wie z. B. einer Spannung oder einem codierten Wert, der vom Sensor 200 ausgegeben wird, um die Winkeländerung anzugeben. Ferner kann die Änderung eine vorbestimmte Zeit wie z. B. 500 ms lang den Schwellenwert erreichen, bevor Maßnahmen und/oder andere Aktionen ausgelöst werden. Solche Schwellenwerte können dazu beitragen, ein Sensor- oder Systemrauschen aufgrund falscher Winkelmessungen zu vermeiden.
7 veranschaulicht einen Ablaufplan für ein Verfahren zur Steuerung von Fahrradkomponenten mit einem Orientierungs- und/oder Winkelsensor wie z. B. Sensoren, die wie hier beschrieben konfiguriert sind. Die Schritte können mit jeder Kombination der in 12 angegebenen Komponenten durchgeführt werden. Zum Beispiel können die folgenden Schritte von einem Prozessor 20 durchgeführt werden. Zusätzliche, andere oder weniger Schritte können vorgesehen sein. Die Schritte werden in der dargestellten Reihenfolge oder anderen Reihenfolgen durchgeführt. Zum Beispiel können der Schritt 410 und der Schritt 420 gleichzeitig und/oder abwechselnd durchgeführt werden. Die Schritte können auch wiederholt werden.
In Schritt 410 wird eine Orientierung bestimmt. Die Orientierung kann eine Orientierung eines Spanners sein, der mit einer Kette in Kontakt ist, die mit einem Antriebsstrang eines Fahrrads in Eingriff steht. Zum Beispiel kann der Spanner ein Spanner sein, der in ein vorderes oder hinteres Schaltwerk des Fahrrads 100 integriert ist, wie Bezug nehmen auf 3 und 4 beschrieben. Die Orientierung kann jede Orientierung sein, die eine Konfiguration der Kette anzeigt. Zum Beispiel kann die Orientierung ein Drehwinkel des Spanners relativ zu einer Bezugsebene sein. Solch eine Orientierung und/oder solch ein Winkel kann als eine bestimmte Position eines Spanner-Kettenkontakts bestimmt und/oder abgeleitet werden, der dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und/oder eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten. Die Orientierung kann durch jede Technik bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Orientierung mit einem Winkelsensor bestimmt werden, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel einer Kettenführung wie hier beschrieben zu bestimmen.
In Schritt 420 wird eine Änderung in der Orientierung erkannt. Die Änderung kann jede Änderung in der Orientierung des Spanners sein. Zum Beispiel kann sich der Winkel einer den Spanner umfassenden Kettenführung relativ zu einer Bezugsebene ändern. Die Änderung in der Orientierung kann durch jede Technik bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Änderung in der Orientierung mit einem Winkelsensor bestimmt werden, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel einer Kettenführung wie hier beschrieben zu bestimmen.
In Schritt 430 wird eine Maßnahme bestimmt. Die Maßnahme kann in Reaktion auf die bestimmte Orientierung und/oder die erkannte Änderung in der Orientierung bestimmt werden. Die Maßnahme kann jede Maßnahme sein. Zum Beispiel kann die Maßnahme ein Schaltvorgang des Fahrradantriebsstrang-Steuersystems sein.
In Schritt 440 wird eine Maßnahme übermittelt. Die Maßnahme kann an Komponenten übermittelt werden, die die Maßnahme durchführen. Zum Beispiel kann ein Schaltvorgang, der in Reaktion auf die bestimmte Orientierung und/oder die erkannte Änderung in der Orientierung bestimmt wurde, an eine Schaltvorrichtung wie z. B. ein vorderes und/oder hinteres Schaltwerk übermittelt werden. In einer Ausführungsform wird die Maßnahme als ein Steuersignal an einen oder mehrere Elektromotoren übermittelt, wie z. B. Elektromotoren, die die Antriebskraft für das vordere und/oder hintere Schaltwerk bereitstellen.
8–11 veranschaulichen Ablaufpläne für Verfahren, die Maßnahmen enthalten, die in Reaktion auf bestimmte Orientierungen und/oder erkannte Änderungen in Orientierungen ergriffen werden. Die Schritte können mit jeder Kombination der in 12 angegebenen Komponenten durchgeführt werden. Zum Beispiel können die Schritte durch einen Prozessor 20 durchgeführt werden. Zusätzliche, andere oder weniger Schritte können vorgesehen sein. Die Schritte werden in der gezeigten Reihenfolge oder anderen Reihenfolgen durchgeführt. Die Schritte können auch wiederholt werden.
8 veranschaulicht ein Verfahren zum Ausführen eines Schaltbefehls. Der Schaltbefehl wird an einem hinteren Schaltwerk empfangen (Block 502). Eine Anfangsposition des hinteren Schaltwerks wird zum Beispiel mithilfe des Bezug nehmend auf 5 beschriebenen Winkelsensors bestimmt (Block 504). Die Anfangsposition kann auch mit anderen Techniken bestimmt werden. Zum Beispiel kann die aktuelle Position in einer Tabelle oder einem Array als ein Wert elektronisch gespeichert sein, und dieser Wert kann abgerufen werden.
Der Schaltbefehl wird entweder als Befehl zum Herunterschalten oder als Befehl zum Hochschalten interpretiert. Wenn ein Hochschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem kleinsten Zahnkranz in Eingriff steht (Block 508) (z. B. RD = 10 als Speicherwert). Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 510). Der Schaltvorgang kann vom hinteren Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die hintere Schaltwerksposition kann inkrementiert werden (Block 512). Eine Prüfung, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 514). Dies kann durch Erkennung einer Änderung gegenüber der Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das vom Winkelsensor wie hier beschrieben bereitgestellt wird. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das hintere Schaltvorgang erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde.
Wenn ein Herunterschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem größten Zahnkranz in Eingriff steht (Block 518) (z. B. RD = 1 als Speicherwert). Wenn der größte Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der größte Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 520). Der Schaltvorgang kann vom hinteren Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die hintere Schaltwerksposition kann entsprechend angepasst werden (Block 522). Eine Prüfung, ob der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 524). Dies kann durch eine Erkennung einer Änderung gegenüber der Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das vom oben beschriebenen Winkelsensor bereitgestellt wurde. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das hintere Schaltwerk erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde.
9 veranschaulicht ein anderes Verfahren zum Ausführen eines Schaltbefehls. In dieser Ausführungsform kann ein Schaltvorgang des vorderen Schaltwerks mit einem Sensor geprüft werden, der im hinteren Schaltwerk angeordnet ist. Der Schaltbefehl wird an einem vorderen Schaltwerk empfangen (Block 532). Eine Anfangsposition des vorderen Schaltwerks wird zum Beispiel mithilfe des Winkelsensors bestimmt (Block 534), der Bezug nehmend auf 5 beschrieben wurde. Die Anfangsposition kann auch mit anderen Techniken bestimmt werden. Zum Beispiel kann die aktuelle Position in einer Tabelle oder einem Array als ein Wert elektronisch gespeichert sein, und dieser Wert kann abgerufen werden.
Der Schaltbefehl wird entweder als Befehl zum Herunterschalten oder als Befehl zum Hochschalten interpretiert. Wenn ein Hochschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem größten Zahnkranz in Eingriff steht (Block 538) (z. B. RD = 2 als Speicherwert). Wenn der größte Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der größte Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 540). Der Schaltvorgang kann vom vorderen Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die vordere Schaltwerksposition kann inkrementiert werden (Block 542). In dieser Ausführungsform kann der Wert für die vordere Schaltwerksposition eine Prüfcodierung enthalten. Zum Beispiel kann ein Suffix „A” des Werts einen ungeprüften Wert angeben, während ein Suffix „B” des Werts einen geprüften Wert angibt. Die Prüfung, ob der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 544). Dies kann durch eine Erkennung einer Änderung gegenüber der hinteren Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das vom oben beschriebenen Winkelsensor bereitgestellt wurde. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das vordere Schaltwerk erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde. Wenn die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann der Wert des vorderen Schaltwerks modifiziert werden, um einen geprüften Wert anzugeben (Block 546).
Wenn ein Herunterschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem kleinsten Zahnkranz in Eingriff steht (Block 548) (z. B. RD = 1 als Speicherwert). Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 550). Der Schaltvorgang kann vom vorderen Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die vordere Schaltwerksposition kann entsprechend angepasst werden, um einen ungeprüften Wert anzugeben (Block 552). Eine Prüfung, ob der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten hinteren Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 554). Dies kann durch eine Erkennung einer Änderung gegenüber der Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang des vorderen Schaltwerks bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das vom oben beschriebenen Winkelsensor bereitgestellt wurde. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das vordere Schaltwerk erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde. Wenn die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann der Wert des vorderen Schaltwerks modifiziert werden, um einen geprüften Wert anzuzeigen (Block 556). Zum Beispiel kann der Wert des vorderen Schaltwerks modifiziert werden, um ein Zeichen wie z. B. „B” zu enthalten, das einen geprüften Wert angibt. Vordere Schaltwerkspositionen können auch oder alternativ dazu durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten hinteren Käfig- oder Kettenführungsposition erkannt und/oder geprüft werden, wie oben beschrieben.
In einer Ausführungsform kann, sobald ein Schaltvorgang geprüft wurde (Block 544 und/oder Block 554), das vordere und/oder hintere Schaltwerk aus einer „Überschalt” oder „Unterschalt”-Position in eine Endposition des Schaltvorgangs bewegt werden. Zum Beispiel kann der Schaltvorgang durchgeführt werden, indem das vordere und/oder hintere Schaltwerk in Überschaltpositionen bewegt wird, in denen das jeweilige Schaltwerk leicht über eine typische Betriebsposition für die gewünschte Verzahnungskombination hinaus bewegt wird. Dementsprechend kann das vordere und/oder hintere Schaltwerk in Unterschaltpositionen bewegt werden, in denen das jeweilige Schaltwerk knapp vor eine typische Betriebsposition für die gewünschte Verzahnungskombination bewegt wird. Solch eine Position liegt zwischen der Anfangsposition und der typischen Betriebsposition für die gewünschte Verzahnungskombination. Sobald der Schaltvorgang geprüft wurde, können die jeweiligen Schaltwerke in eine Endposition des Schaltvorgangs wie z. B. eine typische Betriebsposition für die gewünschte Verzahnungskombination bewegt werden. Die Bewegung in solche Überschalt- und/oder Unterschaltpositionen kann helfen, einen erfolgreichen Schaltvorgang zu erreichen, und die Auslösung der Bewegung in Endpositionen des Schaltvorgangs auf der Basis einer geprüften Käfig- oder Kettenführungsposition kann fließendere und effizientere Übergänge beim Gangwechsel ermöglichen.
10 veranschaulicht ein anderes Verfahren zum Ausführen eines Schaltbefehls. In dieser Ausführungsform kann ein Schaltvorgang des hinteren Schaltwerks geprüft werden, und andere Komponenten können auf der Basis eines Signals von einem Sensor gesteuert werden, der im hinteren Schaltwerk angeordnet ist. Die gesteuerte Komponente kann ein Elektromotor sein, zum Beispiel ein elektrischer Antriebsmotor für ein elektrisch angetriebenes Fahrrad. In solchen elektrisch angetriebenen Fahrrädern kann es nützlich sein, eine Eingangsleistung und/oder ein Drehmoment zum Antriebsstrang während eines Schaltvorgangs zu reduzieren. Der im hinteren Schaltwerk angeordnete Sensor kann verwendet wird, um diese und andere Leistungsreduktionen zu erreichen.
Der Schaltbefehl wird an einem hinteren Schaltwerk empfangen (Block 562). Eine Anfangsposition des hinteren Schaltwerks wird zum Beispiel mithilfe des Bezug nehmend auf 5 beschriebenen Winkelsensors bestimmt (Block 564). Die Anfangsposition kann auch mit anderen Techniken bestimmt werden. Zum Beispiel kann die aktuelle Position in einer Tabelle oder einem Array als ein Wert elektronisch gespeichert sein, und dieser Wert kann abgerufen werden.
Der Schaltbefehl wird entweder als Befehl zum Herunterschalten oder als Befehl zum Hochschalten interpretiert. Wenn ein Hochschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem kleinsten Zahnkranz in Eingriff steht (Block 568) (z. B. RD = 10 als Speicherwert). Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 570). Die Leistung zu einer Komponente, zum Beispiel zu einem Antriebsmotor eines elektrisch angetriebenen Fahrrads, kann eingeschränkt, reduziert, abgeschaltet und/oder auf andere Weise angepasst werden (Block 571). Der Schaltvorgang kann vom hinteren Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die hintere Schaltwerksposition kann inkrementiert werden (Block 572). Eine Prüfung, ob der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 574). Dies kann durch eine Erkennung einer Änderung gegenüber der Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das vom oben beschriebenen Winkelsensor bereitgestellt wurde. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das hintere Schaltvorgang erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde. Wenn die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, können Leistungspegel zur Komponente wiederhergestellt werden (Block 576), wie z. B. durch die Prüfung ausgelöst oder auf deren Basis.
Wenn ein Herunterschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem größten Zahnkranz in Eingriff steht (Block 578) (z. B. RD = 1 als Speicherwert). Wenn der größte Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der größte Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 580). Die Leistung zu einer Komponente, zum Beispiel zu einem Antriebsmotor eines elektrisch angetriebenen Fahrrads, kann eingeschränkt, reduziert, abgeschaltet und/oder auf andere Weise angepasst werden (Block 581). Der Schaltvorgang kann vom hinteren Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die hintere Schaltwerksposition kann entsprechend angepasst werden (Block 582). Eine Prüfung, ob der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 584). Dies kann durch eine Erkennung einer Änderung gegenüber der Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das durch den oben beschriebenen Winkelsensor bereitgestellt wurde. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das hintere Schaltvorgang erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde. Wenn die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, können die Leistungspegel zur Komponente wiederhergestellt werden (Block 586), wie z. B. durch die Prüfung ausgelöst oder auf deren Basis.
11 veranschaulicht ein anderes Verfahren zum Ausführen eines Schaltbefehls. In dieser Ausführungsform kann ein Schaltvorgang des hinteren Schaltwerks geprüft werden, und andere Komponenten können auf der Basis eines Signals von einem Sensor gesteuert werden, der im hinteren Schaltwerk angeordnet ist. Die gesteuerte Komponente kann ein elektronisch gesteuerter Schaltwerksdämpfer sein, zum Beispiel eine Vorrichtung, die der Bewegung des Schaltwerks widersteht, wie im US-Patent 8.602.929 beschrieben. In solchen elektronisch gesteuerten Schaltwerksdämpfern kann es nützlich sein, die Dämpfung während eines Schaltvorgangs zu reduzieren und die Dämpfungsniveaus nach einem Schaltvorgang wiederherzustellen. Der im hinteren Schaltwerk angeordnete Sensor kann verwendet werden, um diese und andere Dämpfungsvorgänge zu erreichen.
Der Schaltbefehl wird an einem hinteren Schaltwerk empfangen (Block 602). Eine Anfangsposition des hinteren Schaltwerks wird zum Beispiel mithilfe des Bezug nehmend auf 5 beschriebenen Winkelsensors bestimmt (Block 603). Die Anfangsposition kann auch mit anderen Techniken bestimmt werden. Zum Beispiel kann die aktuelle Position in einer Tabelle oder einem Array als ein Wert elektronisch gespeichert sein, und dieser Wert kann abgerufen werden.
Der Schaltbefehl wird entweder als ein Befehl zum Herunterschalten oder als ein Befehl zum Hochschalten interpretiert. Wenn ein Hochschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem kleinsten Zahnkranz in Eingriff steht (Block 604) (z. B. RD = 10 als Speicherwert). Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der kleinste Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 610). Die Dämpfungskräfte eines Dämpfers können eingeschränkt, reduziert, abgestellt und/oder auf andere Weise angepasst werden (Block 611). Der Schaltvorgang kann vom hinteren Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die hintere Schaltwerksposition kann inkrementiert werden (Block 612). Eine Prüfung, ob der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 614). Dies kann durch eine Erkennung einer Änderung gegenüber der Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das vom oben beschriebenen Winkelsensor bereitgestellt wurde. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das hintere Schaltvorgang erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde. Wenn die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, können die Dämpfungsniveaus der Komponente wiederhergestellt werden (Block 616), wie z. B. durch die Prüfung ausgelöst oder auf deren Basis.
Wenn ein Herunterschaltbefehl empfangen wird, wird bestimmt, ob die Anfangsposition angibt, dass die Kette mit dem größten Zahnkranz 618 in Eingriff steht (z. B. RD = 1 als Speicherwert). Wenn der größte Zahnkranz aktuell in Eingriff steht, wird der Befehl ignoriert. Wenn der größte Zahnkranz aktuell nicht in Eingriff steht, kann die Käfig- oder Kettenführungsposition des hinteren Schaltwerks geprüft oder bestimmt werden (Block 620). Dämpfungskräfte eines Dämpfers können eingeschränkt, reduziert, abgestellt und/oder auf andere Weise angepasst werden (Block 621). Der Schaltvorgang kann vom hinteren Schaltwerk ausgeführt werden, und ein Wert für die hintere Schaltwerksposition kann entsprechend angepasst werden (Block 622). Eine Prüfung, ob der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, kann durch Erkennen und/oder Bestimmen einer anderen, geänderten Käfig- oder Kettenführungsposition erreicht werden (Block 624). Dies kann durch eine Erkennung einer Änderung gegenüber der Käfig- oder Kettenführungsposition erfolgen, die vor dem ausgeführten Schaltvorgang bestimmt wurde, z. B. durch ein Signal, das vom oben beschriebenen Winkelsensor bereitgestellt wurde. Wenn der Schaltvorgang nicht erfolgreich abgeschlossen wurde, kann der Vorgang durch das hintere Schaltvorgang erneut ausgeführt werden, und die Prüfung kann wiederholt werden. Diese Sequenz kann wiederholt werden, bis die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde. Wenn die Prüfung ergibt, dass der Schaltvorgang erfolgreich ausgeführt wurde, können die Dämpfungsniveaus der Komponente wiederhergestellt werden (Block 626), wie z. B. durch die Prüfung ausgelöst oder auf deren Basis.
In einer Ausführungsform umfasst ein Gangschaltmechanismus für ein Fahrrad, das mit einer Vielzahl von Radkränzen betrieben wird, die von einer Kette angetrieben werden, ein Basiselement, das dazu konfiguriert ist, an das Fahrrad montiert zu werden, einen Verbindungsmechanismus, der drehbar derart mit dem Basiselement verbunden ist, dass das bewegliche Element relativ zum Basiselement in eine Axialrichtung beweglich ist, eine Kettenführung, die dazu konfiguriert ist, mit der Kette in Eingriff zu stehen und diese zu führen, und einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel der Kettenführung relativ zum beweglichen Element zu bestimmen. In dieser Ausführungsform kann die Kettenführung ein Drehelement umfassen, das drehbar am beweglichen Element montiert ist und dazu konfiguriert ist, sich um eine erste Drehachse zu drehen, ein erstes Rad, das dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und sich um eine zweite Drehachse zu drehen, und ein Positionierelement, das zwischen dem Drehelement und dem ersten Rad verläuft und diese verbindet. In einer Ausführungsform kann das Positionierelement starr mit dem Drehelement verbunden sein. In einer Ausführungsform kann die Kettenführung ein zweites Rad umfassen, das dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und sich um eine dritte Drehachse zu drehen. In einer Ausführungsform ist die dritte Drehachse die gleiche wie die erste Drehachse. In einer Ausführungsform ist der Sensor dazu konfiguriert, einen Drehwinkel des Drehelements um die erste Drehachse zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist der Sensor dazu konfiguriert, eine Winkelposition eines Magnets zu erkennen. In einer Ausführungsform ist der Sensor ein magnetischer Drehgeber. In einer Ausführungsform ist der Sensor auf dem beweglichen Element oder dem Drehelement montiert. In einer Ausführungsform ist der Magnet auf dem anderen vom Drehelement oder beweglichen Element angeordnet. In einer Ausführungsform ist der Magnet an ein Ende des Drehelements angeordnet. In einer Ausführungsform umfasst die Kettenführung eine Vorspannvorrichtung, die mit der Kettenführung gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, eine Spannung in einer Kette aufrechtzuerhalten. In einer Ausführungsform ist die Vorspannvorrichtung fest am beweglichen Element und an der Kettenführung angebracht. In einer Ausführungsform umfasst der Gangschaltmechanismus einen Prozessor, der mit dem Sensor in Wirkverbindung steht, wobei der Sensor außerdem dazu konfiguriert ist, ein Signal zu übermitteln, das den Winkel angibt. In einer Ausführungsform umfasst der Gangschaltmechanismus einen Motor, der in Wirkbeziehung mit dem Verbindungsmechanismus gekoppelt ist, um das bewegliche Element entlang der Axialrichtung zu bewegen, und wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, dem Motor in Reaktion auf das Signal, das den Winkel angibt, ein Befehlssignal bereitzustellen.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Antriebsstrangsteuerung eines Fahrrads, das durch eine Kette angetrieben wird, die über eine Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird, ein Bestimmen, mit einem Sensor, eines Winkels eines Spanner-Kettenkontakts, wobei der Spanner-Kettenkontakt dazu konfiguriert ist, eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten, und ein Erkennen, durch einen Prozessor, der mit dem Sensor in Verbindung steht, einer Änderung im Winkel des Spanner-Kettenkontakts. In einer Ausführungsform ist der Spanner-Kettenkontakt ein Spannerrad, dessen Zentrum in einem Abstand von einem Drehelement angeordnet ist, das eine erste Drehachse aufweist, wobei das Spannerrad dazu konfiguriert ist, sich um die erste Drehachse und eine zweite Drehachse zu drehen, um derart mit der Kette zusammenzuwirken, dass eine Spannung in der Kette aufrechterhalten wird. In einer Ausführungsform ist das Spannerrad mit einem starren Element mit dem Drehelement verbunden, und das Bestimmen des Winkels des Spannerrads umfasst ein Messen, mit dem Sensor, einer Drehorientierung des Drehelements. In einer Ausführungsform umfasst das Messen der Drehorientierung des Drehelements ein Messen einer Drehorientierung eines Magnets, der am Drehelement angebracht ist. In einer Ausführungsform umfasst das Messen der Drehorientierung des Magnets, der am Drehelement angebracht ist, ein Messen einer Drehorientierung des Magnets, der an ein distales Ende des Drehelements angebracht ist. In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren ein Übertragen, durch den Prozessor, eines Steuersignals an einen Elektromotor in Reaktion auf das Erkennen der Änderung in der Position des Spanner-Kettenkontakts.
In einer Ausführungsform umfasst ein Kettenspanner für ein Fahrrad, das mit einer Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird, die von einer Kette angetrieben werden, eine Spannerhalterung, die dazu konfiguriert ist, an ein Fahrrad angebracht zu werden, ein Drehelement, das drehbar an die Spannerhalterung montiert ist und dazu konfiguriert ist, sich um eine Drehachse zu drehen, und eine Kettenschnittstellenstruktur wie z. B. eine Kettenführung. Die Kettenschnittstellenstruktur kann eine Kettenschnittstellenkomponente, wie z. B. ein Rad, und ein Positionierelement umfassen, das zwischen dem Drehelement und der Kettenschnittstellenkomponente verläuft und diese verbindet. Der Kettenspanner kann auch eine Vorspannvorrichtung umfassen, die mit der Kettenschnittstellenkomponente gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten, und einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel der Kettenschnittstellenstruktur relativ zur Spannerhalterung zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist die Kettenschnittstellenkomponente ein erstes Rad, das dazu konfiguriert ist, sich um eine zweite Drehachse zu drehen, und die Kettenspannerstruktur kann auch ein zweites Rad umfassen, das dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und sich um eine dritte Drehachse zu drehen. In einer Ausführungsform ist die dritte Drehachse dieselbe wie die erste Drehachse. In einer Ausführungsform ist der Sensor dazu konfiguriert, einen Drehwinkel des Drehelements um die erste Drehachse zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist der Sensor dazu konfiguriert, eine Winkelposition eines Magnets zu erkennen. In einer Ausführungsform ist der Sensor ein magnetischer Drehgeber. In einer Ausführungsform ist der Sensor auf der Spannerhalterung oder dem Drehelement montiert. In einer Ausführungsform ist der Magnet auf dem anderen vom Drehelement oder der Spannerhalterung angeordnet. In einer Ausführungsform ist der Magnet an einem Ende des Drehelements angeordnet. In einer Ausführungsform ist die Vorspannvorrichtung an die Spannerhalterung und die Kettenspannerstruktur fest angebracht. In einer Ausführungsform umfasst ein Gangschaltmechanismus einen Prozessor, der mit dem Sensor in Wirkverbindung steht, wobei der Sensor außerdem dazu konfiguriert ist, ein Signal zu übermitteln, das den Winkel angibt. In einer Ausführungsform umfasst der Gangschaltmechanismus einen Motor, der in Wirkbeziehung mit dem Verbindungsmechanismus gekoppelt ist, um das bewegliche Element entlang der Axialrichtung zu bewegen, und wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, dem Motor in Reaktion auf das Signal, das den Winkel angibt, ein Befehlssignal bereitzustellen. 12 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Steuersystems 40 für ein Fahrrad. Das Steuersystem 40 kann allein verwendet werden, um mit Fahrradkomponenten zu kommunizieren und diese zu steuern, oder das Steuersystem 40 kann in Verbindung mit mindestens einem anderen Steuersystem für Komponenten des Fahrrads verwendet werden, wie z. B. ein Primärsteuersystem, das andere Steuergeräte umfassen kann, wie z. B. im Bremshebelgehäuse integrierte Schaltsteuervorrichtungen. Das System 40 umfasst mindestens eine Steuereinheit 28. Die Steuereinheit 28 umfasst einen Prozessor 20, einen Speicher 10, eine Komponenten-Kommunikationsschnittstelle 80, eine Benutzerschnittstelle 82, eine Stromversorgung 84 und eine Steuergeräteschnittstelle 90. Zusätzliche, andere oder weniger Komponenten sind für die Steuereinheit 28 möglich. Zum Beispiel kann die Benutzerschnittstelle 82 nicht in einer Steuereinheit 28 enthalten sein. Komponenten können auch kombiniert sein. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform die Kommunikationsschnittstelle 80 und die Steuergeräteschnittstelle 90 kombiniert sein. In dieser Ausführungsform können Schalteinheiten 26 und Sensor(en) 200 über eine selbe Schnittstelle kommunizieren, welche die Steuergeräteschnittstelle 90 oder die Kommunikationsschnittstelle 80 sein kann. In einer Ausführungsform sind die Steuereinheit 28 und Sensor(en) 200 in ein hinteres Schaltwerk 36 integriert, wie zum Beispiel Bezug nehmend auf 3 und 4 beschrieben.
Der Prozessor 20 kann einen Generalprozessor, einen Digitalsignalprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein frei programmierbares Verknüpfungsfeld, eine Analogschaltung, eine Digitalschaltung, Kombinationen daraus oder andere gegenwärtig bekannte oder später entwickelte Prozessoren umfassen. Der Prozessor 20 kann ein Einzelgerät oder eine Kombination von Geräten sein, wie z. B. durch gemeinsame oder parallele Verarbeitung.
Der Speicher 10 kann ein flüchtiger Speicher oder ein nicht flüchtiger Speicher sein. Der Speicher 10 kann eines oder mehreres von einem Nur-Lese-Speicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), einem Flash-Speicher, einem elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM) oder einen anderen Typ von Speicher umfassen. Der Speicher 10 kann aus der Steuereinheit 28 entnehmbar sein, wie z. B. eine SD-Karte. In einer speziellen, nicht einschränkenden Ausführungsform kann ein computerlesbares Medium einen Festkörper-Speicher wie z. B. eine Speicherkarte oder ein anderes Gehäuse umfassen, in welchem ein oder mehrere nicht flüchtige Nur-Lese-Speicher untergebracht sind. Ferner kann das computerlesbare Medium ein Direktzugriffsspeicher oder ein anderer wiederbeschreibbarer flüchtiger Speicher sein. Zusätzlich kann das computerlesbare Medium ein magnetooptisches oder optisches Medium wie z. B. eine Platte oder Bänder oder ein anderes Speichergerät sein. Demnach kann die Offenbarung eines oder mehreres von einem computerlesbaren Medium und andere Äquivalente und Nachfolgemedien umfassen, in welchen Daten oder Anweisungen gespeichert werden können.
Der Speicher 10 ist ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium und wird als ein Einzelmedium beschrieben. Der Begriff „computerlesbares Medium” schließt jedoch ein Einzelmedium oder mehrere Medien ein, wie z. B. eine zentralisierte oder verteilte Speicherstruktur und/oder zugehörige Cachespeicher, die betreibbar sind, um einen oder mehrere Anweisungen und andere Daten zu speichern. Der Begriff „computerlesbares Medium” schließt auch jedes Medium ein, das in der Lage ist, Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor zu speichern, zu codieren oder zu übertragen, oder ein Computersystem dazu zu veranlassen, ein oder mehrere der hier offenbarten Verfahren oder Operationen durchzuführen.
In einer alternativen Ausführungsform können dedizierte Hardwareimplementierungen wie z. B. anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, programmierbare Logikfelder und andere Hardwaregeräte konstruiert werden, um ein oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren zu implementieren. Anwendungen, die die Vorrichtungen und die Systeme verschiedener Ausführungsformen umfassen können, können allgemein verschiedene elektronische und Computersysteme einschließen. Eine oder mehrere Ausführungsformen, die hier beschrieben wurden, können Funktionen durch zwei oder mehr spezifische, miteinander verbundene Hardwaremodule oder -geräte mit zugehörigen Steuer- und Datensignalen implementieren, die zwischen oder durch die Module übermittelt werden können, oder als Teile einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung. Dementsprechend umfasst das vorliegende System Software-, Firmware- und Hardwareimplementierungen.
Die Stromversorgung 84 ist eine tragbare Stromversorgung, die im Inneren der Steuereinheit 28 untergebracht sein kann oder außerhalb der Steuereinheit 28 untergebracht sein kann und durch ein stromleitendes Kabel mit der Steuereinheit 28 verbunden sein kann. Die Stromversorgung kann die Erzeugung von elektrischen Strom beinhalten, zum Beispiel unter Verwendung eines mechanischen Stromgenerators, eines Brennstoffzellengeräts, von Solarzellen oder anderer stromerzeugender Vorrichtungen. Die Stromversorgung kann eine Batterie wie z. B. eine Vorrichtung umfassen, die aus zwei oder mehr elektrochemischen Zellen besteht, die gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Stromversorgung 84 kann eine Kombination aus mehreren Batterien oder anderen Stromversorgungsgeräten umfassen. Spezifisch angepasste oder konfigurierte Batterietypen oder Standard-Batterietypen wie z. B. CR 2012, CR 2016, und/oder CR 2032 können verwendet werden.
Die Kommunikationsschnittstelle 80 sorgt für die Daten- und/oder Signalübertragung von einem oder mehr Sensor(en) 200 zur Steuereinheit 28. Die Kommunikationsschnittstelle 80 kommuniziert unter Verwendung drahtgebundener und/oder drahtloser Kommunikationstechniken. Zum Beispiel kommuniziert die Kommunikationsschnittstelle 80 über einen Systembus oder eine andere Kommunikationstechnik mit den Sensoren 200.
Die Benutzerschnittstelle 82 kann eine oder mehrere Schaltknöpfe, ein Tastenfeld, eine Tastatur, eine Maus, einen Schreibstift, einen Track-Ball, einen Wippschalter, ein Touchpad, eine Spracherkennungsschaltung oder eine andere Vorrichtung oder Komponente zur Datenkommunikation zwischen einem Benutzer und der Steuereinheit 28 sein. Die Benutzerschnittstelle 82 kann ein Berührungsbildschirm sein, der kapazitiv oder resistiv sein kann. Die Benutzerschnittstelle 82 kann eine Flüssigkristallanzeige („LCD”), einen Leuchtdioden („LED”)-Bildschirm, einen Dünnschichttransistor-Bildschirm oder einen anderen Typ von Anzeige umfassen. Die Benutzerschnittstelle 82 kann auch Audio-Funktionen oder Lautsprecher umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst die Benutzerschnittstelle 82 eine oder mehrere Tasten und eine LED-Anzeige. Die Tasten werden verwendet, um der Steuereinheit 28 Befehle zu übermitteln, und die LED-Anzeige leuchtet, um die Eingabe der Befehle oder andere Aktionen anzuzeigen.
Die Steuergeräteschnittstelle 90 ist dazu konfiguriert, Daten wie z. B. Steuersignale und/oder Befehle an und/oder von Fahrradkomponenten wie z. B. der vorderen Schaltvorrichtung 30 und/oder den Schalteinheiten 26 zu senden und/oder zu empfangen. Die Komponenten-Steuergeräteschnittstelle 90 übermittelt die Daten mit jeder betriebsfähigen Verbindung. Eine betriebsfähige Verbindung kann eine sein, in welcher Signale, physische und/oder logische Nachrichten gesendet und/oder empfangen werden können. Eine betriebsfähige Verbindung kann eine physische Schnittstelle, eine elektrische Schnittstelle und/oder eine Datenschnittstelle umfassen. Die Steuergeräteschnittstelle 90 sorgt für die drahtlose Kommunikation in einem gegenwärtig bekannten oder später entwickelten Format. Auch wenn die vorliegende Beschreibung Komponenten und Funktionen beschreibt, die in bestimmten Ausführungsformen Bezug nehmend auf bestimmte Standards und Protokolle implementiert werden können, ist die Erfindung nicht auf solche Standards und Protokolle beschränkt. Beispielsweise stellen Standards für das Internet und andere paketvermittelnde Netzübertragungen (z. B. TCP/IP, UDP/IP, HTML, HTTP, HTTPS) repräsentative Beispiele für den Stand der Technik dar. Solche Standards werden regelmäßig durch schnellere und effizientere Äquivalente ersetzt, die im Wesentlichen dieselben Funktionen haben. Daher können Ersatzstandards oder -protokolle, die gleiche oder ähnliche Funktionen wie die hier offenbarten haben, als Äquivalente davon betrachtet werden.
Verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gemäß können die hier beschriebenen Verfahren mit Softwareprogrammen implementiert sein, die durch ein Computersystem wie z. B. die Steuereinheit 28 ausführbar sind. Ferner können Implementierungen in einer beispielhaften, nicht einschränkenden Ausführungsform verteilte Verarbeitung, komponenten-/objektverteilte Verarbeitung und Parallelverarbeitung umfassen. Alternativ dazu kann eine virtuelle Computersystemverarbeitung durchgeführt werden, um eines oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren oder Funktionalitäten zu implementieren.
Ein Computerprogramm (auch als Programm, Software, Softwareanwendung, Skript oder Code bekannt) kann in jeder Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, und es kann in jeder Form bereitgestellt werden, einschließlich als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Unterprogramm oder als sonstige Einheit, die zur Verwendung in einer Computerumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm entspricht nicht unbedingt einer Datei in einem Dateisystem. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei, der andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere Skripts, die in einem Markierungssprachendokument gespeichert sind), in einer Einzeldatei, die für das betreffende Programm dediziert ist, oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Codeteile speichern) gespeichert sein. Ein Computerprogramm kann bereitgestellt werden, um auf einem Computer oder auf mehreren Computern ausgeführt zu werden, die an einem Standort liegen oder über mehrere Standorte hinweg verteilt und durch ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Prozesse und Logikflüsse können durch einen oder mehrere Prozessoren durchgeführt werden, die ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Funktionen durchzuführen, indem sie Eingabedaten verarbeiten und eine Ausgabe erzeugen. Die Prozesse und Logikflüsse können auch durch Speziallogikschaltungen, z. B. ein FPGA (frei programmierbares Verknüpfungsfeld) oder ein ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) durchgeführt werden, und die Vorrichtung kann auch als solche implementiert sein.
In dieser Anmeldung bezieht sich der Begriff ‚Schaltung' oder ‚Schaltkreis' auf alles von Folgendem: (a) Schaltungsimplementierungen nur mit Hardware (wie z. B. Implementierungen nur in Analog- und Digitalschaltungen und (b) auf Kombinationen von Schaltungen und Software (und/oder Firmware), wie z. B. (wie zutreffend): (i) auf eine Kombination aus Prozessor(en) oder (ii) Teilen von Prozessor(en)/Software (einschließlich Digitalsignalprozessor(en)), Software und Speicher, die zusammenwirken, um eine Vorrichtung wie z. B. ein Mobiltelefon oder einen Server dazu zu veranlassen, verschiedene Funktionen durchzuführen) und (c) auf Schaltungen wie z. B. einen Mikroprozessor(en) oder einen Teil von Mikroprozessor(en), die zum Betrieb Software oder Firmware erfordern, selbst wenn die Software oder Firmware nicht physisch vorhanden ist.
Diese Definition von ‚Schaltung' gilt für jeden Gebrauch dieses Begriffs in dieser Anmeldung, einschließlich in allen Ansprüchen. Als ein weiteres Beispiel deckt der Begriff „Schaltung”, wie in dieser Anmeldung verwendet, auch eine Implementierung mit nur einem Prozessor (oder mehreren Prozessoren) oder einem Teil eines Prozessors und seiner (oder ihrer) zugehörigen Software oder Firmware ab. Der Begriff „Schaltung” kann auch, zum Beispiel, und wenn auf das jeweilige Anspruchselement anwendbar, eine integrierte Basisbandschaltung oder eine integrierte Anwendungsprozessorschaltung für eine mobile Recheneinrichtung oder eine vergleichbare integrierte Schaltung in einem Server, einem Mobilfunknetzgerät oder anderen Netzwerkgerät sein.
Prozessoren, die zur Ausführung eines Computerprogramms geeignet sind, schließen beispielsweise sowohl Universal- als auch Spezialmikroprozessoren ein, und Prozessor(en) von Digitalcomputern jeder Art. Allgemein empfängt ein Prozessor Anweisungen und Daten von einem Nur-Lese-Speicher oder einem Direktzugriffsspeicher, oder beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor zum Durchführen von Anweisungen und ein oder mehrere Speichergeräte zum Speichern von Anweisungen und Daten. Allgemein schließt ein Computer auch einen oder mehrere Massenspeicher zum Speichern von Daten ein, z. B. magnetische, magnetooptische Platten oder optische Platten, oder ist in Wirkbeziehung damit gekoppelt, um von diesen Daten zu empfangen und Daten zu diesen senden, oder beides. Ein Computer muss jedoch keine derartigen Geräte aufweisen. Darüber hinaus kann ein Computer in ein anderes Gerät eingebettet sein, z. B. in ein Mobiltelefon, ein PDA, ein mobiles Audio-Abspielgerät, einen GPS-Empfänger oder eine Steuereinheit 28, um nur einige zu nennen. Computerlesbare Medien, die zum Speichern von Computerprogramm-Anweisungen und Daten geeignet sind, schließen alle Formen von nicht flüchtigen Speichern, Medien und Speichergeräten ein, einschließlich beispielsweise Halbleiterspeichergeräte, z. B. EPROM, EEPROM und Flash-Speicher, magnetischer Platten, z. B. interne Festplatten oder entnehmbare Platten; magnetooptische Platten; und CD-ROM und DVD-ROM-Disks. Der Prozessor und der Speicher können durch Speziallogikschaltungen ergänzt sein oder darin integriert sein.
Die Zeichnungen der Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, sollen ein allgemeines Verständnis der Struktur der verschiedenen Ausführungsformen ermöglichen. Die Zeichnungen dienen nicht der vollständigen Beschreibung aller Elemente und Merkmale der Vorrichtungen und Systeme, welche die hier beschriebenen Strukturen und Verfahren anwenden. Dem Fachmann werden nach dem Durchlesen der Offenbarung viele andere Ausführungsformen einfallen. Andere Ausführungsformen können verwendet und aus der Offenbarung abgeleitet werden, und strukturelle und logische Ersetzungen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Zudem dienen die Zeichnungen lediglich der Veranschaulichung und müssen nicht unbedingt maßstabsgetreu sein. Bestimmte Proportionen in den Zeichnungen können übertrieben sein, während andere Proportionen minimiert sein können. Daher sind die Offenbarung und die Figuren eher veranschaulichend als einschränkend zu betrachten.
Auch wenn diese Beschreibung viele Spezifika enthält, sind diese nicht als Einschränkungen im Umfang der Erfindung oder der Ansprüche aufzufassen, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind. Gewisse Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination mit einer einzelnen Ausführungsform implementiert sein. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Teilkombination implementiert sein. Obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend und selbst anfangs als solche beansprucht werden können, können ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination herausgelöst werden, und die beanspruchte Kombination kann zu einer Teilkombination oder einer Variante einer Teilkombination umgeändert werden.
Auch wenn Operationen und/oder Vorgänge in den Zeichnungen und hier in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt und beschrieben werden, ist dies dementsprechend nicht so zu verstehen, dass es erforderlich ist, dass diese Operationen in der speziellen gezeigten Reihenfolge oder Abfolge durchzuführen, oder alle dargestellten Operationen durchzuführen, um wünschenswerte Ergebnisse zu erreichen. Unter gewissen Umständen kann eine Multitasking- und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus ist die Trennung der verschiedenen Systemkomponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht so zu verstehen, dass diese Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es versteht sich, dass alle beschriebenen Programmkomponenten und -systeme allgemein zusammen zu einem einzigen Softwareprodukt integriert oder auf mehrere Softwareprodukte verteilt sein können.
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung können hier lediglich der Einfachheit halber einzeln und/oder zusammengenommen durch den Begriff „Erfindung” bezeichnet werden, ohne dass die Absicht besteht, den Umfang dieser Anmeldung auf eine bestimmte Erfindung oder ein erfinderisches Konzept zu beschränken. Obwohl hier spezifische Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, versteht es sich, dass jede spätere Anordnung, die dazu dient, denselben oder einen ähnlichen Zweck zu erfüllen, die gezeigten spezifischen Ausführungsformen ersetzen kann. Diese Offenbarung soll alle späteren Anpassungen und Varianten verschiedener Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und andere Ausführungsformen, die hier nicht spezifisch beschrieben wurden, sind für einen Fachmann nach Durchlesen der Beschreibung offensichtlich.
Die Kurzfassung der Offenbarung wird 37 C.F.R. §1.72(b) entsprechend mit dem Verständnis gegeben, dass sie nicht verwendet werden kann, um den Umfang der Ansprüche zu interpretieren oder einzuschränken. Zudem können in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale zusammengefasst oder in einer einzelnen Ausführungsform beschrieben worden sein, um die Offenbarung zu vereinfachen. Diese Offenbarung ist nicht so zu interpretieren, dass sie eine Absicht reflektiert, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern als ausdrücklich in jedem Anspruch genannt. Vielmehr kann sich der erfinderische Gegenstand, wie in den folgenden Ansprüchen wiedergegeben, auf weniger als alle Merkmale jeder der offenbarten Ausführungsformen beziehen. Daher sind die folgenden Ansprüche in die ausführliche Beschreibung integriert, wobei jeder Anspruch selbstständig einen separat beanspruchten Gegenstand definiert.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung ist als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten, und es versteht sich, dass der Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente definiert wird. Die Ansprüche sind, außer bei anderslautender Angabe, nicht so zu verstehen, dass sie auf die beschriebene Reihenfolge oder die beschriebenen Elemente eingeschränkt sind. Daher werden alle Ausführungsformen, die im Umfang und Wesen der folgenden Ansprüche liegen, und Äquivalente dafür als die Erfindung beansprucht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8602929 [0080]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

CR 2012 [0091]
CR 2016 [0091]
CR 2032 [0091]
37 C.F.R. §1.72(b) [0106]

Claims

Gangschaltmechanismus für ein Fahrrad, das mit einer Vielzahl von Zahnkränzen betrieben wird, die von einer Kette angetrieben werden, wobei der Gangschaltmechanismus umfasst: ein Basiselement, das zur Montage an das Fahrrad konfiguriert ist; einen Verbindungsmechanismus, der drehbar mit dem Basiselement verbunden ist; ein bewegliches Element, das drehbar so an den Verbindungsmechanismus montiert ist, dass das bewegliche Element relativ zum Basiselement in eine Axialrichtung beweglich ist; eine Kettenführung, die dazu konfiguriert ist, mit der Kette in Eingriff zu stehen und diese zu führen; und einen Sensor, der dazu konfiguriert ist, einen Winkel der Kettenführung relativ zum beweglichen Element zu bestimmen.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Kettenführung umfasst: ein Drehelement, das drehbar an das bewegliche Element montiert ist und dazu konfiguriert ist, sich um eine erste Drehachse zu drehen; ein erstes Rad, das dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und sich um eine zweite Drehachse zu drehen; und ein Positionierelement, das zwischen dem Drehelement und dem ersten Rad verläuft und diese verbindet.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 2, wobei das Positionierelement starr mit dem Drehelement verbunden ist.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 3, wobei die Kettenführung außerdem ein zweites Rad umfasst, das dazu konfiguriert ist, mit der Kette zusammenzuwirken und sich um eine dritte Drehachse zu drehen.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 4, wobei die dritte Drehachse dieselbe ist wie die erste Drehachse.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 2, wobei der Sensor dazu konfiguriert ist, einen Drehwinkel des Drehelements um die erste Drehachse zu bestimmen.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 2, wobei der Sensor dazu konfiguriert ist, eine Winkelposition eines Magneten zu erkennen.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 7, wobei der Sensor ein magnetischer Drehgeber ist.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 7, wobei der Sensor an das bewegliche Element oder an das Drehelement montiert ist.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 9, wobei der Magnet am anderen vom beweglichen Element oder vom Drehelement angeordnet ist.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 9, wobei der Magnet an einem Ende des Drehelements angeordnet ist.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Kettenführung außerdem eine Vorspannvorrichtung umfasst, die mit der Kettenführung gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, eine Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 12, wobei die Vorspannvorrichtung am beweglichen Element und an der Kettenführung fest angebracht ist.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 1, außerdem umfassend: einen Prozessor, der mit dem Sensor in Wirkverbindung steht, wobei der Sensor außerdem dazu konfiguriert ist, ein Signal zu übermitteln, das den Winkel angibt.
Gangschaltmechanismus nach Anspruch 14, außerdem umfassend: einen Motor, der in Wirkbeziehung mit dem Verbindungsmechanismus gekoppelt ist, um das bewegliche Element entlang der Axialrichtung zu bewegen, und wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, dem Motor in Reaktion auf das Signal, das den Winkel angibt, ein Befehlssignal bereitzustellen.