DE202005018126U1

DE202005018126U1 - Anfahrhilfe für Fahrräder

Info

Publication number: DE202005018126U1
Application number: DE200520018126
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2015-11-22

Abstract

Anfahrhilfe für Fahrräder,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) ein mehrstufiges Getriebe (1) verwendet wird, b) ein elektrischer Stellmotor (6) zur Übersetzungsänderung benutzt wird, c) ein Akku (3) als Energiespeicher und Energielieferant für den Stellmotor dient, d) die aktuell vorhandene Tretkraft sensorisch z.B. im Bereich der Tretachse, Tretarme oder Tretpedale erfasst wird (5), e) eine Steuer- und Regeleinheit (4) abhängig von der aktuell vorhandenen Tretkraft und einer voreingestellten, gewünschten Tretleistung die Getriebeübersetzung mittels Stellmotor (6) entsprechend stufenlos ändert, f) ein Schalter (7), durch den das Getriebe-Übersetzungsverhältnis in einen definierten Anfahrzustand gebracht werden kann, g) ein Schalter (8) durch den die Anfahrhilfe gestartet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft die Anwendung einer Anfahrhilfe für Fahrzeuge, insbesondere Fahrräder, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Anfahrhilfe kann in allen Arten von Fahrrädern, auch motorisch angetriebenen Fahrrädern oder in anderen Fahrzeugen wie z.B. Rollstühlen eingesetzt werden.
Der notwendige Kraftaufwand zum Bewegen von Fahrzeugen ändert sich entsprechend dem aktuellen Landschaftsprofil, der Oberflächenstruktur und der zu bewegenden Masse. Durch entsprechende Übersetzungsgetriebe am Fahrzeug ist es möglich, den notwendigen Kraftaufwand in einem gewissen Bereich den vorhandenen Leistungsreserven anzupassen wobei sich die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenderweise proportional mitverändert.
Es ist bekannt dass Fahrräder, auch motorisch angetriebene Fahrräder oder ähnliche Fahrzeuge neben den bekannten Naben- und Kettenschaltungen, mittlerweile oft mit automatischen Getrieben bestückt sind die mit Hilfe von Stellmotoren, abhängig von einer gewählten Leistungsstufe und der aktuell sensorisch erfassten Tretkraft eine optimale Übersetzung selbsttätig einstellen. Ein Fahrrad mit solch einem Automatikgetriebe (stufenloses Reibrollengetriebe), wird z.B. im Gebrauchsmuster Nr. 20 2005 010 822.7) beschrieben.
Nachteile der automatischen Getriebe nach heutigem Stand der Technik: Beim Anfahren nach einem Halt, z.B. vor einer Ampel, ist eine möglicherweise grosse Übersetzung aktiv die vor dem Halt gewählt war. Ein erneutes Beschleunigen des Fahrzeuges kann sich somit als mühsam erweisen.
Aufgabe der Erfindung
– Der Stellmotor soll kurz vor einem Halt durch ein „Rückstellsignal", welches manuell oder automatisiert ausgelöst werden kann, das Getriebe in eine kleine, definierte Anfahrübersetzung schalten.
– Motorisch angetriebene Fahrzeuge erhalten eine manuell auslösbare Anfahrautomatik, die selbstständig bis zu einer Geschwindigkeit von z.B. 6 km/h in einem leistungs- und übersetzungsoptimierten Zustand beschleunigt.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch die Verwendung und entsprechende Verschaltung nachfolgend aufgeführter Bausteine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

– Motorisch verstellbares Getriebe (1)
– Stellmotor (6),
– Akku zur Energiespeicherung und Energieversorgung (3),
– Generator (z.B. Nabendynamo) zur Energienachladung des Akkus (2),
– Kraftsensor (z.B. Dehnmessstreifen in den Tretarmen) zur Ermittlung der aktuellen Tretleistung (5)
– Elektronische Steuer- und Regeleinheit (4) zum Vergleich der aktuellen Tretleistung mit der gewünschten, voreingestellten Maximaltretleistung die innerhalb eines definierten Leistungsbereichs nicht überschritten werden soll.
– Betätigungsschalter (7) zur Einleitung der Getrieberückstellung in den Anfahrzustand
– Senorik mit geeigneten Steuerungsfunktionen, alternativ zum Betätigungsschalter, zur Erkennung des Brems- bzw. Anhaltvorgangs.
– Betätigungsschalter (8) zur Einleitung der Anfahrhilfe

Vorteile der Erfindung

– Das Anfahrmoment des Fahrrades bzw. Fahrzeuges wird optimiert bzw. dem Fahrer entsprechend angepasst.
– Das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges wird durch die Übersetzungs- bzw. Leistungsoptimierung verbessert.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung befindet sich am Lenker links z.B. ein Betätigungsknopf (7) oder Taster um die Übersetzung beim Anhalten auf einen definierten Anfangszustand zurückzusetzen. Auf der rechten Lenkerseite befindet sich ein Knopf oder Taster (8), z.B. in den Haltegriff eingebaut, um die Anfahrhilfe zu aktivieren.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Fahrrades/Elektrofahrrades mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
Figuren
1: Fahrrad/Elektrofahrrad mit den wichtigen Bausteinen Getriebe (1), Stellmotor (6), Generator/Dynamo (2), Akku (3), Steuer- und Regeleinheit (4), Kraftsensoren (5), Rückstelltaster (7) und Anfahrstarter (8)
In ein Rad (z.B. das Hinterrrad) eines beliebigen Fahrrades wird ein mehrstufiges Getriebe (1) eingebaut, dessen Übersetzung durch einen Stellmotor (6) verändert werden kann.
Die Energie für die elektromotorische Übersetzungseinstellung wird von einem Akku (3) geliefert. Beim Fahrrad ohne Elektroantrieb reicht eine kleine Akkubaugröße, im Falle eines Elektrofahrrades liefert der ohnehin notwendige, deutlich größere Akku des Antriebsmotors auch die Energie für die elektromotorische Getriebeeinstellung (6).
Der entsprechende Akku wird durch einen Generator (2) auf dem notwendigen Energieniveau gehalten. Bei einem Fahrrad ohne Elektroantrieb wird ein sogenannter Nabendynamo mit minimaler Baugröße verwendet.
Eine Steuer- und Regeleinheit (4) muss über den Stellmotor (6) das Getriebe bei Steigungen oder Abfahrten automatisch nachregeln. Der Fahrer stellt lediglich die für ihn beste Tretleistung ein, wofür z.B. Tasten (plus/minus) mit einer kleinen Anzeige ausreichen. In der Steuer- und Regeleinheit (4) wird die gewünschte, voreingestellte Tretleistung ständig mit einer sensorisch gemessenen und errechneten Tretleistung verglichen. Entsprechend dem errechneten Ergebnis bleibt das Übersetzungsverhältnis entweder gleich, wird vergrößert oder verkleinert. Die Steuer- und Regeleinheit (4) kann in einfacher Ausführung einem Normalfahrrad angepasst werden oder in erweiterter Ausführung auf ein elektromotorisch angetriebenes Fahrrad zugeschnitten sein. Optional können z.B. Geschwindigkeit, zurückgelegter Weg und das aktuelle Übersetzungsverhältnis anzeigbar sein. Auch ein zusätzlicher Einbau einer Elektronik zur Satelliten- Navigation ist möglich um das Fahrrad per weltweitem Netz oder z.B. mit Hilfe des Mobiltelefons überall aufspüren zu können.
Die aktuelle Tretkraft wird sensorisch, z.B. im Bereich der Pedalarme (5) gemessen. Die Rückstellung des Übersetzungsverhältnisses in den Anfangszustand geschieht durch Betätigung eines Schalters (7) an der linken Lenkerseite oder nach einer sensorischen Erkennung und Auswertung des Bremsvorganges.
Die Anfahrhilfe wird durch die Betätigung eines Schalters (8) z.B. an der rechten Lenkerseite aktiviert.
Ein Fachmann wird verstehen, daß die Grundsätze der vorliegenden Erfindung auf unterschiedliche Arten von Fahrzeugen oder auf andere technische Bereiche anwendbar sind.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Figur offenbarten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in den verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung.

1: Mehrstufiges Getriebe
2: Nabengenerator/-dynamo
3: Akku
4: Steuer- und Regeleinheit
5: Kraftsensor
6: Stellmotor
7: Schalter zur Rückstellung des Übersetzungsverhältnisses
8: Schalter zur Aktivierung der Anfahrhilfe

Claims

Anfahrhilfe für Fahrräder, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein mehrstufiges Getriebe (1) verwendet wird, b) ein elektrischer Stellmotor (6) zur Übersetzungsänderung benutzt wird, c) ein Akku (3) als Energiespeicher und Energielieferant für den Stellmotor dient, d) die aktuell vorhandene Tretkraft sensorisch z.B. im Bereich der Tretachse, Tretarme oder Tretpedale erfasst wird (5), e) eine Steuer- und Regeleinheit (4) abhängig von der aktuell vorhandenen Tretkraft und einer voreingestellten, gewünschten Tretleistung die Getriebeübersetzung mittels Stellmotor (6) entsprechend stufenlos ändert, f) ein Schalter (7), durch den das Getriebe-Übersetzungsverhältnis in einen definierten Anfahrzustand gebracht werden kann, g) ein Schalter (8) durch den die Anfahrhilfe gestartet werden kann.
Anfahrhilfe für Fahrräder nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Getrieberücksetzung in den Anfahrzustand anstelle einer manuellen Schalterbetätigung nach sensorischer Erfassung des Bremsvorganges automatisch ausgelöst wird. Dies kann z.B. durch Erfassung der Bremsbetätigung, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Pedalkraft oder einer Kombination der drei Sensoren aber auch durch andere technisch sinnvolle Erfassungsvarianten erreicht werden.