DE102021006241A1

DE102021006241A1 - Stromversorgung in der Fahrradachse

Info

Publication number: DE102021006241A1
Application number: DE102021006241.8A
Authority: DE
Inventors: Miguel Navarro Baeza
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2022-06-23
Also published as: TW202229099A; US12240555B2; US20220194509A1; TWI882201B

Abstract

Eine Stromversorgung für eine Fahrradkomponente umfasst eine Energiespeichereinheit, die in einer Achse des Fahrrads anordenbar ist. Die Energiespeichereinheit weist einen ersten elektrischen Kontakt und einen von dem ersten elektrischen Kontakt beabstandeten zweiten elektrischen Kontakt auf. Die Stromversorgung umfasst ferner einen Verbinder, der derart konfiguriert ist, dass er die Energiespeichereinheit mit der Fahrradkomponente elektrisch und mechanisch verbindet, eine erste Leiterbahn, die sich von der Energiespeichereinheit über den ersten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Fahrradkomponente erstreckt, und eine zweite Leiterbahn, die sich von der Energiespeichereinheit über den zweiten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Fahrradkomponente erstreckt.

Description

Priorität
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Vorteile der am 18. Dezember 2020 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/127,569 , deren Inhalt hiermit durch diese Bezugnahme vollumfänglich einbezogen wird.
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Stromversorgungssystem für ein Fahrrad.
Beschreibung des Standes der Technik
Fahrräder können elektronische Komponenten umfassen, die von einer Stromversorgung versorgt werden. Zum Beispiel kann eine Kettenschaltung von einem Batteriesatz mit Strom versorgt werden. Andere Fahrradkomponenten können von der Stromversorgung versorgt werden, z. B. eine verstellbare Sattelstütze. Die Stromversorgung kann an den elektronischen Komponenten, wie z. B. Kettenschaltung, montiert oder anderweitig daran angebracht sein.
Zusammenfassung
In einem Beispiel umfasst ein Stromversorgungssystem für eine Fahrradkomponente eine in einer Achse des Fahrrads anordenbare Energiespeichereinheit, wobei die Energiespeichereinheit Folgendes umfasst: einen ersten elektrischen Kontakt und einen von dem ersten elektrischen Kontakt beabstandeten zweiten elektrischen Kontakt, einen Verbinder, der derart konfiguriert ist, dass er die Energiespeichereinheit elektrisch und mechanisch mit der Fahrradkomponente verbindet, eine erste Leiterbahn, die sich von der Energiespeichereinheit über den ersten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Fahrradkomponente erstreckt, und eine zweite Leiterbahn, die sich von der Energiespeichereinheit über den zweiten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Fahrradkomponente erstreckt.
In einem Beispiel umfasst die Energiespeichereinheit ein Gehäuse, in dem die Energiespeichereinheit anordenbar ist, und werden der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse getragen.
In einem Beispiel werden der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse der Energiespeichereinheit an einem axialen Ende des Gehäuses der Energiespeichereinheit getragen und ist der Verbinder mit dem ersten elektrischen Kontakt und dem zweiten elektrischen Kontakt an dem axialen Ende des Gehäuses verbindbar.
In einem Beispiel ist die Energiespeichereinheit in der Achse des Fahrrads anordenbar, sodass der erste elektrische Kontakt koaxial mit der Achse des Fahrrads angeordnet ist und der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse der Energiespeichereinheit in einem radialen Abstand zu dem ersten elektrischen Kontakt gehalten wird.
In einem Beispiel erstrecken sich der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt über das axiale Ende des Gehäuses hinaus.
In einem Beispiel sind der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt seitlich zwischen einer ersten Ebene, die durch eine erste Außenfläche eines Montageträgers für die Komponente definiert ist, und einer zweiten Ebene, die durch eine der ersten Außenfläche gegenüberliegende zweite Außenfläche des Montageträgers definiert ist, angeordnet.
In einem Beispiel ist der erste elektrische Kontakt an einer Umfangsfläche des Gehäuses der Energiespeichereinheit angeordnet.
In einem Beispiel umfasst das Stromversorgungssystem die Achse des Fahrrads, wobei die Achse eine Umfangsfläche aufweist und der erste elektrische Kontakt in elektrischer Verbindung mit einem Abschnitt der Umfangsfläche der Achse steht.
In einem Beispiel ist der Abschnitt der Umfangsfläche der Achse ein nicht eloxierter Abschnitt der Umfangsfläche der Achse.
In einem Beispiel ist der Verbinder über die Achse, ein Befestigungselement der Achse oder die Achse und das Befestigungselement der Achse mit der Energiespeichereinheit elektrisch verbindbar.
In einem Beispiel umfasst die Energiespeichereinheit des Stromversorgungssystems eine Leiterplatte, die in dem Gehäuse der Energiespeichereinheit angeordnet ist und von diesem getragen wird, und eine Strommanagementschaltung, die von der Leiterplatte getragen wird und mit einer Stromquelle der Energiespeichereinheit elektrisch verbindbar ist.
In einem Beispiel weist ein Ende des Verbinders eine Schnittstelle auf, die einen ersten ringförmigen elektrischen Kontakt und einen zweiten ringförmigen elektrischen Kontakt trägt, wobei der zweite ringförmige elektrische Kontakt radial außen relativ zu dem ersten ringförmigen elektrischen Kontakt angeordnet ist, und ist der Verbinder physisch mit der Energiespeichereinheit verbindbar, sodass der erste ringförmige elektrische Kontakt des Verbinders an dem ersten elektrischen Kontakt der Energiespeichereinheit anliegt, der zweite ringförmige elektrische Kontakt des Verbinders an dem zweiten elektrischen Kontakt der Energiespeichereinheit anliegt und die Energiespeichereinheit mit dem Verbinder elektrisch verbunden ist.
In einem Beispiel umfasst die Schnittstelle des Verbinders ein Halteelement, das derart konfiguriert ist, dass es die Schnittstelle mit der Achse mechanisch verbindet.
In einem Beispiel ist der Verbinder mit einem elektrischen Eingangskontakt der Fahrradkomponente elektrisch verbindbar.
In einem Beispiel umfasst eine Stromversorgung für eine Fahrradkomponente ein in einer Achse des Fahrrads anordenbares Gehäuse, das derart konfiguriert ist, dass es eine oder mehrere Stromquellen trägt, einen ersten elektrischen Kontakt und einen von dem ersten elektrischen Kontakt beabstandeten zweiten elektrischen Kontakt, wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse getragen werden. Die eine oder mehreren Stromquellen sind über eine erste Leiterbahn und eine zweite Leiterbahn mit der Fahrradkomponente elektrisch verbindbar, wobei die erste Leiterbahn sich von der einen oder den mehreren Stromquellen über den ersten elektrischen Kontakt zu der Fahrradkomponente erstreckt und die zweite Leiterbahn sich von der einen oder den mehreren Stromquellen über den zweiten elektrischen Kontakt zu der Fahrradkomponente erstreckt.
In einem Beispiel umfasst die Batterie einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt, ist der erste elektrische Kontakt an einem axialen Ende der Batterie angeordnet und ist die Energieübertragungsvorrichtung mit dem ersten Kontaktpunkt und dem zweiten Kontaktpunkt an dem axialen Ende des Batteriesatzes elektrisch verbunden.
In einem Beispiel ist der zweite elektrische Kontakt an dem axialen Ende des Batteriesatzes in einem radialen Abstand von einer Achse der Steckachse angeordnet, ist die Energieübertragungsvorrichtung mit dem zweiten Kontaktpunkt an dem axialen Ende des Batteriesatzes elektrisch verbunden und ist der erste elektrische Kontakt koaxial mit der Steckachse angeordnet.
In einem Beispiel ist der zweite elektrische Kontakt an einer Umfangsfläche der Batterie angeordnet und erstreckt sich über die Umfangsfläche hinaus.
In einem Beispiel umfasst eine Kettenschaltung-Baugruppe für ein Fahrrad eine Kettenschaltung, eine in einer Achse des Fahrrads anordenbare Energiespeichereinheit, die einen ersten elektrischen Kontakt und einen von dem ersten elektrischen Kontakt beabstandeten zweiten elektrischen Kontakt und einen Verbinder umfasst, der derart konfiguriert ist, dass er die Energiespeichereinheit mit der Kettenschaltung elektrisch verbindet. Eine erste Leiterbahn erstreckt sich von der Energiespeichereinheit über den ersten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Kettenschaltung, und eine zweite Leiterbahn erstreckt sich von der Energiespeichereinheit über den zweiten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Kettenschaltung.
In einem Beispiel umfasst der Batteriesatz einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt, wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt an einem axialen Ende des Batteriesatzes angeordnet sind, und ist der elektrische Verbinder mit dem ersten Kontaktpunkt und dem zweiten Kontaktpunkt an einem axialen Ende des Batteriesatzes elektrisch verbunden.
In einem Beispiel ist der erste elektrische Kontakt an einem axialen Ende des Batteriesatzes koaxial mit der Steckachse angeordnet und ist der zweite elektrische Kontakt an dem axialen Ende des Batteriesatzes in einem radialen Abstand von einer Achse der Steckachse oder an einer Umfangsfläche des Batteriesatzes angeordnet.
Figurenliste
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschlie-ßen sich beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren:

1 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrrads mit einer Stromversorgung gemäß den Lehren dieser Offenbarung;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Stromversorgung in der Steckachse, einer Halterung und einer Kettenschaltung gemäß den Lehren dieser Offenbarung;
3 ist eine Seitenansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 2, wobei die Kettenschaltung nicht montiert ist;
4 ist eine Querschnittsansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 3;
5A ist eine Detailansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 4;
5B ist eine Detailansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 4;
6A ist eine perspektivische Ansicht der Stromversorgung in der Steckachse von 2, wobei die Halterung oder Kettenschaltung nicht montiert ist;
6B ist eine Vorderansicht der Stromversorgung in der Steckachse von 2, wobei die Halterung oder Kettenschaltung nicht montiert ist;
7 ist eine Explosionsansicht der Stromversorgung in der Steckachse von 2, wobei die Halterung oder Kettenschaltung nicht montiert ist;
8 ist eine Querschnittsansicht der Stromversorgung in der Steckachse von 2, wobei die Halterung oder Kettenschaltung nicht montiert ist;
9 ist eine Detailansicht der Stromversorgung und des Verbinders von 2;
10 ist eine Seitenansicht der Stromversorgung und des Verbinders von 9;
11 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Stromversorgung in der Steckachse, einer Halterung und einer Kettenschaltung gemäß den Lehren dieser Offenbarung;
12 ist eine Seitenansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 11, wobei die Kettenschaltung nicht montiert ist;
13 ist eine erste Querschnittsansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 12;
14 ist eine Detailansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 13;
15 ist eine zweite Querschnittsansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 12;
16 ist eine Detailansicht der Stromversorgung in der Steckachse und der Halterung von 15;
17A ist eine perspektivische Ansicht der Stromversorgung in der Steckachse von 11, wobei die Halterung oder Kettenschaltung nicht montiert ist;
17B ist eine Vorderansicht der Stromversorgung in der Steckachse von 11, wobei die Halterung oder Kettenschaltung nicht montiert ist;
18 ist eine Explosionsansicht der Stromversorgung in der Steckachse von 11, wobei die Halterung oder Kettenschaltung nicht montiert ist;
19 ist eine zweite perspektivische Ansicht der Stromversorgung in der Steckachse, der Halterung und der Kettenschaltung von 11 samt innerer Führungen;
20 ist eine Detailansicht der Stromversorgung in der Steckachse, der Halterung und der Kettenschaltung von 19; und
21 ist eine Seitenansicht der Stromversorgung in der Steckachse und des Verbinders von 19, wobei die Halterung und Kettenschaltung nicht montiert sind.

Ausführliche Beschreibung der Offenbarung
Eine Stromversorgung kann eine oder mehrere Fahrradkomponenten mit Strom versorgen. Beispielsweise kann die Stromversorgung eine Kettenschaltung, eine Sattelstütze, eine Fahrradbeleuchtung, eine Luftpumpe, einen GPS-Transponder, einen Stoßdämpfer oder eine andere Komponente mit Strom versorgen. Eine herkömmliche Stromversorgung kann an der Komponente montiert sein oder von ihr getragen werden. Auf diese Weise entsteht an dem Fahrrad möglicherweise zusätzliches, unausgewogenes Gewicht. Ferner ist eine herkömmliche Stromversorgung möglicherweise Wasser, Staub und Stößen ausgesetzt. Eine herkömmliche Stromversorgung kann auch eine begrenzte Kapazität aufweisen. Beispielsweise kann die Größe einer herkömmlichen Stromversorgung beschränkt sein, um das unausgewogene Gewicht zu reduzieren oder die Wahrscheinlichkeit von Stößen zu verringern, wodurch die Kapazität der Stromversorgung eingeschränkt ist. Da eine herkömmliche Stromversorgung direkt an der Fahrradkomponente angebracht sein kann, wird die Stromversorgung möglicherweise nicht aufgeladen, wenn sie an dem Fahrrad montiert ist, und ist vor dem Aufladen möglicherweise zu entfernen.
Ein Stromversorgungssystem mit einer in einer Achse des Fahrrads angeordneten Stromversorgung kann eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme lösen. Die Stromversorgung kann in einer Achse des Fahrrads angeordnet oder montierbar sein. Zum Beispiel kann die Stromversorgung in einer Achse des Fahrrads angeordnet, montierbar oder integriert sein. Bei der Achse kann es sich um eine Vorderachse oder eine Hinterachse handeln. In einigen Fällen kann die Achse als „Steckachse“ bezeichnet werden. Da sich die Achse über das Fahrrad erstreckt, wird das Gewicht der Stromversorgung in der Achse über das Fahrrad ausgeglichen. Da ein wesentlicher Abschnitt der Achse innerhalb des Rahmens angeordnet ist, kann die Stromversorgung in der Achse ferner vor Stößen geschützt werden. In einigen Fällen kann die Achse ein Rohr sein. Durch die Anordnung der Stromversorgung in der Achse kann die Stromversorgung vor dem Eindringen von Wasser und Staub geschützt werden. Obwohl die Stromversorgung in der Achse angeordnet sein kann, kann die Stromversorgung oder ein mit der Stromversorgung in elektrischer Verbindung stehender Verbinder für einen Nutzer zugänglich sein, sodass beispielsweise die Stromversorgung aufgeladen werden kann, ohne von dem Fahrrad entfernt werden zu müssen. Alternativ kann die Stromversorgung auch Einwegbatterien umfassen, die der Nutzer austauschen kann.
1 zeigt allgemein ein Beispiel für ein Fahrrad 100, an dem ein Stromversorgungssystem (dargestellt in 4) einer oder mehrerer der vorliegenden Ausführungsformen installiert werden kann. In dem gezeigten Beispiel ist das Fahrrad 100 ein Rennrad. Das Fahrrad 100 umfasst einen Rahmen 102, der von einem Vorderrad 104 und einem Hinterrad 106 getragen wird. Ein Antriebsstrang 108 ist derart angeordnet, dass er das Hinterrad 106 über eine Kette 110 mit Strom versorgt. Eine Vorderradbremse 112 und eine Hinterradbremse 114 sind derart angeordnet, dass sie die Drehung des Vorderrads 104 bzw. des Hinterrads 106 verlangsamen. Ein Sattel 116 stützt den Fahrer während der Nutzung des Fahrrads 100. Der Sattel 116 kann von einer Sattelstütze 128 getragen werden, die sich von dem Rahmen 102 erstreckt. Ferner ist eine Lenkerbaugruppe 118 derart angeordnet, dass sie die Richtung des Vorderrads 104 steuert und mit dem Antriebsstrang 108, der Vorderradbremse 112 und der Hinterradbremse 114 kommuniziert, um deren Betrieb zu steuern.
Es versteht sich, dass die spezifische Anordnung und die dargestellten Komponenten des Rahmens 102, des Vorderrads 104, des Hinterrads 106, des Antriebsstrangs 108, der Vorderradbremse 112, der Hinterradbremse 114 und des Sattels 116 die offenbarten Ausführungsformen nicht beschränken. Während beispielsweise die Vorderradbremse 112 und die Hinterradbremse 114 als hydraulische Felgenbremsen dargestellt sind, werden hydraulische Scheibenbremsen in Betracht gezogen und in den Anwendungsbereich der Offenbarung einbezogen.
Obwohl es sich bei dem in 1 dargestellten Fahrrad 100 um ein Rennrad handelt, kann die Stromversorgung einschließlich der hier offenbarten spezifischen Ausführungsformen und Beispiele sowie alternativer Ausführungsformen und Beispiele auch bei anderen Fahrradarten zum Einsatz kommen. Die offenbarte Stromversorgung kann beispielsweise bei Mountainbikes zum Einsatz kommen.
Die Lenkerbaugruppe 118 umfasst einen Lenker 122 und einen oder mehrere Griffe 120. Üblicherweise werden Schaltwerk 124 (z. B. Teil des Antriebsstrangs 108) und Hinterradbremse 114 durch Komponenten gesteuert, die von einem auf der rechten Seite des Lenkers 122 montierten Griff 120 getragen werden, während Umwerfer 126 (z. B. Teil des Antriebsstrangs 108) und Vorderradbremse 112 durch Komponenten gesteuert werden, die von einem auf der linken Seite des Lenkers 122 montierten Griff 120 getragen werden. Es können auch andere Komponenten und Bedienelemente vorgesehen sein. Die Kettenschaltungen 124, 126 können für einen kabelgebundenen oder drahtlosen Betrieb konfiguriert sein. Beispielsweise können die Kettenschaltungen derart konfiguriert sein, dass sie ein Schaltsignal von einer ferngesteuerten Steuervorrichtung oder einem Schaltmodul empfangen. Der abgebildete Lenker 122 ist ein Dropbar-Lenker. In anderen Ausführungsformen können auch andere Lenkerformen verwendet werden. Beispielsweise kann der Lenker 122 ein Bullhorn-Lenker, ein flacher Lenker, ein Riser-Lenker oder eine andere Art von Lenker sein. Eine Mitte des Lenkers 122 kann durch eine Linie oder Achse definiert sein, die sich über die Länge des Lenkers 122 erstreckt.
In 2 sind eine Kettenschaltung 124 und das Stromversorgungssystem im Detail dargestellt. Das Stromversorgungssystem umfasst eine Stromversorgung, die in einer Steckachse 200 angeordnet ist. Die Kettenschaltung 124 ist über eine Halterung 202 an dem Rahmen 102 befestigt. Die Halterung 202 kann einen inneren Montageabschnitt 204 und einen äußeren Montageabschnitt 206 aufweisen, die auf beiden Seiten des Rahmens 102 angeordnet sind. Ein Verbinder 208, auch als Energieübertragungsvorrichtung bezeichnet, erstreckt sich von der Stromversorgung zu der Kettenschaltung 124. Der Verbinder 208 kann eine Stromversorgungsschnittstelle 210, eine Komponentenschnittstelle 212 und ein Kabel 214 umfassen, das sich zwischen der Stromversorgungsschnittstelle 210 und der Komponentenschnittstelle 212 erstreckt. Der Verbinder 208 (z. B. die Stromversorgungsschnittstelle 210) kann in ein erstes Befestigungselement 216 zur Verbindung mit der Stromversorgung passen. Der Verbinder 208 (z. B. die Komponentenschnittstelle 212) kann über ein zweites Befestigungselement 218 an der Kettenschaltung 124 befestigt sein. Es können auch andere Konfigurationen vorgesehen sein.
Die Halterung 202, auch als Achsschenkel oder B-Achsschenkel bezeichnet, kann an dem Rahmen 102 des Fahrrads befestigt sein. Der innere Montageabschnitt 204 der Halterung 202 kann von dem äußeren Montageabschnitt 206 der Halterung 202 beabstandet sein. Der Abstand zwischen dem inneren Montageabschnitt 204 und dem äußeren Montageabschnitt 206 kann das Einsetzen des Rahmens 102 des Fahrrads zwischen den Befestigungsabschnitten 204, 206 ermöglichen. Der Abstand zwischen den Montageabschnitten 204, 206 kann entlang einer Achse (z. B. einer Mittelachse) der Steckachse 200 verlaufen. In einigen Fällen (z. B. wenn die Kettenschaltung 124 ein Umwerfer ist) kann die Halterung 202 weggelassen werden oder nur einen der Montageabschnitte 204, 206 aufweisen. In einigen anderen Fällen kann die Halterung 202 in die Kettenschaltung 124 integriert sein.
Durch die Anordnung der Halterung 202 auf beiden Seiten des Rahmens 102 kann der Innendurchmesser der Steckachse 200 größer sein als bei herkömmlichen Halterungen und Schaltaugen für Kettenschaltungen. Aufgrund des größeren Innendurchmessers der Steckachse 200 kann eine größere Stromversorgung in der Achse angeordnet sein.
Der Verbinder 208 kann derart konfiguriert sein, dass er Strom in die Stromversorgung hinein und aus ihr heraus leitet. Zum Beispiel kann der Verbinder 208 Strom zwischen der Stromversorgung und einer Komponente, wie einer Kettenschaltung 124, leiten. Die Stromversorgung kann die Komponente über den Verbinder 208 mit Strom versorgen. In einem anderen Beispiel kann der Verbinder 208 Strom zwischen der Stromversorgung und einer Ladeeinheit leiten. Die Stromversorgung kann mit dem vom Ladegerät über den Verbinder 208 gelieferten Strom aufgeladen werden.
Die Stromversorgungsschnittstelle 210 des Verbinders 208 kann in elektrischer Verbindung mit der Stromversorgung stehen. Die Stromversorgungsschnittstelle 210 kann mit der Stromversorgung verbunden sein und die Übertragung von Strom und Daten an die Stromversorgung (z. B. von einem Ladegerät) und von der Stromversorgung (z. B. über den Verbinder 208 zu der Komponente) ermöglichen. Die Stromversorgungsschnittstelle 210 kann einen oder mehrere elektrische Kontakte aufweisen. Zum Beispiel kann die Stromversorgungsschnittstelle 210 einen ersten elektrischen Kontakt aufweisen, der in der Mitte einer Fläche der Stromversorgungsschnittstelle 210 angeordnet ist. Obwohl die Stromversorgungsschnittstelle 210 elektrische Kontakte aufweisen kann, kann in einigen Fällen ein Körper der Stromversorgungsschnittstelle 210 aus einem nicht leitfähigen oder elektrisch isolierenden Material hergestellt sein. Die Mitte der Stromversorgungsschnittstelle 210 kann mit einer Mittelachse der Stromversorgung oder der Steckachse 200 fluchten, wenn sie an der Stromversorgung installiert ist. Die elektrischen Kontakte der Stromversorgungsschnittstelle 210 sind in 10 im Detail dargestellt. Der erste elektrische Kontakt kann in elektrischer Verbindung mit einem elektrischen Kontakt der Stromversorgung stehen, wenn die Stromversorgungsschnittstelle 210 an der Stromversorgung installiert ist. In einigen Fällen kann die Stromversorgungsschnittstelle 210 einen zweiten elektrischen Kontakt aufweisen. Der zweite elektrische Kontakt kann in einem radialen Abstand von dem ersten elektrischen Kontakt der Stromversorgungsschnittstelle 210 angeordnet sein.
Ist die Stromversorgungsschnittstelle 210 an der Stromversorgung installiert, kann sie sich durch das erste Befestigungselement 216 erstrecken. Zum Beispiel kann das erste Befestigungselement 216 eine ringförmige Form aufweisen. Die Stromversorgungsschnittstelle 210 kann in dem ringförmigen Raum angeordnet sein und die Stromversorgung berühren. In einigen Fällen kann die Stromversorgungsschnittstelle 210 durch ein Halteelement an dem Befestigungselement 216 befestigt sein.
Die Komponentenschnittstelle 212 des Verbinders 208 kann in elektrischer Verbindung mit der Fahrradkomponente stehen. Zum Beispiel kann die Komponentenschnittstelle 212 in elektrischer Verbindung mit der Kettenschaltung 124 stehen. Die Komponentenschnittstelle 212 kann mit der Komponente verbunden sein und die Übertragung von Strom und Daten an die Komponente (z. B. über den Verbinder 208 von der Stromversorgung) und von der Komponente ermöglichen. Die Komponentenschnittstelle 212 kann einen herkömmlichen an der Komponente angebrachten Batteriesatz ersetzen oder mit diesem kompatibel sein. Zum Beispiel kann bei einer Kettenschaltung 124, die von einem an der Kettenschaltung 124 montierten Batteriesatz mit Strom versorgt wird, die Komponentenschnittstelle 212 auf die gleiche Weise an der Kettenschaltung 124 angebracht sein wie der Batteriesatz. Mit anderen Worten: Die Komponentenschnittstelle 212 kann mit bestehenden batteriebetriebenen Systemen und Komponenten kompatibel sein. Das zweite Befestigungselement 218 kann an der Komponente angeordnet sein und die Komponentenschnittstelle 212 an der Komponente befestigen.
Das Kabel 214 des Verbinders 208 kann mit der Stromversorgungsschnittstelle 210 und der Komponentenschnittstelle 212 elektrisch verbunden sein. In dem Kabel 214 können ein oder mehrere leifähige Drähte vorhanden sein. Zum Beispiel können ein oder mehrere leitfähige Drähte in dem Kabel 214 angeordnet sein. Der eine oder die mehreren leitfähigen Drähte des Kabels 214 können mit der Stromversorgungsschnittstelle 210 und der Komponentenschnittstelle 212 elektrisch verbunden sein. Das Kabel 214 kann Strom zwischen der Stromversorgungsschnittstelle 210 und der Komponentenschnittstelle 212 übertragen. Zum Beispiel kann die Stromversorgung den Verbinder 208 über die Stromversorgungsschnittstelle 210 mit Strom versorgen und kann das Kabel 214 den Strom zu der Komponentenschnittstelle 212 und schließlich zu der Komponente leiten. In einem anderen Beispiel kann ein Ladegerät die Stromversorgung über die Komponentenschnittstelle 212 bereitstellen und kann das Kabel 214 die Stromversorgung zu der Stromversorgungsschnittstelle 210 und schließlich zu der Stromversorgung leiten.
Das Befestigungselement 216 kann die Steckachse 200 in ihrer Position relativ zu dem Rahmen 102 befestigen. In einigen Fällen kann das Befestigungselement 216 mit der Steckachse 200 in Gewindeeingriff sein. Das Befestigungselement 216 kann ein Loch oder einen ringförmigen Raum aufweisen, der sich durch die Breite des Befestigungselements 216 erstreckt. Die Stromversorgungsschnittstelle 210 kann durch den ringförmigen Raum mit der Stromversorgung verbunden sein. In einigen Fällen kann das Befestigungselement 216 aus einem nicht leitfähigen oder elektrisch isolierenden Material hergestellt sein. In einigen anderen Fällen (z. B. wie in 11-21) kann das Befestigungselement 216 aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein.
Das zweite Befestigungselement 218 kann die Komponentenschnittstelle 212 an der Komponente befestigen. In einigen Fällen kann das Befestigungselement 218 an der Komponente angeordnet sein. Zum Beispiel kann das Befestigungselement 218 an der Kettenschaltung 124 oder der Halterung 202 angeordnet sein. Das Befestigungselement 218 kann mit der Komponentenschnittstelle 212 verbunden sein. Zum Beispiel kann das Befestigungselement 218 auf die Komponentenschnittstelle 212 gesteckt sein.
3, 4, 5A, 5B und 8 sind detaillierte Darstellungen der Halterung 202, einer Stromversorgung 400 und des Verbinders 208. 4 zeigt einen Querschnitt A von 3.
Die Stromversorgung 400, auch als Energiespeichereinheit, Batteriesatz oder Stromquelle bezeichnet, kann in der Steckachse 200 angeordnet sein. Die Stromversorgung 400 kann ein Gehäuse 402 aufweisen, in dem eine oder mehrere Batteriezellen 404 angeordnet sind. Die Stromversorgung 400 und/oder das Gehäuse 402 können eine zylindrische Form aufweisen. In einigen Fällen kann das Gehäuse 402 aus einem nicht leitfähigen oder elektrisch isolierenden Material hergestellt sein.
Jede Zelle 404 kann einen positiven Anschluss 406 und einen negativen Anschluss 408 aufweisen. In einigen Fällen kann sich eine leitfähige Platte 410 von dem negativen Anschluss 408 einer ersten Zelle 404 der Zellen 404 erstrecken. In dem Gehäuse 402 kann eine Leiterplatte 412 angeordnet sein. In einigen Fällen können die Zellen 404 chemisch wie ein Lithium-Ionen-Akku zusammengesetzt sein. Die Zellen 404 können einen Standardtyp, eine Standardform oder eine Standardspezifikation aufweisen. Beispielsweise kann es sich bei den Zellen 404 um Zellen des Typs AAA handeln. Jede Zelle 404 kann eine Spannung von 3,7 Volt und/oder eine Kapazität von 350 mAh aufweisen. Aufgrund des verfügbaren Platzes in der Steckachse 200 können die Zellen 404 eine größere Kapazität aufweisen als herkömmliche Batterien für Fahrradkomponenten. Die Zellen 404 können in Reihe geschaltet sein. Die Reihenschaltung der Zellen 404 kann eine lineare Stromversorgung bilden. In einigen Fällen kann ein Schweißstreifen zwischen den Anschlüssen 406, 408 benachbarter Zellen 404 vorhanden sein. Der Schweißstreifen kann aus beliebig vielen Materialien hergestellt sein, z. B. aus Nickel.
Ein erster elektrischer Leiter 414 kann sich von dem positiven Anschluss 406 einer letzten Zelle 404 (z. B. der dritten Zelle) der Zellen 404 zu der Leiterplatte 412 erstrecken. Ein zweiter elektrischer Leiter 416 kann sich von dem negativen Anschluss 408 der ersten Zelle 404 oder der leitfähigen Platte 410 zu der Leiterplatte 412 erstrecken. Ein erster elektrischer Kontakt 418, ein zweiter elektrischer Kontakt 420 oder der erste elektrische Kontakt 418 und der zweite elektrische Kontakt 420 können an und/oder in dem Gehäuse 402 angeordnet sein. Zum Beispiel können die elektrischen Kontakte 418, 420 an einem axialen Ende des Gehäuses 402 angeordnet sein. In einigen Fällen können sich der erste elektrische Kontakt 418 und/oder der zweite elektrische Kontakt 420 über eine Endkappe 446 des Gehäuses 402 hinaus erstrecken. Der erste elektrische Kontakt 418 und der zweite elektrische Kontakt 420 können in einer Linie mit dem Rahmen 102 angeordnet sein. Beispielsweise können der erste elektrische Kontakt 418 und der zweite elektrische Kontakt 420 seitlich zwischen einer ersten Ebene, die durch eine erste Außenfläche eines Montageträgers (z. B. eine Innenfläche des Rahmens 102) für die Komponente definiert ist, und einer zweiten Ebene, die durch eine der ersten Außenfläche gegenüberliegende zweite Außenfläche des Montageträgers (z. B. eine Außenfläche des Rahmens 102) definiert ist, angeordnet sein. Der erste elektrische Kontakt 418 und/oder der zweite elektrische Kontakt 420 können einziehbar sein. Beispielsweise können der erste elektrische Kontakt 418 und/oder der zweite elektrische Kontakt 420 federbelastete Stifte oder „Pogo-Pins“ sein.
Ein dritter elektrischer Leiter 422 kann sich zwischen der Leiterplatte 412 und dem ersten elektrischen Kontakt 418 erstrecken. Ein vierter elektrischer Leiter 424 kann sich zwischen der Leiterplatte 412 und dem zweiten elektrischen Kontakt 420 erstrecken. Eine Eingangsseite der Leiterplatte 412 kann eine Schnittstelle zu den Zellen 404 der Stromversorgung bilden, beispielsweise über den ersten elektrischen Leiter 414 und den zweiten elektrischen Leiter 416. Eine Strommanagementschaltung der Leiterplatte 412 kann mit dem ersten elektrischen Leiter 414 und dem zweiten elektrischen Leiter 416 auf der Eingangsseite elektrisch verbunden sein. Eine Ausgangsseite der Leiterplatte 412 kann mit Geräten (z. B. dem Verbinder 208 oder einem Ladegerät) außerhalb der Stromversorgung verbunden sein, z. B. über den dritten elektrischen Leiter 422 und den vierten elektrischen Leiter 424. Die Strommanagementschaltung kann mit dem dritten elektrischen Leiter 422 und dem vierten elektrischen Leiter 424 auf der Ausgangsseite elektrisch verbunden sein.
Das Gehäuse 402 kann über einen ersten Eingriff 426 in der Steckachse 200 befestigt sein. Der erste Eingriff 426 kann beispielsweise ein Gewindeeingriff zwischen dem Gehäuse 402 und der Steckachse 200 sein. In einem anderen Beispiel kann der Eingriff 426 eine Presspassung oder eine andere Art von Eingriff sein. Das Gehäuse 402 kann in die Steckachse 200 geschraubt und durch den Gewindeeingriff 426 befestigt sein. An dem Gehäuse 402 kann ein profiliertes Anschlussstück 428 angeordnet sein. Beispielsweise kann das profilierte Anschlussstück 428 an einem Ende des Gehäuses 402 angeordnet sein. Das profilierte Anschlussstück kann über eine Öffnung 430 in der Steckachse 200 zugänglich sein. Das profilierte Anschlussstück 428 kann ermöglichen, dass das Gehäuse 402 und die Steckachse 200 in und außer Eingriff gelangen. Das profilierte Anschlussstück 428 kann das Einsetzen eines (An-)Treibers in das profilierte Anschlussstück 428 ermöglichen. In einigen Fällen kann das profilierte Anschlussstück 428 ein Sechskantprofil aufweisen. Durch Drehung oder eine andere Bewegung des profilierten Anschlussstückes 428 kann der erste Eingriff 426 zwischen dem Gehäuse 402 und der Steckachse 200 in Eingriff oder außer Eingriff gebracht werden.
Ein Befestiger 432 kann die leitfähige Platte 410 an dem Gehäuse 402 befestigen. Der Befestiger 432 kann an einem Ende des Gehäuses 402 angeordnet sein. In einigen Fällen kann der Befestiger 432 mit dem Gehäuse 402 in Gewindeeingriff sein. In einigen anderen Fällen kann die leitfähige Platte 410 durch Schweißen oder eine andere Verbindung mit dem Gehäuse 402 verbunden sein.
Die Leiterplatte 412 kann innerhalb des Gehäuses 402 angeordnet sein. Auf diese Weise kann das Gehäuse 402 die Leiterplatte 412 tragen. Die Leiterplatte 412 kann eine oder mehrere Komponenten oder Sensoren umfassen. So kann die Leiterplatte 412 beispielsweise eine Batterie oder eine Strommanagementschaltung umfassen. Die Strommanagementschaltung kann elektrisch mit den Batteriezellen 404 verbunden sein oder mit diesen in elektrischer Verbindung stehen. Die Strommanagementschaltung kann das Laden und Entladen der Stromversorgung 400 (und der Batteriezellen 404) steuern. In einem anderen Beispiel kann die Leiterplatte 412 ein Funkgerät, einen Temperatursensor, einen Beschleunigungsmesser, einen Trittfrequenzsensor, einen Drehzahlsensor, einen Raddrehzahlsensor, einen Geschwindigkeitssensor, einen Leistungsmesser, einen GPS-Sensor, andere Komponenten oder eine beliebige Kombination davon umfassen.
Die Steckachse 200 kann über einen zweiten Eingriff 434 an dem Befestigungselement 216 befestigt sein. Der zweite Eingriff 434 kann beispielsweise ein Gewindeeingriff zwischen der Steckachse 200 und dem Befestigungselement 216 sein. Der zweite Eingriff 434 kann eine beliebige Verbindung sein.
Das Befestigungselement 216 kann über eine innere Halterung 438 an dem Rahmen 102 befestigt sein. Das Befestigungselement 216 kann beispielsweise mit der inneren Halterung 438 in Gewindeeingriff stehen. Die innere Halterung 438 kann gegenüber dem Befestigungselement 216 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die innere Halterung 438 innerhalb des Rahmens 102 angeordnet sein. In einigen Fällen ist die innere Halterung 438 eine Mutter.
Die Stromversorgungsschnittstelle 210 kann durch ein Halteelement 436 (z. B. an dem Befestigungselement 216) befestigt sein. Das Halteelement 436 kann ein einziehbares Element 440 umfassen. Das einziehbare Element 440 kann durch ein Vorspannelement 442 betätigt werden. Beispielsweise kann das Vorspannelement 442 das Halteelement 436 derart vorspannen, dass es sich über die Oberfläche der Stromversorgungsschnittstelle 210 hinaus erstreckt und mit einer Arretierung 448 auf einer Oberfläche des Befestigungselements 216 in Eingriff kommt. In einigen Fällen kann das Vorspannelement 442 eine Feder sein. Das Halteelement 436 kann durch einen Eingriff 444 an der Stromversorgungsschnittstelle 210 befestigt sein. Das Halteelement 436 kann beispielsweise über den Eingriff 444 mit der Stromversorgungsschnittstelle 210 in Gewindeeingriff sein.
Die Stromversorgung 400 kann die Fahrradkomponente mit Strom versorgen. Die Stromversorgung 400 kann aufgeladen werden, um die in der Stromversorgung 400 gespeicherte Energie nachzutanken. In einigen Fällen kann die Stromversorgung 400 außerhalb des Fahrrads aufgeladen oder aus dem Fahrrad ausgebaut werden. So können beispielsweise die Steckachse 200 einschließlich der darin angeordneten Stromversorgung 400 aus dem Fahrrad 100 ausgebaut und die Stromversorgung 400 aufgeladen werden. In einem anderen Beispiel kann die Stromversorgung 400 von der Steckachse 200 abgeschraubt oder anderweitig entfernt (z. B. indem die Steckachse 200 an dem Fahrrad montiert bleibt) und aufgeladen werden. In einigen anderen Fällen kann die Stromversorgungsschnittstelle 210 entfernt werden, um die Stromversorgung 400 aufzuladen. Beispielsweise können zum Laden der Stromversorgung 400 die Stromversorgungsschnittstelle 210 von dem Fahrrad abmontiert und ein Ladegerät in den Raum eingeführt werden, der zuvor von der Stromversorgungsschnittstelle 210 belegt war. In einigen anderen Fällen kann die Stromversorgung 400 über die Komponentenschnittstelle 212 aufgeladen werden. Beispielsweise kann die Komponentenschnittstelle 212 von der Komponente entfernt oder abmontiert werden und kann das Ladegerät an der Komponentenschnittstelle 212 angebracht werden, um die Stromversorgung 400 zu laden. Da die Komponentenschnittstelle 212 mit herkömmlichen Batteriesystemen kompatibel sein kann (z. B. mit direkt an den Komponenten angebrachten Batterien), kann die Stromversorgung 400 über die Komponentenschnittstelle 212 mit einem Ladegerät geladen werden, das für herkömmliche Batteriesysteme ausgelegt oder mit diesen kompatibel ist.
6A und 6B zeigen die Steckachse 200 mit der darin installierten Stromversorgung 400. Es ist eine Achse 600 der Steckachse 200 dargestellt. Die Achse 600 kann eine Mittellinie der Steckachse 200 definieren. Der erste elektrische Kontakt 418 der Stromversorgung 400 kann im Wesentlichen auf oder um die Achse 600 angeordnet sein. Der zweite elektrische Kontakt 420 kann von dem ersten elektrischen Kontakt 418 und/oder der Achse 600 beabstandet sein. Beispielsweise kann der zweite elektrische Kontakt 420 in einem radialen Abstand von dem ersten elektrischen Kontakt 418 beabstandet sein. Der Abstand zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 418 und dem zweiten elektrischen Kontakt 420 kann dem Abstand zwischen dem zweiten elektrischen Kontakt 1002 und dem ersten elektrischen Kontakt 1000 der Stromversorgungsschnittstelle 210 entsprechen (z. B. wie in 10 dargestellt). Der zweite elektrische Kontakt 420 kann beispielsweise radial 3 mm von dem ersten elektrischen Kontakt 418 beabstandet sein. In einigen Fällen kann der Abstand zwischen dem zweiten elektrischen Kontakt 1002 und dem ersten elektrischen Kontakt 1000 der Stromversorgungsschnittstelle 210 gleich oder geringer sein als der Abstand zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 418 und dem zweiten elektrischen Kontakt 420. Beispielsweise kann der Abstand zwischen einer Mitte des ersten elektrischen Kontakts der Stromversorgungsschnittstelle 210 und der Mittellinie des zweiten elektrischen Kontakts der Stromversorgungsschnittstelle 210 gleich oder geringer sein als der Abstand zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 418 und dem zweiten elektrischen Kontakt 420.
7 zeigt die Baugruppe der Stromversorgung 400 in der Steckachse 200. Die Endkappe 446 der Stromversorgung 400 kann eine erste Öffnung 700 aufweisen. In einigen Fällen kann die Endkappe 446 eine zweite Öffnung 702 aufweisen. Ist die Endkappe 446 an der Stromversorgung 400 montiert, kann sich der erste elektrische Kontakt 418 durch die erste Öffnung 700 erstrecken. Der erste elektrische Kontakt 418 kann sich durch die erste Öffnung 700 erstrecken und über eine Fläche 704 der Endkappe 446 hinausragen. In einigen Fällen kann sich der zweite elektrische Kontakt 420 durch die zweite Öffnung 702 erstrecken und über die Fläche 704 der Endkappe 446 hinausragen. Auf diese Weise können der erste elektrische Kontakt 418 und/oder der zweite elektrische Kontakt 420 die koordinierenden elektrischen Kontakte der Stromversorgungsschnittstelle 210 berühren, wenn die Stromversorgungsschnittstelle 210 an der Stromversorgung 400 montiert ist.
In 9 ist der Verbinder 208 im Detail dargestellt. Die Komponentenschnittstelle 212 kann eine oder mehrere Halteelemente 900 aufweisen. Die Halteelemente 900 können die Befestigung der Komponentenschnittstelle 212 an der Fahrradkomponente (z. B. einer Kettenschaltung 124) ermöglichen. Die Halteelemente 900 können mit dem Befestigungselement 218 zusammenwirken. Zum Beispiel kann das Befestigungselement 218 an einem oder mehreren Halteelementen 900 aufgesteckt werden und die Komponentenschnittstelle 212 an der Komponente befestigen.
Die Komponentenschnittstelle 212 kann einen oder mehrere elektrische Kontakte 902 umfassen. Die elektrischen Kontakte 902 können den Austausch von Strom und/oder Daten zwischen der Stromversorgung 400 und der Komponente erleichtern. Die elektrischen Kontakte 902 können auf einer Verbindungsfläche 904 des Verbinders 208 angeordnet sein. Ist die Komponentenschnittstelle 212 an der Komponente befestigt, kann die Verbindungsfläche 904 an der Komponente angeordnet sein (z. B. kann sie an der Komponente anliegen).
An der Komponentenschnittstelle 212 können eine oder mehrere Dichtungen 906 vorhanden sein. Beispielsweise können die Dichtungen 906 an der Verbindungsfläche 904 oder den Halteelementen 900 angeordnet sein. Die Dichtungen 906 können das Eindringen von Wasser und Staub verhindern. In einigen Fällen können die Dichtungen die elektrischen Kontakte 902 einschließen oder umschließen.
10 zeigt einen anderen Abschnitt des Verbinders 208 im Detail. Die Stromversorgungsschnittstelle 210 kann einen ersten elektrischen Verbinder 1000 umfassen. In einigen Fällen kann die Stromversorgungsschnittstelle 210 auch einen zweiten elektrischen Verbinder 1002 umfassen.
ist die Stromversorgungsschnittstelle 210 an der Stromversorgung 400 montiert, kann der erste elektrische Verbinder 1000 den ersten elektrischen Kontakt 418 der Stromversorgung 400 berühren. In einigen Fällen kann der zweite elektrische Verbinder 1002 den zweiten elektrischen Kontakt 420 der Stromversorgung 400 berühren, wenn die Stromversorgungsschnittstelle 210 an der Stromversorgung 400 montiert ist. Der erste elektrische Verbinder 1000 kann in der Mitte einer Fläche 1004 der Stromversorgungsschnittstelle 210 angeordnet sein. Ist die Stromversorgungsschnittstelle 210 an der Stromversorgung 400 montiert, kann der erste elektrische Verbinder 1000 auf der Mittelachse 600 der Stromversorgung 400 oder koaxial mit dem ersten elektrischen Kontakt 418 der Stromversorgung 400 angeordnet sein.
Der zweite elektrische Verbinder 1002 kann von dem ersten elektrischen Verbinder 1000 beabstandet sein. In einigen Fällen kann der zweite elektrische Verbinder 1002 ein elektrisches Pad oder eine Leiterbahn bilden. Der zweite elektrische Verbinder 1002 kann einen Bogen oder Kreis bilden, der im Wesentlichen um den ersten elektrischen Verbinder 1000 zentriert ist.
Die Position (z. B. die radiale Position) der Stromversorgung 400 hängt ab von dem ersten Eingriff 426, der das Gehäuse 402 an der Steckachse 200 befestigt, und dem zweiten Eingriff 434, der die Steckachse 200 an dem Befestigungselement 216 befestigt. Die Position des ersten elektrischen Kontakts 418 und des zweiten elektrischen Kontakts 420 der Stromversorgung 400 kann daher in Abhängigkeit von den Eingriffen 426, 434 variieren. Zum Beispiel entsteht durch eine falsche Ausrichtung der Eingriffe 426, 434 möglicherweise eine unsichere radiale Position der Stromversorgung 400. Durch Anordnen eines ersten elektrischen Verbinders 1000 in der Mitte der Stromversorgungsschnittstelle 210 und des zweiten elektrischen Verbinders 1002 in einem Abstand (z. B. radial nach außen) von dem ersten elektrischen Verbinder 1000 kann eine Verbindung zwischen der Stromversorgung 400 und der Stromversorgungsschnittstelle 210 unabhängig von der radialen Position der Stromversorgung 400 ermöglicht werden. Da der erste elektrische Kontakt 418 der Stromversorgung 400 und der erste elektrische Verbinder 1000 der Stromversorgungsschnittstelle 210 auf einer Mittelachse 600 der Stromversorgung 400 angeordnet sein können, kann eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 418 und dem ersten elektrischen Verbinder 1000 in jeder radialen Position der Stromversorgung 400 hergestellt werden. Obwohl sich die Position des zweiten elektrischen Kontakts 420 der Stromversorgung 400 in Abhängigkeit von der radialen Position der Stromversorgung 400 bewegen kann, kann durch Anordnen des zweiten elektrischen Verbinders 1002 radial außerhalb des ersten elektrischen Verbinders 1000 eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten elektrischen Kontakt 420 und dem zweiten elektrischen Verbinder 1002 an jeder radialen Position der Stromversorgung 400 hergestellt werden.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Stromversorgung 400 und des Verbinders 208. In dieser Ausführungsform können die Leiterbahnen (z. B. wie in 2 beschrieben) in dem Kabel 214 durch die Halterung 202 geführt werden. In diesem Fall kann der Verbinder 208 die Stromversorgungsschnittstelle 210 und das Kabel 214 nicht umfassen.
Ohne die Stromversorgungsschnittstelle 210 ist eine profilierte Buchse 1100 in dem Befestigungselement 216 zu sehen. Die profilierte Buchse 1100 kann das Einsetzen eines Werkzeugs in das Befestigungselement 216 ermöglichen. Beispielsweise kann ein in das Befestigungselement 216 eingesetztes Werkzeug eine Drehung des Befestigungselements 216 ermöglichen. Die Drehung des Befestigungselements kann das Befestigungselement 216 und die Steckachse 200 (z. B. über den Eingriff 434) in Eingriff oder außer Eingriff bringen. Das Befestigungselement 216 kann die profilierte Buchse 1100 aufweisen, unabhängig davon, ob der Verbinder 208 eine Stromversorgungsschnittstelle 210 umfasst oder nicht.
An dem Verbinder 208 kann ein Anschluss 1102 angeordnet sein. In einigen Fällen kann der Anschluss 1102 gemäß einer Norm dimensioniert sein. Zum Beispiel kann der Anschluss 1102 dem USB-Typ-C-Standard entsprechen. Der Anschluss 1102 kann das Aufladen der Stromversorgung 400 ermöglichen. Zum Beispiel kann ein Ladegerät an den Anschluss 1102 angeschlossen werden, um die Stromversorgung 400 aufzuladen.
12 ist eine Profilansicht des Verbinders 208, des Befestigungselements 216 und der Halterung 202. Die Querschnitte B und C entsprechen den 13 bzw. 15.
13-16 zeigen die Stromversorgung 400 und die Halterung 202 im Detail. Zwischen der Stromversorgung 400 und dem Befestigungselement 216 kann ein Isolierelement 1300 angeordnet sein. Das Isolierelement 1300 kann über einen Eingriff 1302 an dem Befestigungselement 216 befestigt sein. Der Eingriff 1302 kann zum Beispiel ein Gewindeeingriff zwischen dem Isolierelement 1300 und dem Befestigungselement 216 sein. Das Isolierelement 1300 kann über einen Eingriff 1308 an der Steckachse 200 befestigt sein. Zum Beispiel kann der Eingriff 1308 ein Gewindeeingriff zwischen dem Isolierelement 1300 und der Steckachse 200 sein. Der erste elektrische Kontakt 1304 steht in elektrischer Verbindung mit dem Befestigungselement 216. Ein zweiter elektrischer Kontakt 1306 steht in elektrischer Verbindung mit dem Gehäuse 402. Andere Konfigurationen können vorgesehen sein.
Das Isolierelement 1300 kann aus einem elektrisch isolierenden Material, z. B. Kunststoff, hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann eine erste Leiterbahn durch das Befestigungselement 216 und eine zweite Leiterbahn durch das Gehäuse 402 und die Steckachse 200 verlaufen. Das Isolierelement 1300 kann zwischen der Steckachse 200 und dem Befestigungselement 216 angeordnet sein, um die Leiterbahnen elektrisch voneinander zu isolieren. Ohne das Isolierelement 1300 kann es beispielsweise zu einem Kurzschluss zwischen den elektrischen Kontakten 418, 420 der Stromversorgung 400 kommen, wenn das Befestigungselement 216 in Kontakt mit der Steckachse 200 ist. Das Isolierelement 1300 kann eine Öffnung aufweisen, damit sich der erste elektrische Kontakt 418 der Stromversorgung 400 durch das Isolierelement 1300 erstrecken und das Befestigungselement 216 berühren kann. In einigen Fällen kann das Isolierelement 1300 im Wesentlichen auf die gleiche Weise installiert oder angeordnet sein wie das innere Halteelement 436 von 4.
Der erste elektrische Kontakt 1304 kann in der Halterung 202 angeordnet sein. Zum Beispiel kann der erste elektrische Kontakt 1304 an einem Abschnitt der Halterung 202 angeordnet sein, der außerhalb des Rahmens 102 liegt. In einigen Fällen kann der erste elektrische Kontakt 1304 ein einziehbarer Stift sein. Der erste elektrische Kontakt 1304 kann einen Teil einer Leiterbahn bilden, die sich zwischen der Stromversorgung 400 und der Komponente erstreckt. Auf diese Weise kann beispielsweise Strom über eine innere leitfähige Führung von dem ersten elektrischen Kontakt 418 der Stromversorgung 400 durch das Befestigungselement 216, durch den ersten elektrischen Kontakt 1304 und zu der Komponente geleitet werden (in 19 dargestellt).
Der zweite elektrische Kontakt 1306 kann in der Halterung 202 angeordnet sein. Zum Beispiel kann der zweite elektrische Kontakt 1306 an einem Abschnitt der Halterung 202 angeordnet sein, der innerhalb des Rahmens 102 liegt. Der zweite elektrische Kontakt 1306 kann ein einziehbarer Stift sein. Der zweite elektrische Kontakt 1306 kann einen Teil einer Leiterbahn bilden, die sich zwischen der Stromversorgung 400 und der Komponente erstreckt. Beispielsweise kann, wie in 15 und 16 dargestellt, Strom über eine innere leitfähige Führung von dem zweiten elektrischen Kontakt 420 der Stromversorgung 400 durch das Gehäuse 402, durch die Steckachse 200, durch den zweiten elektrischen Kontakt 1306 und zu der Komponente geleitet werden (in 19 dargestellt).
17A und 17B zeigen im Detail die Stromversorgung 400 und die Steckachse 200. Wie bei der in 6 dargestellten Ausführungsform, kann der erste elektrische Kontakt 418 im Wesentlichen entlang der Mittelachse 600 der Stromversorgung 400 angeordnet sein. Der zweite elektrische Kontakt 420 (in 18 dargestellt) ist im Wesentlichen an der Umfangsfläche der Stromversorgung 400 angeordnet. Auf diese Weise kann der zweite elektrische Kontakt 420 die Steckachse 200 berühren.
Die Steckachse 200 kann eloxiert sein. Das Eloxieren der Oberfläche der Steckachse 200 kann beispielsweise Korrosion verzögern oder verhindern. Allerdings kann Eloxieren die elektrische Leitfähigkeit der Steckachse 200 beeinträchtigen. Da eine Leiterbahn durch die Steckachse 200 verlaufen kann (z. B. von dem zweiten elektrischen Kontakt 420 der Stromversorgung 400 durch die Steckachse 200 und zu dem zweiten elektrischen Kontakt 1306 der Halterung 202), kann in einigen Fällen ein Abschnitt 1700 der Steckachse 200 nicht eloxiert sein. Der Strom von dem zweiten elektrischen Kontakt 420 der Stromversorgung 400 kann durch den nicht eloxierten Abschnitt 1700 geleitet werden. Der nicht eloxierte Abschnitt 1700 kann ein Band auf der Umfangsfläche der Steckachse 200 bilden. Der nicht eloxierte Abschnitt 1700 kann seitlich auf der Steckachse 200 angeordnet sein, damit er den zweiten elektrischen Kontakt 1306 der Halterung 202 berührt.
18 zeigt eine Baugruppe der Steckachse 200 und der Stromversorgung 400. Das Gehäuse 402 der Stromversorgung 400 kann eine Öffnung 1800 aufweisen. Der zweite elektrische Kontakt 420 kann in der Öffnung 1800 angeordnet sein. Auf diese Weise kann der zweite elektrische Kontakt 420 die Steckachse 200 berühren, wenn die Stromversorgung 400 in die Steckachse 200 eingebaut ist.
19-21 zeigen im Detail die Steckachse 200, die Halterung 202 und die Kettenschaltung 124. Eine erste innere Führung 1900 und eine zweite innere Führung 1902 (in 19 und 20 mit gestrichelten Linien dargestellt) können innerhalb der Halterung 202 angeordnet sein. Die inneren Führungen 1900, 1902 können leitfähig sein. Beispielsweise können die inneren Führungen 1900, 1902 elektrische Bahnen oder Drähte sein, die innerhalb der Halterung 202 angeordnet sind.
Die erste innere Führung 1900 kann in elektrischer Verbindung mit dem ersten elektrischen Kontakt 1304 der Halterung 202 und der Komponentenschnittstelle 212 des Verbinders 208 stehen. In einigen Fällen kann die erste innere Führung 1900 mit der Komponentenschnittstelle 212 über ein erstes leitfähiges Anschlussstück 2000 in elektrischer Verbindung stehen. Das erste leitfähige Anschlussstück 2000 kann in der Halterung 202 angeordnet sein.
Die zweite innere Führung kann in elektrischer Verbindung mit dem zweiten elektrischen Kontakt 1306 der Halterung 202 und der Komponentenschnittstelle 212 des Verbinders 208 stehen. In einigen Fällen kann die zweite innere Führung 1902 über ein zweites leitfähiges Anschlussstück 2002 in elektrischer Verbindung mit der Komponentenschnittstelle 212 stehen. Das zweite leitfähige Anschlussstück 2002 kann in der Halterung 202 angeordnet sein.
Die Abbildungen der hier beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis für die Struktur der verschiedenen Ausführungsformen vermitteln. Die Abbildungen sind keine vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Geräten und Systemen, die die hier beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Viele andere Ausführungsformen sind für den Fachmann bei der Durchsicht der Offenbarung offensichtlich. Andere Ausführungsformen können verwendet und von der Offenbarung abgeleitet werden, sodass strukturelle und logische Ersetzung und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Es können zum Beispiel mehr oder weniger Batteriezellen verwendet werden als in den Figuren dargestellt. In einem anderen Beispiel kann die Stromversorgung derart konfiguriert sein, dass sie eine Sattelstütze, eine Fahrradbeleuchtung, eine Luftpumpe, einen GPS-Transponder, einen Stoßdämpfer oder eine andere Komponente mit Strom versorgt. In einem weiteren Beispiel kann die Stromversorgung in einer Steckachse eines Vorderrads des Fahrrads angeordnet sein. Darüber hinaus sind die Abbildungen lediglich repräsentativ und möglicherweise nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Bestimmte Proportionen in den Abbildungen können übertrieben sein, während andere Proportionen verkleinert sein können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren eher als illustrativ und nicht als einschränkend zu betrachten.
Diese Beschreibung enthält zwar viele Einzelheiten, diese sollten jedoch nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung oder des beanspruchten Gegenstands verstanden werden, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung in Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform realisiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die in Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben und sogar ursprünglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Auch wenn in den Zeichnungen Vorgänge und/oder Handlungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt und beschrieben werden, ist dies nicht derart zu verstehen, dass diese Vorgänge in der dargestellten Reihenfolge oder in aufeinanderfolgender Reihenfolge ausgeführt werden müssen oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus ist die Trennung verschiedener Systemkomponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht derart zu verstehen, dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es ist davon auszugehen, dass alle beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen in ein einziges Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte verpackt werden können.
Auf eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung kann hier einzeln und/oder gemeinsam mit dem Begriff „Erfindung“ Bezug genommen werden, ohne dass damit beabsichtigt wird, den Anwendungsbereich dieser Anmeldung auf eine bestimmte Erfindung oder ein erfinderisches Konzept zu beschränken. Auch wenn hier bestimmte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben sind, kann jede beliebige Anordnung, die den gleichen oder einen ähnlichen Zweck erfüllt, die gezeigten Ausführungsformen ersetzen. Diese Offenbarung soll alle späteren Anpassungen oder Variationen der verschiedenen Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und andere, hier nicht speziell beschriebene Ausführungsformen sind für den Fachmann bei Durchsicht der Beschreibung offensichtlich.
Die Zusammenfassung der Offenbarung wird in Übereinstimmung mit 37 C.F.R. § 1.72(b) zur Verfügung gestellt und wird mit der Maßgabe eingereicht, dass sie nicht zur Auslegung oder Einschränkung des Umfangs oder der Bedeutung der Ansprüche verwendet wird. Darüber hinaus können in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale zusammengefasst oder in einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, um die Offenbarung zu vereinfachen. Diese Offenbarung ist nicht derart zu verstehen, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern als in den einzelnen Ansprüchen ausdrücklich aufgeführt. Wie aus den folgenden Ansprüchen hervorgeht, kann der Erfindungsgegenstand vielmehr auf weniger als alle Merkmale einer der offenbarten Ausführungsformen gerichtet sein. Daher werden die folgenden Ansprüche in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich steht und den beanspruchten Gegenstand separat definiert.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung soll eher als erläuternd und nicht als einschränkend angesehen werden, und die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente sollen den Umfang der Erfindung definieren. Die Ansprüche sind nicht derart zu verstehen, dass sie sich auf die beschriebene Reihenfolge oder Elemente beziehen, es sei denn, es wird darauf hingewiesen. Daher werden alle Ausführungsformen, die in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente fallen und in deren Schutzbereich sind, als 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 63/127569 [0001]

Claims

Stromversorgungssystem für eine Fahrradkomponente, wobei das Stromversorgungssystem umfasst: eine Energiespeichereinheit, die in einer Achse des Fahrrads anordenbar ist, wobei die Energiespeichereinheit einen ersten elektrischen Kontakt und einen von dem ersten elektrischen Kontakt beabstandeten zweiten elektrischen Kontakt umfasst; einen Verbinder, der derart konfiguriert ist, dass er die Energiespeichereinheit mit der Fahrradkomponente elektrisch und mechanisch verbindet; eine erste Leiterbahn, die sich von der Energiespeichereinheit über den ersten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Fahrradkomponente erstreckt; und eine zweite Leiterbahn, die sich von der Energiespeichereinheit über den zweiten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Fahrradkomponente erstreckt.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Energiespeichereinheit ein Gehäuse umfasst, in dem die Energiespeichereinheit anordenbar ist, und wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse getragen werden.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 2, wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse der Energiespeichereinheit an einem axialen Ende des Gehäuses der Energiespeichereinheit getragen werden und wobei der Verbinder mit dem ersten elektrischen Kontakt und dem zweiten elektrischen Kontakt an dem axialen Ende des Gehäuses verbindbar ist.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 3, wobei die Energiespeichereinheit in der Achse des Fahrrads anordenbar ist, sodass der erste elektrische Kontakt koaxial zu der Achse des Fahrrads angeordnet ist, und wobei der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse der Energiespeichereinheit in einem radialen Abstand zu dem ersten elektrischen Kontakt getragen wird.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt über das axiale Ende des Gehäuses hinausragen.
Stromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt seitlich zwischen einer ersten Ebene, die durch eine erste Außenfläche eines Montageträgers für die Komponente definiert ist, und einer zweiten Ebene, die durch eine der ersten Außenfläche gegenüberliegende zweite Außenfläche des Montageträgers definiert ist, angeordnet sind.
Stromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der erste elektrische Kontakt an einer Umfangsfläche des Gehäuses der Energiespeichereinheit angeordnet ist.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 7, das ferner die Achse des Fahrrads umfasst, wobei die Achse eine Umfangsfläche aufweist, wobei der erste elektrische Kontakt in elektrischer Verbindung mit einem Abschnitt der Umfangsfläche der Achse steht.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 8, wobei der Abschnitt der Umfangsfläche der Achse ein nicht eloxierter Abschnitt der Umfangsfläche der Achse ist.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Verbinder über die Achse, ein Befestigungselement der Achse oder die Achse und das Befestigungselement der Achse mit der Energiespeichereinheit elektrisch verbindbar ist.
Stromversorgungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Energiespeichereinheit ferner umfasst: eine Leiterplatte, die innerhalb des Gehäuses der Energiespeichereinheit angeordnet ist und von diesem getragen wird; und eine Strommanagementschaltung, die von der Leiterplatte getragen wird und mit einer Stromquelle der Energiespeichereinheit elektrisch verbindbar ist.
Stromversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ende des Verbinders eine Schnittstelle aufweist, die einen ersten ringförmigen elektrischen Kontakt und einen zweiten ringförmigen elektrischen Kontakt trägt, wobei der zweite ringförmige elektrische Kontakt relativ zu dem ersten ringförmigen elektrischen Kontakt radial außen angeordnet ist, und wobei der Verbinder physisch mit der Energiespeichereinheit verbindbar ist, sodass der erste ringförmige elektrische Kontakt des Verbinders an dem ersten elektrischen Kontakt der Energiespeichereinheit anliegt, der zweite ringförmige elektrische Kontakt des Verbinders an dem zweiten elektrischen Kontakt der Energiespeichereinheit anliegt und die Energiespeichereinheit elektrisch mit dem Verbinder verbunden ist.
Stromversorgungssystem nach Anspruch 12, wobei die Schnittstelle des Verbinders ein Halteelement umfasst, das derart konfiguriert ist, dass es die Schnittstelle mechanisch mit der Achse verbindet.
Stromversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder mit einem elektrischen Eingangskontakt der Fahrradkomponente elektrisch verbindbar ist.
Stromversorgung für eine Fahrradkomponente, wobei die Stromversorgung umfasst: ein Gehäuse, das in einer Achse des Fahrrads anordenbar ist, wobei das Gehäuse derart konfiguriert ist, dass es eine oder mehrere Stromquellen trägt; einen ersten elektrischen Kontakt und einen von dem ersten elektrischen Kontakt beabstandeten zweiten elektrischen Kontakt, wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt von dem Gehäuse getragen werden, wobei die eine oder mehreren Stromquellen über eine erste Leiterbahn und eine zweite Leiterbahn mit der Fahrradkomponente elektrisch verbindbar sind, wobei sich die erste Leiterbahn von der einen oder den mehreren Stromquellen über den ersten elektrischen Kontakt zu der Fahrradkomponente erstreckt und wobei sich die zweite Leiterbahn von der einen oder den mehreren Stromquellen über den zweiten elektrischen Kontakt zu der Fahrradkomponente erstreckt.
Stromversorgung nach Anspruch 15, wobei die Batterie einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt aufweist, wobei der erste elektrische Kontakt an einem axialen Ende der Batterie angeordnet ist und wobei die Energieübertragungsvorrichtung mit dem ersten Kontaktpunkt und dem zweiten Kontaktpunkt an dem axialen Ende des Batteriesatzes elektrisch verbunden ist.
Stromversorgung nach Anspruch 16, wobei der zweite elektrische Kontakt an dem axialen Ende des Batteriesatzes in einem radialen Abstand von einer Achse der Steckachse angeordnet ist, wobei die Energieübertragungsvorrichtung mit dem zweiten Kontaktpunkt an dem axialen Ende des Batteriesatzes elektrisch verbunden ist und wobei der erste elektrische Kontakt koaxial mit der Steckachse angeordnet ist.
Stromversorgung nach Anspruch 16 oder 17, wobei der zweite elektrische Kontakt an einer Umfangsfläche der Batterie angeordnet ist und sich über die Umfangsfläche hinaus erstreckt.
Kettenschaltung-Baugruppe für ein Fahrrad, wobei die Kettenschaltung-Baugruppe umfasst: eine Kettenschaltung; eine Energiespeichereinheit, die in einer Achse des Fahrrads anordenbar ist, wobei die Energiespeichereinheit einen ersten elektrischen Kontakt und einen von dem ersten elektrischen Kontakt beabstandeten zweiten elektrischen Kontakt umfasst, und einen Verbinder, der derart konfiguriert ist, dass er die Energiespeichereinheit mit der Kettenschaltung elektrisch verbindet, wobei sich eine erste Leiterbahn von der Energiespeichereinheit über den ersten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Kettenschaltung erstreckt und wobei sich eine zweite Leiterbahn von der Energiespeichereinheit über den zweiten elektrischen Kontakt und den Verbinder zu der Kettenschaltung erstreckt.
Kettenschaltung-Baugruppe nach Anspruch 19, wobei der Batteriesatz einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt umfasst, wobei der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt an einem axialen Ende des Batteriesatzes angeordnet sind und wobei der elektrische Verbinder mit dem ersten Kontaktpunkt und dem zweiten Kontaktpunkt an einem axialen Ende des Batteriesatzes elektrisch verbunden ist.