DE102010024906A1

DE102010024906A1 - Übertragungs-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102010024906A1
Application number: DE102010024906A
Authority: DE
Inventors: Te-Yu Perng
Original assignee: Perng Te-Yu Pingzhen
Current assignee: Perng Te-Yu Pingzhen
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2010-12-30
Also published as: FR2947239B1; CN201439376U; RU2461487C2; KR101216889B1; AU2010202594B2; JP2011006062A; NL2004936A; KR20100138785A; AU2010202594A1; RU2010125919A; JP5696922B2; NL2004936C2; FR2947239A1

Abstract

Übertragungs-Vorrichtung mit einem Antriebs-Mechanismus, der auf einer sich drehenden Welle angeordnet ist, die zwischen zwei Pedalkurbeln eines Fahrrads liegt. Der Antriebs-Mechanismus weist eine manuelle Kraftquelle und eine elektrische Kraftquelle zum Antrieb des Fahrrads auf. Der Antriebs-Mechanismus ist mit einer kraftgetriebenen Einheit und einer Verzögerungseinheit ausgestattet. Die Verzögerungseinheit ist mit wenigstens einer Ratsche verbunden. Die Ratsche steht auch mit einem Zahnrad in Verbindung. Die sich drehende Welle verläuft durch die kraftgetriebene Einheit, die Verzögerungseinheit, die Ratsche und das Zahnrad. Die beiden Enden der sich drehenden Welle sind entsprechend mit den Pedalkurbeln verbunden. Die sich drehende Welle wird direkt durch die kraftgetriebene Einheit und die Verzögerungseinheit gesteckt, um den Konstruktionsraum des Antriebs-Mechanismus zu verkleinern. Dazu kommt, daß die Verzögerungseinheit eine Vielzahl von Planetenrädern benutzt, um die Übertragungstorsion so zu verteilen, daß sich der Aufnahmewert für die Torsion vergrößert und die Struktur verstärkt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungs-Vorrichtung für ein kraftgetriebenes Fahrrad, auch Bike genannt, und insbesondere eine Kraftübertragungs-Vorrichtung mit einer Antriebseinheit und einer Verzögerungseinheit, die koaxial angeordnet sind.
2. Stand der Technik
Die Menschen denken über das Problem der Energiequellen nach. Um die den Ölverbrauch zu verringern, besteht ein großes Bedürfnis nach kraftgetriebenen oder muskelgetriebenen Fahrzeugen. Insbesondere ist ein Fahrrad nicht teuer und kann einen Trainingseffekt haben. Neuerdings ist das Fahren eines Fahrrads ein populäres Training geworden.
Ein muskelgetriebenes Fahrrad eignet sich für eine kurze Entfernung oder ein Freizeittraining, nicht für große Entfernungen. Daher gibt es auf dem Markt ein kraftgetriebenes Fahrrad mit einem Elektromotor. Wenn der Fahrer ermüdet, so kann er/sie den Kraftantrieb starten, so daß das Fahrrad für eine lange Distanz verwendet werden kann.
Der kraftgetriebene Motor und der Verzögerungs-Mechanismus des kraftgetriebenen Fahrrads verwenden die Konstruktion anderer Maschinen. Der kraftgetriebene Motor und der Verzögerungs-Mechanismus sind exzentrisch angeordnet, was dazu führt, daß ein größerer Gestaltungsraum benötigt wird und der Einbaulage Grenzen gesetzt sind. Im allgemeinen sind der kraftgetriebene Motor und der Verzögerungs-Mechanismus zwischen der Welle des Hinterrades und der hinteren Stütze angeordnet. Auf diese Weise ist jedoch das Fahrrad nicht im Gleichgewicht, und der Antriebsmotor sowie der Verzögerungs-Mechanismus beanspruchen den meisten Platz. Dazu kommt, daß die Lagerdrehung des exzentrischen Verzögerungs-Mechanismus beschränkt ist. Nach einer gewissen Zeit sind die Zahnräder stark verschlissen und abgenutzt, was zu einer fehlerhaften Funktion führt.
Demzufolge hat sich der Erfinder der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage seiner langjährigen praktischen Erfahrungen zur Aufgabe gemacht, die obigen Probleme des herkömmlichen kraftgetriebenen Fahrrads zu beseitigen und eine perfekte und praktische Übertragungs-Vorrichtung zu entwickeln.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, einen Elektromotor sowie einen Verzögerungs-Mechanismus zu schaffen, die auf einer rotierenden Welle angeordnet sind, welche mit Pedalkurbeln verbunden sind, die den Konstruktionsraum verkleinern und das Fahrrad im Gleichgewicht halten.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird eine Übertragungs-Vorrichtung geschaffen, die einen Antriebs-Mechanismus aufweist, der auf einer Welle sitzt, die zwischen den beiden Pedalkurbeln eines Fahrrads angeordnet ist. Der Antriebs-Mechanismus bildet eine manuelle Kraftquelle oder eine elektrische Kraftquelle zum Antreiben des Fahrrads.
Mit Hilfe der oben genannten technischen Mittel treibt die kraftgetriebene Einheit die Antriebsachse an und überträgt die Kraft durch die Verzögerungseinheit auf die erste Ratsche, um dadurch das Zahnrad anzukuppeln, so daß das Fahrrad sich vorwärts bewegt. Wenn das Zahnrad gedreht wird, würde die zweite Ratsche die sich drehende Welle der Pedalkurbeln nicht antreiben. Im Gegenteil, sobald die Pedalkurbeln getreten werden, um die sich drehende Welle anzutreiben, und die zweite Ratsche gekuppelt wird, um das Zahnrad anzutreiben, würde die erste Ratsche die Verzögerungseinheit und die kraftgetriebene Einheit nicht antreiben.
Dadurch werden die kraftgetriebene Einheit und die Pedalkurbeln getrennt betätigt, ohne daß sie einander stören. Sowohl die Antriebsachse der kraftgetriebenen Einheit als auch die Ausgangsachse der Verzögerungseinheit sind hohle Stangen. Die sich drehende Welle der Pedalkurbeln ist unmittelbar durch die kraftgetriebene Einheit und die Verzögerungseinheit hindurchgeführt. Diese koaxiale Konstruktion benötigt weniger Platz. Die kraftgetriebene Einheit und die Verzögerungseinheit sind direkt auf der rotierenden Welle der Pedalkurbeln angeordnet, so daß mehr Platz zur Benutzung zur Verfügung steht und das Fahrrad im Gleichgewicht gehalten wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine teilweise perspektivische Ansicht des Antriebs-Mechanismus vorliegenden Erfindung;
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Antriebs-Mechanismus der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Antriebs-Mechanismus der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine auseinandergezogene Ansicht der kraftgetriebenen Einheit der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Verzögerungseinheit der vorliegenden Erfindung; und
7 ist eine weitere auseinandergezogene Ansicht der Verzögerungseinheit der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr nur beispielshalber mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist die Übertragungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Rahmen 1, einen Antriebs-Mechanismus 2 und eine Energiespareinheit 3 auf. Ein unteres Ende des Rahmens 1 ist mit einer Hülse 11 versehen. Der Antriebs-Mechanismus 2 ist in der Hülse 11 angeordnet. Die Energiespareinheit 3 ist an dem Rahmen 1 befestigt und elektrisch mit dem Antriebs-Mechanismus 2 verbunden.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist der Antriebs-Mechanismus 2 eine sich drehende Welle 21, zwei Pedalkurbeln 22, einen Seitendeckel 23, eine kraftgetriebene Einheit 24, eine Verzögerungseinheit 25, ein Zahnrad 26, eine erste Ratsche 27, eine zweite Ratsche 28 und einen Verbindungsring 29 auf.
Die sich drehende Welle 21 ist eine zylindrische Stange.
Jede Pedalkurbel 22 ist mit einem Ende mit einem entfernt liegenden Ende der sich drehenden Welle 21 verbunden und mit dem anderen Ende mit einer Pedalkurbel. Zwei Enden der sich drehenden Welle 21 stehen entsprechend mit den beiden Pedalkurbeln 22 in Verbindung.
Der Seitendeckel 23 ist eine kreisrunde Platte, die auf der sich drehenden Welle 21 sitzt. Ein äußeres Ende des Seitendeckels 23 ist an der Pedalkurbel 22 angebracht, und eine Innenseite des Seitendeckels 23 ist mit Sensorplatten 231 versehen, wie aus 4 ersichtlich.
Die kraftgetriebene Einheit 24 weist, wie aus den 3 und 5 ersichtlich, einen Stator 241 und einen Rotor 242 auf. Der Rotor 242 ist mit einer hohlen Antriebsachse 243 versehen, die sich aus dem Rotor 242 heraus erstreckt. Die rotierende Welle 21 verläuft durch die Antriebsachse 243 der kraftgetriebenen Einheit 24. Das eine Ende des Stators 241 ist dem Seitendeckel 23 zugewendet. Eine äußere Oberfläche des Stators 241 ist mit einem Sensorkörper 244 versehen, um die Sensorplatten 231 abzutasten. Die kraftgetriebene Einheit 24 hat einen Schaltkreis, der an die Energiespareinheit 3 angeschlossen ist.
Die Verzögerungseinheit 25 weist unter Bezug auf die 6 und 7 ein Gehäuse 251 auf, das auf der Antriebsachse 243 sitzt. Mehrere Planetenräder 252 sind in dem Gehäuse 251 vorgesehen und sitzen rund um die Antriebsachse 243, um mit dieser zu kämmen. Die Planetenräder 252 treten durch eine Positionierungsplatte 253, auf der sie befestigt sind. Die Antriebsachse 243 erstreckt sich auch durch einen Zahnring 254. Eine Seite des Zahnrings 254 ist mit einer ringförmigen Innenverzahnung 2541 versehen, die mit den Planetenrädern 252 kämmt. Eine andere Seite des Zahnrings 254 weist eine Ausgangsachse 255 auf. Ein Deckel 256 kann die Zahnräder in dem Gehäuse 251 abdecken. Der Deckel 256 weist eine Bohrung für die Ausgangswelle 255 auf, die sich durch diese Bohrung erstreckt.
Das Zahnrad 26 sitzt auf der rotierenden Welle 21 und hat in einem zentralen Teil des Zahnrads eine Kammer 261, wie aus 4 ersichtlich.
Die erste Ratsche 27 setzt sich aus einem Nockenteil 271 und einem Eingriffsteil 272 zusammen. Die erste Ratsche 27 sitzt auf der sich drehenden Welle 21 und liegt in der Kammer 261. Der Nockenteil 271 steht mit der Ausgangsachse 255 in Eingriff, während der Eingriffsteil 272 eine Innenwand der Kammer 261 berührt, um Drehkraft in einer Richtung zu übertragen.
Die zweite Ratsche 28 ist aus einem Nockenteil 281 und einem Eingriffsteil 282 zusammengesetzt. Die zweite Ratsche 28 sitzt auf der sich drehenden Welle 21 und liegt in der Kammer 261. Der Eingriffsteil 282 steht mit der Innenwand der Kammer 261 in Berührung, um Drehkraft in einer Richtung zu übertragen.
Der Verbindungsring 29 hat ein Ende, das an den Nockenteil 281 der zweiten Ratsche 28 angeschlossen ist und ein weiteres Ende, das mit der Pedalkurbel 22 in Verbindung steht.
Die kraftgetriebene Einheit 24 verwendet die elektrische Energie aus der Energiespareinheit 3 zum Antreiben der Antriebsachse 243. Die Antriebsachse 243 treibt die Zahnräder in der Verzögerungseinheit 25 an, während die Ausgangswelle 255 Kraft an die erste Ratsche 27 liefert, um das Zahnrad 26 zu drehen. Während dieser Zeit werden die Pedalkurbeln 22 und die sich drehende Welle 21 von der zweiten Ratsche 28 nicht angetrieben. Im Gegenteil, sobald die Pedalkurbeln 22 getreten werden, um die sich drehende Welle 21 und den Verbindungsring 29 anzutreiben, wird die zweite Ratsche 28 das Zahnrad 26 drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird die erste Ratsche 27 die Ausgangsachse 255 nicht antreiben.
Demzufolge kann der Benutzer die Pedalkurbeln 22 oder die kraftgetriebene Einheit 24 als Kraftquelle wählen. Beide arbeiten unabhängig, ohne sich gegenseitig zu stören. Vorzugsweise tastet der Sensorkörper 244 die Sensorplatten 231 ab, um die Drehgeschwindigkeit der Pedalkurbeln 22 zu messen. Durch ein Programm kann die kraftgetriebene Einheit 24 automatisch aktiviert werden, und zwar beispielsweise dann, wenn die Drehgeschwindigkeit der Pedalkurbeln zu gering ist. Dann würde die kraftgetriebene Einheit 24 als Kraftquelle aktiviert werden.
Die sich drehende Welle 21 wird direkt durch die kraftgetriebene Einheit 24 und die Verzögerungseinheit 25 hindurch gesteckt. Diese koaxiale Konstruktion benötigt weniger Raum und kann das Fahrrad im Gleichgewicht halten. Dazu kommt, daß die Verzögerungseinheit 25 die Veilzahl der Planetenräder 252 dazu benutzt, Kraft zu übertragen, um die Torsion von der Antriebsachse 243 zu nehmen, um dadurch den oberen Grenzwert der Lagertorsion zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung schafft eine stabile Konstruktion ohne Geräusch.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die vorliegende Erfindung den Gestaltungsraum reduziert, das Fahrrad im Gleichgewicht hält, den zu verwendenden Raum vergrößert, die Lebensdauer erhöht und geräuschlos ist.
Obgleich einzelne Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Darstellung im Detail beschrieben worden sind, können vielerlei Modifikationen und Abänderungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Demzufolge ist die vorliegende Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

Übertragungs-Vorrichtung, umfassend einen Antriebs-Mechanismus, der auf einer sich drehenden Welle angeordnet ist, die zwischen den beiden Pedalkurbeln eines Fahrrads liegt, wobei der Antriebs-Mechanismus eine manuelle Kraftquelle oder eine elektrische Kraftquelle aufweist, um das Fahrrad anzutreiben.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebs-Mechanismus (2) eine kraftgetriebene Einheit (24) und eine Verzögerungseinheit (25) aufweist, daß die Verzögerungseinheit (25) mit wenigstens einer Ratsche (27) versehen ist, daß die Ratsche des weiteren mit einem Zahnrad (26) verbunden ist, daß die sich drehende Welle (21) durch die kraftgetriebene Einheit (24), die Verzögerungseinheit (25), die Ratsche (27) und das Zahnrad (26) erstreckt, daß zwei Enden der sich drehenden Welle (21) mit den Pedalkurbeln (22) verbunden sind, und daß die Pedalkurbeln mit der Ratsche (27) in Verbindung stehen.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftgetriebene Einheit (24) eine Antriebsachse (243) aufweist, die mit der Verzögerungseinheit (25) verbunden ist und eine hohle Stange ist, daß die Ratsche eine erste Ratsche (27) und eine zweite Ratsche (28) bildet, daß die erste Ratsche (27) zwischen die Verzögerungseinheit (25) und das Zahnrad (26) geschaltet ist, um die kraftgetriebene Einheit (24), die Verzögerungseinheit (25) und das Zahnrad (26) anzuschließen, und daß die zweite Ratsche (18) zwischen die Pedalkurbeln (22) und das Zahnrad (26) geschaltet ist, um die Pedalkurbeln und das Zahnrad zu verbinden.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinheit (25) mehrere Planetenräder (252) aufweist.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (252) rund um die Antriebsachse (243) angeordnet sind, um mit dieser Antriebsachse zu kämmen.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Verzögerungseinheit (25) ein Zahnring (254) befindet.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnring (254) mit den Planetenrädern (252) kämmt.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnring (254) eine Ausgangsachse (255) hat, die sich aus dem Zahnring heraus erstreckt.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsachse (255) mit der ersten Achse (17) verbunden ist.
Übertragungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (2) einen Stator (241) und einen Rotor (242) aufweist, daß das eine Ende des Stators mit einem Seitendeckel (23) versehen ist, daß der Seitendeckel (23) eine Innenseite mit mehreren Sensorplatten (231) aufweist, und daß eine äußere Oberfläche des Stators (241) mit einem Sensorkörper (244) versehen ist, um die Sensorplatten (231) abzutasten.