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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein leistungsunterstützendes Getriebesystem eines leistungsunterstützenden Fahrrads und insbesondere ein leistungsunterstützendes Getriebesystem eines leistungsunterstützenden Fahrrads, welches in der Lage ist, Kraftübertragung nach vorwärts und rückwärts oder eine Rücktrittbremswirkung durch Vorwärts- und Rückwärtspedalieren zu erzielen.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Wie in der deutschen Patentschrift Nr.
DE 102 15 964 C1 mit dem Titel ”Sensor zum Detektieren der Tretkraft bei einem motorunterstützten Fahrrad” offenbart, umfasst ein Getriebesystem des leistungsunterstützenden Fahrrads ein Paar oder mehrere Paare von schrägverzahnten Zahnrädern, wobei das schrägverzahnte Zahnrad durch eine Pedalkraft angetrieben wird, um sich an Ort und Stelle zu drehen, und das andere schrägverzahnte Zahnrad mit dem entgegengesetzten schrägverzahnte Zahnrad, welches auf einer Welle eingebaut und angetrieben ist, sich horizontal in eine axiale Richtung zu bewegen, in Eingriff steht und wobei das schrägverzahnte Zahnrad ein elastisches Element aufweist, welches an einem Ende des schrägverzahnten Zahnrades eingebaut ist und das elastische Element und die Welle des schrägverzahnten Zahnrades einen ringförmigen Magnet aufweisen, der synchron mit dem schrägverzahnten Zahnrad bewegt wird, und wobei ein feststehendes Ende, das gegenüber dem Versatzende des Magnets angeordnet ist, einen Hall-Sensor umfasst, welcher darauf eingebaut ist, so dass das schrägverzahnte Zahnrad des Getriebesystems eine seitliche Kraft erzeugen kann, um einen axialen Versatz des schrägverzahnten Zahnrades zu erfassen, um so ein Spannungssignal auszugeben, um einen Motor zu steuern, und wobei der Motor Bewegungsleistung an das leistungsunterstützende Fahrrad ausgeben kann, um eine Leistungsunterstützungswirkung zu erzielen. Allerdings ist, wenn eine Kurbel des leistungsunterstützenden Fahrrads manuell in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn pedaliert wird und sich eine Getriebewelle im Uhrzeigersinn dreht (betrachtet in der Richtung von einem Ende A1 an das andere Ende A2 einer ersten Getriebewelle A), eine Einweg-Ratsche (Freilauf) B zwischen der ersten Getriebewelle A und dem ersten linksgängigen schrägverzahnten Zahnrad C eingebaut, welches fähig ist, das Zahnradpaar gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, so dass die erste Getriebewelle A sich im Uhrzeigersinn aufgrund der Einweg-Ratsche B dreht und das erste schrägverzahnte Zahnrad C nicht angetrieben werden kann, um sich zu drehen. Wenn daher ein herkömmliches leistungsunterstützendes Fahrrad in eine Rückwärtsrichtung manuell in einem Leerlaufpedalzustand pedaliert wird, kann ein Kettenrad G1 nicht zur Drehung angetrieben werden, so dass das leistungsunterstützende Fahrrad keine Rückwärtspedalbewegungsfunktion besitzt, und dies verlangt offensichtlich nach Verbesserungen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein leistungsunterstützendes Getriebesystem eines leistungsunterstützenden Fahrrads bereitzustellen, welches in der Lage ist, Vorwärts- und Rückwärtskraftübertragungen oder eine Rücktrittbremswirkung durch Vorwärts- und Rückwärtspedalieren zu erzielen.
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Um das genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein leistungsunterstützendes Getriebesystem eines leistungsunterstützenden Fahrrads bereit, umfassend: mindestens zwei Paare von ineinander eingreifenden Zahnradsätzen mit ersten und zweiten Zahnradsätzen und wobei die ersten und zweiten Zahnradsätze jeweils ein Zahnrad und eine Schiebezahnrad umfassen und mindestens entweder der erste oder der zweite Zahnradsatz einen Zahnradsatz, bestehend aus zwei schrägverzahnten Zahnrädern, aufweist; wobei das Zahnrad des ersten und zweiten Zahnradsatzes auf einer ersten Getriebewelle befestigt ist und beide Enden der ersten Getriebewelle mit einer Pedalkurbel verbunden und durch eine Pedalkraft angetrieben sind und das Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes ein Ende einer gepaarten Steckverbindung aufweist, welches axial angeordnet ist, und wobei das schrägverzahnten Schiebezahnrad des ersten und des zweiten Zahnradsatzes auf einer zweiten Getriebewelle eingebaut und durch die entsprechenden Zahnräder des ersten und des zweiten Zahnradsatzes auf der zweiten Getriebewelle in Eingriff gebracht und gedreht wird, um sich axial und horizontal zu bewegen, und ein elastisches Element aufweist, welches an einem axialen Ende angebracht ist; eine Tellerfeder, angebaut auf einer Seite des Zahnrads des zweiten Zahnradsatzes und an einem durch Rückwärtspedalieren (Rückwärtstreten) verschiebbaren Ende des Schiebezahnradsdes ersten und des zweiten Zahnradsatzes angeordnet; einen ringförmigen Magneten, welcher auf einer Seite des Schiebezahnrades des zweiten Radsatzes angebaut ist und durch eine äußere Kraft synchron verschoben wird; einen Hall-Sensor, welcher an einem durch Tretbewegung verschiebbaren Ende des ringförmigen Magneten zum Erfassen einer Verschiebungsveränderung des ringförmigen Magneten eingebaut ist; eine Sperrscheibe, welche an einer Zahnradkante des zweiten Getriebesatzes angebaut ist und ein Kettenrad, das an einer Kante befestigt ist, und ein weibliches Ende einer gepaarten Steckverbindung aufweist, der auf einer inneren Seite angeordnet ist und zu einem männlichen Einsteckende der gepaarten Steckverbindung passt, so dass die Sperrscheibe angetrieben wird, um sich ausgewählt mittels des Zahnrades des zweiten Getriebesatzes vorwärts und rückwärts zu drehen; und einen Antriebsmotor, welcher mit einem Untersetzungsgetriebe an einem vorderen Ende einer Abgangswelle des Motors ausgestattet ist und aus einer Vielzahl von Untersetzungszahnrädern besteht und wobei das letzte Untersetzungszahnrad auf einer äußeren Seite der Sperrscheibe angebaut ist., so dass eine Ursache des Erzeugens einer seitlichen Kraft durch das Zahnrad, welches durch das Getriebesystem während des Vorwärts- und des Rückwärtspedalierens angetrieben wird, als eine axiale Verschiebung des Schiebezahnrads erfasst wird, um ein elektrisches Spannungssignal auszugeben, um den Antriebsmotor zu steuern, eine Antriebskraft auszugeben, um so Vorwärts- und Rückwärtskraftübertragungen oder eine Rücktrittbremswirkung zu erzielen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht eines leistungsunterstützenden Getriebesystems, welches in einem leistungsunterstützenden Fahrrad eingebaut ist, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine erste hintere Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine zweite hintere Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine erste Querschnittsansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine erste teilweise Querschnittsansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ist eine schematische Ansicht eines schrägverzahnten Zahnrades und einer Ratschen-Scheibe, welche mit einem entsprechenden konkaven und konvexen Steckverbinder in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammengebaut sind;
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8 ist eine schematische Ansicht einer Ratschen-Scheibe, welche mit einer äußeren Seite mit dem abschließenden Untersetzungszahnrad eines Untersetzungsmechanismus in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammengebaut ist;
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9 ist eine zweite Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Kupplung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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11 ist eine zweite teilweise Querschnittsansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Bezugnahme auf die 1 bis 3 für ein Getriebesystem einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebesystem 1:
eine erste Getriebewelle A mit einem linken Ende A1 und einem rechten Ende A2, jeweils gekoppelt mit den Pedalkurbeln H1, H2, und wobei die Pedalkurbeln H1, H2 jeweils entsprechend auf der linken und der rechten Seite des leistungsunterstützenden Fahrrads 2 angeordnet sind, so dass die erste Getriebewelle A angetrieben wird, wenn die Pedalkurbeln H1, H2 pedaliert und durch eine äußere Kraft angetrieben werden;
ein linksgängiges schrägverzahntes Zahnrad C, am linken Ende A1 der ersten Getriebewelle A eingebaut und synchron mit der ersten Getriebewelle A betrieben, wobei, wenn die äußere Kraft durch ein Vorwärtspedalieren zustande kommt, die erste Getriebewelle A durch die Pedalkurbeln H1, H2 angetrieben wird, um sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen (in Blickrichtung vom linken Ende A1 zum rechten Ende A2 der ersten Übertragungswelle A) und das schrägverzahnte Zahnrad C ebenfalls dementsprechend im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird (wie in 5 gezeigt);
eine zweite Getriebewelle L, welche an einer Position eingebaut ist, die benachbart zur ersten Transmissionswelle A ist, und welche einen Schiebezahnradsatz eingebaut hat, welcher in der Lage ist, sich in einer axialen Richtung zu verlagern, und wobei der Schiebezahnradsatz ein rechtsgängiges schrägverzahntes Schiebezahnrad D und ein linksgängiges schrägverzahntes Schiebezahnrad E umfasst und wobei das schrägverzahnte Schiebezahnrad D mit dem schrägverzahnten Zahnrad C der ersten Getriebewelle A in Eingriff steht, so dass, wenn das schrägverzahnte Zahnrad C angetrieben und entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, das schrägverzahnte Schiebezahnrad D angetrieben wird, um sich im Uhrzeigersinn zu drehen (wie in 2 gezeigt);
ein linksgängiges schrägverzahntes Schiebezahnrad E, welches am schrägverzahnten Schiebezahnrad D befestigt ist, so dass die beiden in die gleiche Richtung gedreht und in eine Axialrichtung gleichzeitig verschoben werden (wie in 2 gezeigt);
ein rechtsgängiges schrägverzahntes Zahnrad F, welches auf der ersten Getriebewelle A eingebaut ist und mit dem schrägverzahnten Schiebezahnrad E in Eingriff steht, so dass die schrägverzahnten Zahnräder C, F in die gleiche Richtung gedreht werden (wie in 2 gezeigt);
eine Tellerfeder T, welches an das schrägverzahnte Zahnrad F und in Richtung des rechten Endes A2 der ersten Getriebewelle A angebaut ist (wie in 4 und 5 gezeigt);
eine Ratschen-Scheibe B, welche am rechten Ende A2 der ersten Getriebewelle A angebaut ist (wie in 4 und 5 gezeigt);
einen konkaven und konvexen Steckverbinder Q, welcher ein Steckverbinder ist, wo das schrägverzahnte Zahnrad F und die Ratschen-Scheibe B gekuppelt sind, und welcher ein männliches Einsteckende, das an einem axialen Rand der Schrägverzahnung angeordnet ist, und ein weibliches Ende aufweist, das an einer inneren Seite der Ratschen-Scheibe B angeordnet ist;
einen Antriebsmotor O, welcher ein Zahnrad P aufweist, das an einer Abgangswelle des Motors O eingebaut ist, zum Antreiben eines Untersetzungsmechanismus, aufgebaut aus einer Vielzahl von Untersetzungszahnrädern Q1, R1, S1, und wobei das letzte Untersetzungszahnrad S1 an einer Außenseite der Sperrscheibe B angebaut ist und wobei die äußere Seite der Sperrscheibe B und das letzte Untersetzungszahnrad S1 des Untersetzungsmechanismus miteinander verbunden und befestigt sind (wie in 8 und 9 gezeigt) oder eine Einweg-Ratsche B1 zwischen der Außenseite der Sperrscheibe B und dem letzten Untersetzungszahnrad S1 des Untersetzungsmechanismus eingebaut ist; mit anderen Worten kann das letzte Untersetzungszahnrad S1 die Einweg-Ratsche B1 antreiben, um die Sperrscheibe B vorwärts im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, und der Untersetzungsmechanismus wird nicht angetrieben, um sich zu drehen, wenn die externe Kraft für ein Vorwärtspedalieren im Gegenuhrzeigersinn vorgesehen ist (wie in 7 gezeigt);
wobei, wenn die Außenseite der Ratschen-Scheibe B und das letzte Untersetzungszahnrad S1 des Untersetzungsmechanismus fixiert sind, und der Untersetzungsmechanismus eine Kupplung 20 aufweist, welche eine Zahnradachse 21, Untersetzungszahnräder Q1, R1, welche darauf angebaut sind, ein Antriebselement 22, ein elastisches Element 23 und eine Verriegelungssperre 24, welche darauf eingebaut ist, aufweist, so dass, wenn das Antriebselement 22 gedrückt wird, um die Kupplung 20 auszukuppeln, die Untersetzungszahnräder Q1, R1 auf der Zahnradachse 21 zu einer nicht gemeinsamen Drehungsbeziehung geschaltet werden können und, wenn das Antriebselement 22 gedrückt wird, um die Kupplung 20 einzukuppeln, die Untersetzungszahnräder Q1, R1 auf der Zahnradachse 21 wieder ihre synchrone Drehungsbeziehung aufnehmen (wie in 10 und 11 gezeigt);
wenn die erste Getriebewelle A entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das schrägverzahnte Zahnrad F auch gegen den Uhrzeigersinn gedreht, und das schrägverzahnte Zahnrad F kann den konkaven und konvexen Steckverbinder Q, eingepasst in der Sperrscheibe B, verwenden, die Sperrscheibe B anzutreiben, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen (wie in 5 und 6 gezeigt); und
ein Kettenzahnrad G1, welches an der Sperrscheibe B und in Richtung auf das rechte Ende A2 befestigt ist, zum Antreiben einer Kette J, um ein Hinterrad K1 im Gegenuhrzeigersinn (wie in 1 gezeigt) zu drehen, sich nach vorne zu bewegen.
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In den 1 und 5, wenn die äußere Kraft für das Rückwärtspedalieren zugeführt wird und die Pedalkurbeln H1, H2 die erste Getriebewelle A antreiben, so dass sie sich im Uhrzeigersinn dreht, dreht sich das schrägverzahnte Zahnrad C auch im Uhrzeigersinn, um nachfolgend das schrägverzahnte Schiebezahnrad D der zweiten Getriebewelle L anzutreiben, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, das schrägverzahnte Schiebezahnrad E anzutreiben, um sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, und das schrägverzahnte Zahnrad F der ersten Getriebewelle A anzutreiben, um sich im Uhrzeigersinn zu drehen, und dann treibt die Sperrscheibe B das Kettenrad G1 und die Kette J, um sich im Uhrzeigersinn dreht, um so eine Bremsnabe eines Hinterrades K1 anzutreiben, um das Hinterrad K1 anzuhalten; oder die Räder anzutreiben, sich im Uhrzeigersinn für eine Vorwärtsbewegung in der Rückwärtsrichtung zu drehen.
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In den 4 und 5 können während der erwähnten Vorwärtspedalierkraftübertragung die physikalischen Eigenschaften des Erzeugens einer Querkraft durch die Zahnräder C, D, E, F während ihrer Rotation das schrägverzahnte Zahnrad C antreiben, um das schrägverzahnte Schiebezahnrad D zu drehen, so dass das schrägverzahnte Schiebezahnrad D eine Querkraft in Richtung des linken Endes A1 der ersten Getriebewelle A erzeugt. Da es keine Verriegelungsvorrichtung zwischen den schrägverzahnten Schiebezahnrädern D, E und der zweiten Getriebewelle L gibt, können sich daher die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E horizontal in axialer Richtung auf der zweiten Getriebewelle L bewegen. Nun kann die Verschiebung der schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E zum Erfassen des Pedalierdrehmoments der Pedalkurbeln H1, H2 eingesetzt werden.
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Auf der anderen Seite treibt während des Rückwärtspedalierens das schrägverzahnte Zahnrad C das schrägverzahnte Schiebezahnrad D zur Drehung an, so dass das schrägverzahnte Schiebezahnrad D eine Querkraft in der Richtung des rechten Endes A2 der ersten Getriebewelle A erzeugt. Nun verschieben sich die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E horizontal in Richtung des rechten Endes A2. Da die Tellerfeder T am rechten Ende A2 der ersten Getriebewelle A eingebaut ist und ein Spalt zwischen der Tellerfeder T und dem schrägverzahnten Schiebezahnrad E vorhanden ist, kann daher der Spalt zum Steuern der Verschiebung der schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E, welche sich in Richtung des rechten Endes A2 bewegen, verwendet werden. Wenn die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E das rechte Ende A2 anschieben, um mit der Tellerfeder T in Kontakt zu treten, wird eine solche Druckkraft zurück auf die erste Getriebewelle A übertragen und das schrägverzahnte Schiebezahnrad E erfährt auch eine solche Druckkraft des schrägverzahnte Zahnrad F in Richtung des linken Endes A1, so dass die Druckkraft des schrägverzahnten Schiebezahnrad E auf das schrägverzahnte Zahnrad F durch die Wirkung der Kraft auf die Tellerfeder T des schrägverzahnten Schiebezahnrad E aufgehoben wird, um die Lager U, welche jeweils an beiden Enden der zweiten Getriebewelle L eingebaut sind, zu schützen und die axiale Druckkraft der zweiten Getriebewelle L zu beseitigen.
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Mit den genannten Komponenten ist ein elastisches Element L1 angebaut und auf der zweiten Getriebewelle L eingebaut, so dass das elastische Element L1 das linke Ende A1 bewegt und komprimiert, um sich durch die Querkraft, die durch die Drehung der schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E während der Vorwärtspedaliervorgangs erzeugt wird, zu verformen, so dass die Verschiebung der schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E als ein Drehmoment an der ersten Übertragungswelle A linear abgegeben werden kann, um eine Kraft bereitzustellen, die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E in ihre ursprünglichen Positionen zurückzubringen.
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In der vorliegenden Erfindung wird der ringförmige Magnet M1 zum Erfassen der Verschiebung der schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E verwendet, er ist an einer Kante des schrägverzahnten Schiebezahnrads E eingebaut und ein Hall-Sensor N ist an einer Kante gegenüber dem Magneten M1 eingebaut und an einer mittleren Platte W befestigt, welche an ein Getriebegehäuse V gekoppelt ist, so dass der Hall-Sensor N zum Erfassen der Abstandsunterschiede des Magneten M1 verwendet werden kann, um ein elektrisches Spannungssignal genau zu messen, welches die Intensität der Kraft der Pedalkurbeln H1, H2 repräsentiert, und das elektrische Spannungssignal die Ausgabe der Antriebsleistung des Motors O steuern kann.
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Daher wird der Motor O durch das Zahnrad P an der Vorderseite der Achse angetrieben, um den Untersetzungsmechanismus, welcher aus den Untersetzungszahnrädern Q1, R1, S1 aufgebaut ist, anzutreiben, und ferner das Kettenzahnrad G1 anzutreiben, um die Wirkung der Einspeisung einer vorwärts wirkenden unterstützenden Bewegungskraft zu erreichen.
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Wenn die Pedalkurbeln H1, H2 nicht betätigt werden, weist das elektrische Spannungssignal einen Anfangsspannungswert auf. Wenn die Pedalkurbeln H1, H2 beginnen, pedaliert zu werden, steigt das elektrische Spannungssignal an, so dass der Motor O Antriebskraft gemäß dem elektrischen Spannungssignal abgibt und die Antriebskraft auf das Untersetzungszahnrad S1 überträgt. Wenn die Außenseite der Sperrscheibe B und das letzte Untersetzungszahnrad S1 des Untersetzungsmechanismus aneinander befestigt sind, kann das Untersetzungszahnrad S1 eine Einweg-Ratsche B1 für den Antrieb der Sperrscheibe B, um diese nach vorne im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, oder eine Kupplung 20 bilden, welche sich in einem Verriegelungszustand befindet, so dass die Sperrscheibe B und das Kettenzahnrad G1 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden können.
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Wenn das Pedalieren in die Rückwärtstretbewegung übergeht, verschieben sich die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E zum rechten Ende A2 hin, so dass der erfasste Spannungswert wieder auf den ursprünglichen Wert oder auf einen Wert sogar unter dem Anfangswert schnell abfällt und der Motor O unmittelbar aufhört, die Bewegungskraft an das Untersetzungszahnrad S1 abzugeben und ein feststehender Schlupf θ zwischen dem schrägverzahnte Zahnrad F und dem konkaven und konvexen Steckverbinder Q, eingepasst mit der Sperrscheibe B, beibehalten wird (wie in 6 gezeigt). Wenn der konkave und konvexe Steckverbinder Q um den Schlupf θ gedreht wird, während das Pedalieren vom Vorwärtspedalieren auf das Rückwärtspedalieren geändert wird, wird während der Rotation eine Reibung erzeugt, so dass, bevor der konkave und konvexe Steckverbinder Q um einen toten Punkt gedreht wird, eine Kraft auf das schrägverzahnte Schiebezahnrad E und das schrägverzahnte Schiebezahnrad D übertragen wird, um eine Schubkraft in Richtung zum rechten Ende A2 zu erzeugen, und der Spannungssensorwert kann schnell auf den Anfangswert zurückzukehren oder auf einen Wert unterhalb des Anfangswerts absinken, um die Drehung des Motors O und der Untersetzungszahnräder Q1, R1, S1 zu stoppen, und, nachdem das schrägverzahnte Zahnrad F sich weiter im Uhrzeigersinn in eine Position ohne Schlupf dreht, beginnt der konkave und konvexe Steckverbinder Q mit dem Antreiben der Sperrscheibe B und dem Kettenzahnrad G1 zur Drehung im Uhrzeigersinn, um so eine Bremsnabe eines Hinterrades anzutreiben, um die Bremsfunktion und das Anhalten des Hinterrades K1 zu erreichen.
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Zusätzlich wird, wenn die Außenseite der Sperrscheibe B und das letzte Untersetzungszahnrad S1 des Untersetzungsmechanismus fixiert sind und die Kupplung 20 sich im Verriegelungszustand befindet und das Hinterrad K1 und die hintere Kettenscheibe gleichzeitig in die gleiche Richtung gedreht werden, der Spannungssensorwert unter den Ausgangswert in einer Rückwärtspedaliersituation verringert, so dass der Motor O und die Untersetzungszahnräder Q1, R1, S1 rückwärts gedreht werden, um so die Sperrscheibe B, das Kettenzahnrad G1 und das Hinterrad K1 anzutreiben, sich im Uhrzeigersinn zu drehen und sich in eine Rückwärtsrichtung zu bewegen.
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Da zusätzlich der Untersetzungsmechanismus eine Kupplung 20 aufweist, wird die Kupplung 20 auf einen Freigabe-Status gesetzt, wenn keine elektrische Unterstützungskraft vorhanden ist, die Übertragungsbeziehung mit dem Untersetzungsmechanismus zu trennen, vorausgesetzt dass die äußere Seite der Sperrscheibe B am letzten Untersetzungszahnrad S1 des Untersetzungsmechanismus fixiert ist, und der Motor O wird während des Vorwärts- oder Rückwärtspedalierens nicht gedreht, um die Pedalkraft zu reduzieren.
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Als Zusammenfassung der obigen Beschreibung umfasst die vorliegende Erfindung zwei Paare von miteinander in Eingriff stehenden Zahnradsätzen mit ersten und zweiten Zahnradsätzen und jeder Zahnradsatz umfasst ein Zahnrad und ein Schiebezahnrad und die ersten und zweiten Zahnradsätze umfassen einen Zahnradsatz, welcher aus zwei schrägverzahnten Zahnrädern besteht, wie einem linksgängigen schrägverzahnten Zahnrad C, einem rechtsgängigen schrägverzahnten Schiebezahnrad D, einem linksgängigen schrägverzahnten Schiebezahnrad E und einem rechtsgängigen schrägverzahnten Zahnrad F.
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Die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E der vorliegenden Erfindung sind rechtsgängig beziehungsweise linkgängig zur Erhöhung der Querkraft der Verschiebung, so dass nur einer der Sätze der schrägverzahnten Zahnräder C, D oder der schrägverzahnten Zahnräder E, F bestehen muss und es keine Beschränkung hinsichtlich des anderen Satzes von schrägverzahnten Zahnräder gibt, und der andere Satz von schrägverzahnten Zahnräder kann gerade Zahnräder oder schrägverzahnte Zahnräder sein, um die Wirkung des Erzeugens einer Querkraft durch die schrägverzahnten Zahnräder zu erzielen, um eine Pedalkraft des leistungsunterstützenden Fahrrads 2 zu erfassen.
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Aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels ergeben sich folgende Vorteile und Wirkungen:
Während des Vorwärtspedalierens dreht sich das schrägverzahnte Zahnrad C gegen den Uhrzeigersinn, um die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E anzutreiben, sich axial in Richtung des linken Endes A1 zu verschieben, und der Hall-Sensor N erfasst eine elektrische Spannung, welche höher ist als der Anfangswert und geeignet ist zur Übertragung von Unterstützungsantriebskraft, welche vom Motor O an das Kettenzahnrad G1 ausgegeben wird, um so die Kette J anzutreiben; und während des Rückwärtspedalierens dreht sich das schrägverzahnte Zahnrad C im Uhrzeigersinn, um die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E anzutreiben, sich axial in Richtung des rechten Endes A2 zu verschieben, so dass der erfasste Wert wieder auf den ursprünglichen Wert oder einen Wert noch kleiner als der Anfangswert zurückkehrt, um den Motor O schnell am Abgeben von Antriebskraft zu hindern, und das Rückwärtspedalieren treibt die Kette J an, sich im Uhrzeigersinn zu drehen, um die Ansprech- und Bremsfunktionen der Bremsnabe des Hinterrades K1 zu erzielen, um so die Rücktrittbremsfunktion zu bewirken.
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Wenn die Außenseite der Sperrscheibe B am letzten Untersetzungszahnrad S1 des Untersetzungsmechanismus fixiert ist und das Hinterrad K1 sich in derselben Richtung synchron mit der hinteren Kettenscheibe dreht, wird der elektrische Spannungssensorwert unter den ursprünglichen Wert während des Rückwärtspedalierens absinken, so dass der Motor O und die Untersetzungszahnräder Q1, R1, S1 in die rückwärtige Richtung gedreht werden, um so die Sperrscheibe B, das Kettenzahnrad G1 und das Hinterrad zur Drehung im Uhrzeigersinn anzutreiben, um sich vorwärts in eine umgekehrte Richtung zu bewegen.
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Es gibt einen Spalt zwischen der Tellerfeder T und dem schrägverzahnten Schiebezahnrad E zur Steuerung der schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E, um sich bis zum rechten Ende A2 zu verschieben, so dass, nachdem sich die schrägverzahnten Schiebezahnräder D, E in Richtung des rechten Endes A2 verschoben haben, um mit der Tellerfeder T in Kontakt zu treten, die Wirkkräfte zurück zur ersten Getriebewelle A übertragen werden. Während des übertragenden Rückwärtspedalierens werden die Wirkkräfte, welche vom schrägverzahnten Schiebezahnrad E auf die erste Getriebewelle A übertragen werden, durch die Wirkkraft des schrägverzahnten Schiebezahnrads E aufgehoben, welches am schrägverzahnten Zahnrad F vorgesehen ist, um die Lager U zu schützen, welche jeweils an den beiden Enden der zweiten Getriebewelle L eingebaut sind, und um die axiale Druckkraft der zweiten Getriebewelle L auszuschalten.
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Das schrägverzahnte Zahnrad F weist einen festen Schlupf θ auf, welcher zwischen dem männlichen Ende und dem weiblichen Ende des konkaven und konvexen Steckverbinders Q, der mit der Sperrscheibe B zusammenpasst, vorhanden ist. Wenn die Antriebskraft von der Vorwärtsrichtung in die Rückwärtsrichtung umgeschaltet wird und bevor die Reibung, welche zwischen dem männlichen Ende und dem weiblichen Ende des konkaven und konvexen Steckverbinders Q erzeugt wird, den konkaven und konvexen Steckverbinder Q zu einem toten Punkt dreht, wird eine Druckkraft in die Rückwärtsrichtung durch das schrägverzahnte Schiebezahnrad E und das schrägverzahnte Schiebezahnrad D erzeugt, um den erfassten Wert zurück auf den anfänglichen Wert oder sogar auf einen Wert kleiner als der Anfangswert zurückkehren zu lassen, um so den Motor O anzutreiben, das Drehen der Untersetzungszahnräder Q1, R1, S1 zu stoppen, und dann beginnt, nachdem das schrägverzahnte Zahnrad F sich im Uhrzeigersinn zu einem Winkel ohne Schlupf weitergedreht hat, der konkave und konvexe Steckverbinder Q mit dem Antreiben der Sperrscheibe B und des Kettenzahnrades G1, um sich im Uhrzeigersinn zu drehen, und hindert den Motor O am Fortsetzen des Antreibens der Untersetzungszahnräder Q1, R1, S1, um sich zu drehen, wenn ein Fahrer auf Rückwärtspedalieren umschalten möchte. Diese Anordnung kann ein ruckendes Gefühl für den Fahrer verhindern.
