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TECHNISCHES GEBIET
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Die Technisches Gebiet der Offenbarung beinhaltet im Allgemeinen Elektrofahrräder und im Besonderen Elektrofahrräder mit angetriebenen internen Antriebsnaben.
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HINTERGRUND
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Ein Elektrofahrrad kann unterschiedliche Radanordnungen haben und einen On-board-Elektromotor beinhalten, der für den Antrieb über einen oder mehrere Gänge verwendet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERLÄUTERNDEN VARIATIONEN
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Eine Reihe von Variationen kann ein Produkt beinhalten, das einen Zahnradsatz und einen ersten, zweiten und dritten mechanischen Mechanismus beinhaltet. Jeder mechanische Mechanismus kann alternativ geöffnet oder geschlossen werden und jeweils mit dem Zahnradsatz verbunden werden. Die mechanischen Mechanismen können unterschiedlich geöffnet oder geschlossenen werden, wodurch eine Reihe an Zahnradübersetzungsverhältnissen über den Zahnradsatz entsteht. Es kann ein vierter mechanischer Mechanismus oder eine feste Verbindung enthalten sein. Es kann eine Betriebsart vorgesehen sein, worin der erste, zweite und dritte mechanische Mechanismus offen sind und der vierte mechanische Mechanismus geschlossen ist oder die feste Verbindung zur Verfügung steht.
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Andere illustrative Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden aus der nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung ersichtlich werden. Es sollte verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung offenbaren, nur für Erläuterungszwecke bestimmt sind und nicht zur Begrenzung des Umfangs der Erfindung gedacht sind.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausgewählte Beispiele von Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung werden vollständiger aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verstanden, worin:
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In 1 ist ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen dargestellt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen.
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3 veranschaulicht Hebeldiagramme eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen.
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4 zeigt eine Schemazeichnung eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen.
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5 veranschaulicht Hebeldiagramme eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen.
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6 veranschaulicht Hebeldiagramme eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen.
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7 zeigt eine Schemazeichnung eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen.
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8 veranschaulicht Hebeldiagramme eines Antriebsstrangs für ein Elektrofahrrad gemäß einer Reihe von Variationen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ILLUSTRATIVEN VARIATIONEN
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Die folgende Beschreibung der Variationen ist lediglich veranschaulichend in der Natur und ist in keiner Weise dazu gedacht, den Umfang der Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken.
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1 veranschaulicht eine Reihe von Variationen für ein Elektrofahrrad 40 In jeder der Variationen kann das Elektrofahrrad 40 einen Rahmen 42 beinhalten, welcher ein Oberrohr 44 beinhalten kann, das mit einem Sitzrohr 46 verbunden ist. Vom Oberrohr 44 kann sich ein Gabelschaft 45 erstrecken. Der Gabelschaft 45 kann operativ mit einer Vorderradgabel 56 verbunden sein, welche mit einem Vorderrad 54 verbunden sein kann. Eine Lenkstange 48 kann am Gabelschaft 45 angebracht sein und diese kann zum Bestimmen der Richtung des Vorderrades 54 mithilfe der Vorderradgabel 56 verwendet werden. An der Lenkstange 50 können Steuerhebel 48 bereitgestellt sein, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie mit einem oder mehreren elektronischen Steuergeräten 58, einem oder mehreren mechanischen Mechanismen (siehe unten) und/oder dem Motor/Generator 60 kommunizieren, wie später näher ausgeführt. Jeder mechanische Mechanismus kann in einer Reihe von Variationen mechanisch oder elektrisch betrieben werden. Das mindestens eine elektronische Steuergerät 58 kann elektronische Verarbeitungskomponenten für den Empfang von Eingangssignalen und zum Aussenden von Signalen zur Steuerung mehrerer Komponenten des Elektrofahrrades 40 beinhalten, was das Senden von Ausgangssignalen zur Steuerung des Betriebs des Elektromotors/Generators 60 beinhalten kann. In einer Reihe von Variationen kann das mindestens eine Steuergerät 58 einen Speicher, einen Prozessor sowie Software und/oder Hardware zum Verarbeiten von Eingangssignalen und zum Generieren von Ausgangssignalen beinhalten, und es kann Formeln, Nachschlagetabellen oder andere Mittel zum Vergleichen und Verarbeiten von Daten beinhalten. Ein Bremshebel 52 kann auf Wunsch ebenfalls am Lenker 48 vorhanden sein.
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Das elektrische Fahrrad 40 kann zudem eine Kurbelgarnitur 62 beinhalten, welche eine Kurbelwelle 64 mit einer ersten Pedalbaugruppe 66 und einer zweiten Pedalbaugruppe 70 beinhalten, die damit verbunden sind. Die erste Pedalbaugruppe 66 kann ein erstes Fußpedal 68 beinhalten, und die zweite Pedalbaugruppe 70 kann ein zweites Fußpedal 72 beinhalten. Ein verknüpftes Element 71, z. B. ein Ritzel, eine Riemenscheibe oder ein anderer Mechanismus, kann operativ mit der Kurbelwelle 64 zum Antreiben eines Verbindungsorgans 76 verbunden sein. Das Verbindungsorgan 76 kann eine Kette oder ein Riemen oder eine andere Form von Verbindung sein und muss geeignet sein, um das Verbindungselement 71 aufzunehmen. Das Verbindungsorgan 76 kann operativ mit einem hinteren Element 78, z. B. einem Ritzel, einer Riemenscheibe oder einem anderen Mechanismus verbunden sein, das operativ mit einer Nabe 80 eines Hinterrad 82 verbunden ist. Die Nabe 80 kann ein Gehäuse haben, das fest und drehbar mit dem Hinterrad 82 verbunden ist, z. B. durch eine Reihe von Speichen.
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Das Elektrofahrrad 40 kann so konstruiert und angeordnet sein, dass ein Fahrer eine erste und eine zweite Pedalbaugruppe 66, 70 in einer vollumfänglichen Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann, um das Elektrofahrrad 40 mit Strom zu versorgen, oder es kann einem Fahrer gestatten, ein pedalkraftbasiertes Antriebssystem zu nutzen, worin die erste und die zweite Pedalbaugruppe 66, 70 in einer ungefähr horizontalen Position fixiert sein können, sodass ein Fahrer intuitive Eingabebefehle geben kann, indem er eine Kraft auf das erste Fußpedal 68, das mit der ersten Pedalbaugruppe 66 verbunden ist, oder auf ein zweites Fußpedal 72, das mit der zweiten Pedalbaugruppe 70 verbunden ist, in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn ausübt. Die Eingabebefehle sind für den Fahrer intuitiv und können ähnlich wie beim Fahren eines unmotorisierten Fahrrades sein, worin der Fahrer durch Ausüben von Kraft auf ein vorwärts positioniertes Fußpedal eine im Uhrzeigersinn wirkende Kraft auf eine Fahrrad-Kurbelgarnitur ausübt, um so das Fahrrad in Vorwärtsrichtung zu bewegen, und worin der Fahrer das Fahrrad durch Ausüben einer Kraft auf ein rückwärts positioniertes Fußpedal eine entgegen dem Uhrzeigersinn wirkende Kraft auf die Fahrrad-Kurbelgarnitur verlangsamt. Die hierin gemachten Angaben „im Uhrzeigersinn“ und „entgegen dem Uhrzeigersinn“ beziehen sich auf die rechte Seite des Fahrrades, wobei der Fahrer in Vorwärtsrichtung der Bewegung des Elektrofahrrades 40 blickt. Das Elektrofahrrad 40 kann ein Fahrrad, Dreirad oder ein vierrädriges Elektrofahrrad mit einer Kurbelgarnitur 62 sein, die so konstruiert und angeordnet ist, dass ein Fahrer mithilfe der ersten Pedalbaugruppe 66 und der zweiten Pedalbaugruppe 70 eine Eingangsleistung erbringen kann.
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Eine Reihe von Variationen sind in 2 in schematisches Form und in 3 als Hebeldiagramme dargestellt. Wie in den 2 und 3 zusammen mit 1 dargestellt, kann ein Elektrofahrrad 40 in einer Reihe von Variationen ein Produkt 100 mit dem Elektromotor/Generator 60 beinhalten, welcher für den Antrieb des Elektrofahrrades 40 in Vorwärtsrichtung und zum Erzeugen von Elektrizität durch das Bremsen des Motors/Generators verwendet werden kann. Der Motor/Generator 60 kann angrenzend an die Pedalbaugruppen 66, 70, das Verbindungselement 71 und/oder die Kurbelwelle 64 am Rahmen 42 des Elektrofahrrads 40 angebracht sein. Der Motor/Generator 60 kann eine beliebige Anzahl von Motor/Generatorentypen für Fahrradsysteme mit mittigem Antrieb beinhalten, einschl. u.a. einen bürstenlosen Innenlauf-Ringmotor. Der Motor/Generator 60 kann einen Stator 101 und einen Rotor 102 beinhalten. Der Rotor 102 kann sich im Stator 101 drehen, der an einem Gehäuse 103 gehalten oder geerdet sein kann. Der Motor/ Generator 60 kann von einer Batterie oder beliebig vielen Batterien oder Batteriebaugruppen mit Energie versorgt werden. In einer Reihe von Variationen können ein oder mehrere Zahnradsätze im Motor/ Generator 60 positioniert sein. In einer Variation kann ein Zahnradsatz 104, ein Planetenradsatz, oder ein Verbund-Planetenzahnradsatz, operativ mit dem Motor/ Generator 60 verbunden sein und damit Teil einer gemeinsamen Baugruppe sein. Er kann verwendet werden, um ein vorteilhaftes Übersetzungsverhältnis für den Motor/ Generator 60 zu erzielen.
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In einer Reihe von Variationen kann der Zahnradsatz 104 ein Zahnrad 105 beinhalten, dass ein Sonnenrad sein und operativ und direkt oder über ein Drehmoment-Übertragungselement 117 mit dem Rotor 102 des Motors/ Generators 60 verbunden sein kann. In einer Reihe von Variationen kann das Zahnrad 105 operativ mit einen oder mehreren Zahnrädern 106, z. B. Planetenrädern, verbunden oder vernetzt sein, so dass, sich wenn das Zahnrad 105 gedreht wird, ein oder mehrere Zahnräder 106 innerhalb eines Zahnrads 107 drehen. Das Zahnrad 107 kann ein Ringzahnrad mit inneren Zähne sein. In mehreren Variationen kann das eine oder können die mehreren zweite(n) Planetenrad/Planetenräder 106 operativ mit einem zweiten Träger 108 verbunden sein und in unterschiedlichen Zuständen kann sich der Träger 108 drehen, wenn das eine bzw. die mehreren Zahnrad/Zahnräder 106 gedreht werden. Das eine oder die mehreren Zahnräder 106 können duale Ritzelräder als gestufte Ritzel mit einem größeren Durchmesser 109 sein, die mit einem Zahnrad 111 und einem Ritzel mit kleinerem Durchmesser 115 verbunden oder vernetzt sind, das mit den Zahnrädern 105, 107 verbunden oder vernetzt ist. Das Zahnrad 111 kann ein Ringzahnrad mit inneren Zähne sein und am Gehäuse 103 gehalten oder geerdet werden, damit es sich nicht dreht. Das Zahnrad 107 kann ein Ringzahnrad mit inneren Zähne sein.
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Die Zahnradsatz 104 kann operativ mit dem Verbindungsorgan 76 über das Verbindungselement 71 verbunden sein. Das Verbindungsorgan 76 kann über das Verbindungselement 71 oder das hintere Verbindungselement 78 antreiben oder angetrieben werden. In einer Reihe von Variationen kann der Zahnradsatz 104 operativ mit dem Rotor 102 des Motors/ Generators 60 verbunden sein und durch diesen angetrieben werden. Zahnrad 105 kann ein oder mehrere Zahnräder 106 und den Träger 108 drehen. Da Zahnrad 111 gehalten oder geerdet ist und damit seine Drehung verhindert wird, können sich die einer oder mehrere Gänge 106 um die Innenseite des Zahnrads 111 und den Träger 108 in der gleichen Richtung wie der Rotor 102 und mit einer geringeren Geschwindigkeit drehen. Dadurch kann eine hohe Geschwindigkeitseingabe vom Motor/ Generator 60 an das Verbindungselement 71 über den Zahnradsatz 104 erzeugt werden.
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In einer Reihe von Variationen erfolgt die Ausgabe von dem Zahnradsatz 104 des Zahnrads 107 an das Verbindungselement 71 und kann über ein Drehmoment-Übertragungselements 112 bereitgestellt werden. Aus dem Ritzel 115 kann ein Drehmoment über ein Drehmoment-Übertragungselement 112 übertragen werden. Das Drehmoment-Übertragungselement 112 kann ein Rohr oder eine andere Struktur für die Übertragung zwischen dem Zahnrad 107 und dem Verbindungselement 71 sein und kann ein Teil des Zahnrads 107 oder einer verbundenen Komponente sein.
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In einer Reihe von Variationen kann die Kurbelgarnitur 62 eine Kurbelwelle 64 beinhalten, die sich bis zum Zahnradsatz 104 z. B. über das Drehmoment-Übertragungselement 112 erstreckt. Die Kurbelgarnitur 62 kann mit dem Drehmoment-Übertragungselement 112 über einen mechanische Mechanismus 57 verbunden sein. In einer Reihe von Variationen kann der mechanische Mechanismus 57 eine Kupplung und/oder einen Ein-Wege-Ventilmechanismus beinhalten, sodass das Drehmoment-Übertragungselement 112 vom Motor/Generator 60 oder durch das Verbindungselement 71 schneller als die Kurbelwelle 64 angetrieben werden kann. In einer Reihe von Variationen kann der mechanische Mechanismus 57 so konstruiert und angeordnet werden kann, dass das Drehmoment, wenn die mechanische Mechanismus 57 geschlossen oder operativ im Ein-Wege-Kupplung-Modus angetrieben wird, darüber im Verbindungselement 71 durch die Drehung der Kurbelgarnitur 62 erzeugt wird.
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In einer Reihe von Variationen der Nabe 80 kann ein Welle 130 eine Achsenwelle und diese wiederum mit dem Boden 131 angetrieben werden, der im das Hinterrad 82 gelagert ist. Die Welle 130 kann mit einem Zahnradsatz 129 an einem Zahnrad 132, z. B. einem Sonnenrad, über einen mechanischen Mechanismus 133 verbunden sein. Die mechanische Mechanismus 133 kann eine Kupplung sein oder eine Gleitkeilkupplung oder ein anderen mechanische Mechanismus beinhalten, der das antreibende Drehmoment zwischen dem Zahnrad 132 und der geschlossenen Welle 130 sowie eine relative Drehung zwischen der Welle 130 und dem offenen Zahnrad 132 erzeugt. In einer Reihe von Variationen kann die Welle 130 mit dem Zahnradsatz 129 über ein Zahnrad 134, z. B. ein Sonnenrad, über einen mechanischen Mechanismus 135 verbunden werden. Der mechanische Mechanismus 135 kann eine Kupplung sein oder eine Gleitkeilkupplung oder einen anderen mechanische Mechanismus beinhalten, der das antreibende Drehmoment zwischen dem Zahnrad 134 und der geschlossenen Welle 130 sowie eine relative Drehung zwischen der Welle 130 und dem offenen Zahnrad 134 erzeugt. Das Zahnrad 132 kann in ein Zahnrad 136, z. B. einem Planetenzahnrad, greifen sein und das Zahnrad 134 kann in ein Zahnrad 138, z. B. einem Planetenzahrad greifen. In einer Reihe von Variationen können die Gänge 136 und 138 jeweils eines der mehreren Planetenräder sein, die von einem Träger 137 gestützt werden. Die Zahnräder 136 und 138 können untereinander und die Zahnräder 136 und 138 können mit verschieden großen Ritzeln einer Stufenplanet-Zahnrad-Anordnung verbunden sein. Das Zahnrad 138 kann einen größeren Durchmesser und das Zahnrad 136 kann einen kleineren Durchmesser haben, damit unterschiedliche Zahnrad-Übersetzungsverhältnisse bereitgestellt werden. In einer Reihe von Variationen können die mechanischen Mechanismen 133 und 135 in einer Kupplungsbaugruppe, wie z. B. einer Gleitkeil-Kupplungsbaugruppe, auf der Welle 130 enthalten sein.
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In einer Reihe von Variationen kann das Zahnrad 136 in ein Zahnrad 140 greifen, das ein Ringzahnrad mit inneren Zähne sein kann. Das Zahnrad 140 kann mit einem Drehmoment-Übertragungselement 142 verbunden sein, das mit einem Verbindungselement 78 verbunden sein kann. Diese Verbindung kann den Antrieb der Welle 130 vom Verbindungselement 78 über den Antriebs-Zahnradsatz 129 ermöglichen und sie kann den Antrieb des Verbindungselements 78 von der Welle 130 für regeneratives Bremsen und/oder Laden ermöglichen.
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In einer Reihe von Varianten kann der Träger 137 mit dem Drehmoment Übertragungselement 142 über einen mechanischen Mechanismus 146 verbunden sein, sodass sich das Verbindungselement 78 mit dem Träger 137 drehen kann. Die mechanische Mechanismus 146 kann eine Kupplung sein oder kann eine Gleitkeilkupplung beinhalten oder ein anderer mechanischer Mechanismus sein, der für die Drehmomentübertragung zwischen dem Träger 137 und dem Drehmoment-Übertragungselement 142 und dem verbundenen, geschlossenen Verbindungselement 78 sorgt und die relative Drehung zwischen dem Träger 137 und dem Drehmoment-Übertragungselement 142 und dem verbundenen, geöffneten Verbindungselement 78 ermöglichen kann. In einer Reihe von Variationen kann der Träger 137 mit dem Gehäuse 143 durch einen mechanischen Mechanismus 147 verbunden sein. Der mechanische Mechanismus 147 kann eine Kupplung sein, die eine Ein-Wege-Kupplung oder eine wählbare Ein-Wege-Kupplung oder eine bidirektionale wählbare Ein-Wege-Kupplung sein kann. Der mechanische Mechanismus 147 kann für die Drehmomentübertragung zwischen dem Träger 137 und dem geschlossenen Gehäuse 143 sorgen oder kann die relative Drehung zwischen dem Träger 137 und dem geöffneten Gehäuse 143 oder die Drehmomentübertragung in einer Richtung der Drehung und den Schubbetrieb in der anderen Richtung der Drehung ermöglichen.
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Das Diagramm 1 unten veranschaulicht 10 mögliche Betriebsarten (Modi a1–a10) für den Betrieb des Produkts 100 in den in den 1–3 dargestellten Variationen Ein auswählbarer fester Modus, wie der Antriebsmodus für Zahnrad 1, kann beispielsweise bereitgestellt sein, indem die mechanischen Mechanismen 135 (E1), 147 (E4) und 57 (E5) im geschlossenen Zustand und die mechanischen Mechanismen 133 (E2) und 146 (E3) im geöffneten Zustand platziert werden. Im Antriebsmodus für Zahnrad kann die Kurbelgarnitur 62 das Drehmoment auf das Verbindungselement 71 über den mechanischen Mechanismus 57 und das Drehmoment-Übertragungselement 112 erzeugen. Der Motor/Generator 60 kann das Drehmoment auf das Verbindungselement 71 über das Drehmoment-Übertragungselement 117, das Zahnrad 105, das Zahnrad 107 und das Drehmoment-Übertragungselement 112 erzeugen. Das Verbindungselement 71 kann das Drehmoment auf das Verbindungselement 78 über das Verbindungsorgan 76 erzeugen. Das Verbindungselement 78 kann das Drehmoment über das Drehmoment-Übertragungselement 142, das Zahnrad 140, die Zahnräder 136 und 138, den mechanischen Mechanismus 147 und das Gehäuse 143 übertragen. Die an 131 gehaltene oder geerdete Welle 130 bewirkt, dass die rotierenden Zahnräder 136, 138 den Träger 137 antreiben, sodass er sich um die Welle 130 dreht und das Gehäuse 143 sowie das verbundene Rad 82 in Drehung versetzt.
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Wie in Diagramm 1 dargestellt, kann z. B. ein Modus mit niedriger Verlustleistung (Leerlaufrollen) vorgesehen werden, indem die mechanischen Mechanismen
135 (E1),
133 (E2) und
146 (E3) in einem offenen Zustand und der mechanische Mechanismus
147 (E4) in geschlossenem Zustand platziert werden. In diesem Modus kann der mechanische Mechanismus
57 (E5) in einem Schubbetrieb laufen. In diesem Modus kann das Leerlaufrad
82 das verbundene Gehäuse
143 antreiben, das den Träger
137 dreht, der das Verbindungselement
78 über die Zahnräder
136,
140 und das Drehmoment-Übertragungselement
142 dreht. Die Drehung der angeschlossenen Verbindungselemente
78 und
71 verursacht den Überlauf des Drehmoment-Übertragungselements
112 auf die Kurbelwelle
64. Die Pedalbaugruppen
66,
70 können stationär bleiben.
| Modus | Pedal Status | 135 (E1) | 133 (E2) | 146 (E3) | 147 (E4) | 57 (E5) | Ergebnis |
| a1 | Pedalbetätigung | X | | | X | X | Zahnrad 1 Antrieb |
| a2 | Leerlauf | X | | | X | 0 | Zahnrad 1 Regen. |
| a3 | Leerlauf | X | | | 0 | 0 | Zahnrad 1 Leerlauf |
| a4 | Pedalbetätigung | | X | | X | X | Zahnrad 2 Antrieb |
| a5 | Leerlauf | | X | | X | 0 | Zahnrad 2 Regen |
| a6 | Leerlauf | | X | | 0 | 0 | Zahnrad 2 Leerlauf |
| a7 | Pedalbetätigung | | | X | X | X | Zahnrad 3 Antrieb |
| a8 | Leerlauf | | | X | X | 0 | Zahnrad 3 Regen |
| a9 | Leerlauf | | | X | 0 | 0 | Zahnrad 3 Leerlauf |
| a10 | Leerlauf | | | | X | 0 | Verzahnter Leerlauf |
Diagramm 1
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Wie im Nabendiagramm in 4 und im Hebeldiagramm in 5 dargestellt, kann eine Reihe von Variationen eine Nabe 150 mit einer Anzahl von Elementen mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 beinhalten, die mit den Elementen der Nabe 80 identisch sind. Die Nabe 150 kann den mechanischen Mechanismus 147 auslassen, sodass der Träger 137 nicht darüber im Gehäuse 143 angetrieben wird, aber stattdessen kann Träger 137 an Gehäuse 143 über ein Drehmoment-Übertragungselement 161 verbunden werden. Dadurch treten die Modi für einen offenen mechanischen Mechanismus 147 (E4) nicht auf. Das Drehmoment-Übertragungselement 161 kann eine direkte Verbindung zwischen dem Träger 137 und dem Gehäuse 143 über eine profilierte, verzahnten oder eine andere Verbindung herstellen.
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Die Nabe 150 kann einen mechanischen Mechanismus 145 beinhalten. In einer Reihe von Variationen kann das Drehmoment-Übertragungselement 142 an das Gehäuse 143 über den mechanischen Mechanismus 145 verbunden werden, wenn dieser geschlossen ist. Das Gehäuse 143 kann sich mit dem Verbindungselement 78 drehen und kann damit fest verbunden werden, wenn der mechanische Mechanismus 145 geschlossen oder operativ in einem Ein-Wege-Modus angetrieben wird. Der mechanische Mechanismus 145 kann eine Kupplung, z. B. eine Ein-Wege-Kupplung oder eine wählbare Ein-Wege-Kupplung, oder eine bidirektionale wählbare Ein-Wege-Kupplung sein.
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Das Diagramm 2 unten veranschaulicht
10 Betriebsarten (Modi b1–b10), die durch die Nabe
150 für die in den
1,
4 und
5 dargestellten Variationen bereitgestellt werden können. Ein Antriebsmodus für Zahnrad 1 kann beispielsweise bereitgestellt sein, indem die mechanischen Mechanismen
135 (E1) und
57 (E5) im geschlossenen Zustand und die mechanischen Mechanismen
133 (E2),
146 (E3) und
57 (E6) im geöffneten Zustand platziert werden. Ein Modus mit niedriger Verlustleistung (Leerlaufrollen) kann z. B. mit dem integrierten Drehmoment-Übertragungselement
161 vorgesehen werden, indem die mechanischen Mechanismen
135 (E1),
133 (E2),
146 (E3) und
145 (E6) in einem offenen Zustand und der mechanische Mechanismus
147 (E4) in geschlossenem Zustand platziert werden. In diesem Modus kann der mechanische Mechanismus
57 (E5) in einem offenen Zustand oder Schubbetrieb laufen.
| Modus | Pedalstatus | 135 (E1) | 133 (E2) | 146 (E3) | 57 (E5) | 145 (E6) | Ergebnis |
| b1 | Pedalbetätigung | X | | | X | | Zahnrad 1 Antrieb |
| b2 | Leerlauf | X | | | 0 | | Zahnrad 1 Leerlauf |
| b3 | Pedalbetätigung | | X | | X | | Zahnrad 2 Antrieb |
| b4 | Leerlauf | | X | | 0 | | Zahnrad 2 Leerlauf |
| b5 | Pedalbetätigung | | | X | X | X | Zahnrad 3 Antrieb |
| b6 | Pedalbetätigung | | | x | x | | Zahnrad 3 Antrieb |
| b7 | Pedalbetätigung | | | | x | x | Zahnrad 3 Antrieb |
| B8 | Leerlauf | | | X | 0 | | Zahnrad 3 Leerlauf |
| b9 | Leerlauf | | | X | 0 | X | Regen Mode |
| b10 | Leerlauf | | | | | | Verzahnter Leerlauf |
Diagramm 2
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Wie im Hebeldiagramm in 6 dargestellt, kann eine Reihe von Variationen eine Nabe 160 mit einer Anzahl von Elementen mit den gleichen Bezugszeichen wie in 3 beinhalten, die mit den Elementen dem Produkt 100 identisch sind. Die Nabe 160 kann den mechanischen Mechanismus 147 auslassen, sodass der Träger 137 nicht über diesen Mechanismus mit dem Rad 82 verbunden ist. Sie kann auch den mechanischen Mechanismus 145 auslassen, sodass das Drehmoment-Übertragungselement 142 nicht über diesen Mechanismus mit dem Rad 82 verbunden ist. Dadurch können die Betriebsarten der zugehörigen geschlossenen mechanischen Mechanismen 147 (E4) und 145 (E6) nicht auftreten.
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Das Diagramm 3 unten veranschaulicht 7 Betriebsarten (Modi c1–c7) für den Betrieb der Nabe
160 für die Variationen in den
1 und
6. Der Antrieb von Zahnrad 1 kann z. B. erzeugt werden, indem die mechanischen Mechanismen
135 (E1) und
57 (E5) im geschlossenen Zustand und die mechanischen Mechanismen
133 (E2) und
146 (E3) im geöffneten Zustand platziert werden. Auch kann z. B. ein Modus mit einer niedrigen Verlustleistung vorgesehen sein (verzahnter Freilauf), indem die mechanischen Mechanismus
135 (E1),
133 (E2) und
146 (E3) in geöffnetem Zustand platziert werden. In diesem Modus kann der mechanische Mechanismus
57 (E5) an Kurbelgarnitur
62 in einer offenen Zustand oder Schubbetrieb laufen.
| Modus | Pedalstatus | 135 (E1) | 133 (E2) | 146 (E3) | 57 (E5) | Ergebnis |
| c1 | Pedalbetätigung | X | | | X | Zahnrad 1 Antrieb |
| c2 | Freilauf | X | | | 0 | Zahnrad 1 Regen |
| c3 | Pedalbetätigung | | X | | X | Zahnrad 2 Antrieb |
| c4 | Freilauf | | X | | 0 | Zahnrad 2 Regen |
| c5 | Pedalbetätigung | | | X | X | Zahnrad 3 Antrieb |
| c6 | Freilauf | | | X | 0 | Zahnrad 3 Regen |
| c7 | Freilauf | | | | 0 | Verzahnter Leerlauf |
Diagramm 3
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Wie in 7 und im Hebeldiagramm in 8 dargestellt, kann eine Reihe von Variationen eine Nabe 170 mit einer Anzahl von Elementen mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 und 3 beinhalten, die mit den Elementen der Nabe 80 identisch sind. Die Nabe 170 kann den mechanischen Mechanismus 145 beinhalten. In einer Reihe von Variationen kann das Drehmoment-Übertragungselement 142 an das Gehäuse 143 über den mechanischen Mechanismus 145 verbunden werden, wenn dieser geschlossen ist. Das Gehäuse 143 kann sich mit dem Verbindungselement 78 drehen und kann damit fest verbunden werden, wenn der mechanische Mechanismus 145 geschlossen oder operativ in einem Ein-Wege-Modus angetrieben wird. Der mechanische Mechanismus 145 kann eine Kupplung, z. B. eine Ein-Wege-Kupplung oder eine wählbare Ein-Wege-Kupplung, oder eine bidirektionale wählbare Ein-Wege-Kupplung sein.
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Diagramm 4 unten veranschaulicht
22 Betriebsarten (Modi d1–d22) für den Betrieb der Variationen der
7 und
8. Ein Antriebsmodus für Zahnrad 1 kann beispielsweise bereitgestellt sein, indem die mechanischen Mechanismen
135 (E1),
147 (E4) und
57 (E5) im geschlossenen Zustand und die mechanischen Mechanismen
133 (E2),
146 (E3) und
145 (E6) im geöffneten Zustand platziert werden. Die Nabe
170 kann zudem alle Betriebsarten der Diagramme 1, 2 und 3 bereitstellen.
| Modus | Pedalstatus | 35 (E1) | 33 (E2) | 46 (E3) | 47 (E4) | 7 (E5) | 45 (E6) | Ergebnis |
| d1 | Pedalbetätigung | X | | | X | X | X | Radblockierung |
| d2 | Pedalbetätigung | X | | | X | X | | Zahnrad 1 Antrieb |
| d3 | Leerlauf | X | | | X | | X | Radblockierung |
| d4 | Leerlauf | X | | | X | | | Zahnrad 1 Regen |
| d5 | Pedalbetätigung | X | | | | X | X | Zahnrad 3 Antrieb |
| d6 | Pedalbetätigung | X | | | | X | | Verzahnter Freilauf |
| d7 | Leerlauf | X | | | | | X | Zahnrad 3 Regen |
| d8 | Freilauf | X | | | | | | Verzahnter Freilauf |
| d9 | Pedalbetätigung | | X | | X | X | X | Radblockierung |
| d10 | Pedalbetätigung | | X | | X | X | | Zahnrad 2 Antrieb |
| d11 | Leerlauf | | X | | X | | X | Radblockierung |
| d12 | Leerlauf | | X | | X | | | Zahnrad 2 Regen |
| d13 | Pedalbetätigung | | X | | | X | | Verzahnter Freilauf |
| d14 | Pedalbetätigung | | X | | | X | X | Zahnrad 3 Antrieb |
| d15 | Leerlauf | | X | | | | X | Zahnrad 3 Regen. |
| d16 | Pedalbetätigung | | | X | X | X | X | Zahnrad 3 Antrieb |
| d17 | Pedalbetätigung | | | X | X | X | | Zahnrad 3 Antrieb |
| d18 | Leerlauf | | | X | X | | X | Zahnrad 3 Regen |
| d19 | Leerlauf | | | X | X | | | Zahnrad 3 Regen |
| d20 | Pedalbetätigung | | | X | | X | X | Zahnrad 3 Antrieb |
| d21 | Pedalbetätigung | | | X | | X | | Verzahnter Freilauf |
| d22 | Leerlauf | | | X | | | X | Zahnrad 3 Regen |
Diagramm 4
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Die folgende Beschreibung der Variationen dient nur der Veranschaulichung für Komponenten, Elemente, Wirkungsweisen, Produkte und Verfahren, die als zum Umfang der Erfindung gehörig erachtet werden; sie sind in keiner Weise darauf angelegt, diesen Umfang durch gesondert offenbarte oder nicht ausdrücklich ausgeführte Inhalte einzuschränken. Die hierin beschriebenen Komponenten, Elemente, Wirkungsweisen, Produkte und Verfahren können anders als ausdrücklich hierin beschrieben kombiniert und neu angeordnet werden und werden dennoch als zum Umfang der Erfindung gehörig erachtet.
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Variation 1 kann ein Produkt mit einem Zahnradsatz und einem ersten, zweiten und dritten mechanischen Mechanismus beinhalten, wobei jeder alternativ offen oder geschlossenen sowie mit dem Zahnradsatz verbunden sein kann. Der erste, zweite und dritte mechanische Mechanismus kann unterschiedlich geöffnet oder geschlossen werden und eine Anzahl von Zahnrad-Übersetzungsverhältnissen über den Zahnradsatz ermöglichen. Es kann mindestens ein vierter mechanischer Mechanismus oder eine feste Verbindung enthalten sein. Ein Betriebsart kann vorgesehen sein, wobei: (a) der erste, zweite und dritte mechanische Mechanismus offen sind und (b) der vierte mechanische Mechanismus geschlossen ist oder die feste Verbindung zur Verfügung steht.
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Variation 2 kann das Produkt gemäß Variation 1 und ein Rad beinhalten. Der mindestens eine der vier mechanischen Mechanismen oder eine feste Verbindung kann zwischen dem Zahnradsatz und dem Rad verbunden sein.
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Variation 3 kann das Produkt gemäß Variation 2 beinhalten, worin sich der Zahnradsatz in einem Gehäuse befinden kann. Das Gehäuse kann zwischen dem mindestens einen der vier mechanischen Mechanismen oder der festen Verbindung und dem Rad verbunden sein.
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Variation 4 kann das Produkt gemäß Variation 3 und einen fünften mechanischen Mechanismus beinhalten, der zwischen dem Zahnradsatz und dem Gehäuse verbunden werden kann.
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Variation 5 kann das Produkt gemäß den Variationen 1 bis 4 und sowohl den vierten mechanischen Mechanismus als auch die feste Verbindung beinhalten.
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Variation 6 kann das Produkt gemäß der Variationen 1 bis 5 beinhalten, worin der erste, zweite, dritte und vierte mechanische Mechanismus Kupplungen umfassen können.
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Variation 7 kann das Produkt gemäß einer der Variationen 1 bis 6 und ein Gehäuse beinhalten, das um den Zahnradsatz und ein mit dem Zahnradsatz verbundenen Kettenrad platziert ist. Die Zahnradsatz kann einen Träger beinhalten, der mindestens ein Zahnrad stützt. Der dritte mechanische Mechanismus kann zwischen dem Kettenrad und dem Träger verbunden werden. Ein Drehmoment-Übertragungselement kann sich zwischen dem Kettenrad und dem dritten mechanischen Mechanismus erstrecken. Ein fünfter mechanischen Mechanismus kann zwischen dem Drehmoment-Übertragungselement und dem Gehäuse verbunden werden.
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Variation 8 kann das Produkt gemäß Variation 7 beinhalten, worin der vierte mechanische Mechanismus zwischen dem Träger und dem Gehäuse verbunden werden kann.
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Variation 9 kann das Produkt gemäß Variation 8 und eine Welle beinhalten, die sich bis zum Zahnradsatz erstreckt. Der erste und zweite mechanische Mechanismus kann zwischen der Welle und dem Zahnradsatz verbunden werden.
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Variation 10 kann ein Produkt mit einem Rad und einer Nabe beinhalten. Ein Verbindungselement kann mit der Nabe angetrieben werden und für die Eingabe in die und Ausgabe aus der Nabe sorgen. Ein Drehmoment-Übertragungselement kann mit der Nabe angetrieben werden und für die Eingabe in die und Ausgabe aus der Nabe sorgen. Der erste, zweite und dritte mechanische Mechanismus können alternativ geöffnet oder geschlossen werden und eine Reihe von Zahnrad-Übersetzungsverhältnissen über die Nabe zwischen dem Verbindungselement und dem Drehmoment-Übersetzungselement ermöglichen. Mindestens einer der vier mechanischen Mechanismen oder eine feste Verbindung kann bereitgestellt werden, über den die Nabe eine Betriebsart bereitstellen kann, worin der erste, zweite und dritte mechanische Mechanismus offen sein können. Der mindestens eine der vier mechanischen Mechanismen oder eine feste Verbindung kann zwischen dem Zahnradsatz und dem Rad verbunden sein.
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Variation 11 kann das Produkt gemäß Variation 10 beinhalten, worin das Verbindungselement ein Kettenrad sein kann. Eine Kurbel und eine Kette können enthalten sein, worin das Kettenrad von der Kurbel über die Kette angetrieben werden kann.
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Variation 12 kann das Produkt gemäß der Variationen 10 oder 11 und einen mit der Kette verbundenen Motor beinhalten.
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Variation 13 kann das Produkt gemäß der Variationen 11 oder 12 und eine Nabe beinhalten, worin der Zahnradsatz in der Nabe sein kann. Ein fünftes mechanisches Element kann in der Nabe bereitgestellt und mit dem Zahnradsatz verbunden werden.
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Variation 14 kann das Produkt gemäß Variation 11 und einen fünften mechanischen Mechanismus beinhalten, der zwischen der Kurbel und der Kette positioniert werden kann.
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Variation 15 kann ein Nabe beinhalten, die einen auswählbaren festen Modus zwischen einer Kurbel und einem Rad bereitstellt. Ein Verbindungselement kann ein Drehmoment zwischen der Nabe und der Kurbel erzeugen. Ein Drehmoment-Übertragungselement kann zwischen Nabe und Rad verbunden werden. Ein zusteuerbarer mechanischer Mechanismus kann im geschlossenen Zustand den auswählbaren festen Modus bereitstellen, indem das Verbindungselement mit dem Rad über das Drehmoment-Übertragungselement verbunden wird.
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Variation 16 kann die Nabe gemäß Variation 15 beinhalten, worin ein wählbarer Leerlaufmodus vorgesehen sein kann, wenn der mechanische Mechanismus geöffnet oder der Schubbetrieb aktiv ist.
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Variation 17 kann die Nabe gemäß der Variationen 15 oder 16 beinhalten, worin der mechanische Mechanismus eine wählbare Ein-Wege-Kupplung sein kann.
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Variation 18 kann die Nabe gemäß der Variationen 15 bis 17 beinhalten, worin das Drehmoment-Übertragungselement ein Nabengehäuse sein kann.
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Variation 19 kann die Nabe der Variationen 15 bis 18 beinhalten, worin das Verbindungselement ein Kettenrad sein kann.
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Variation 20 kann die Nabe gemäß der Variationen 15 bis 19 und eine erste, zweite und dritte Kupplung beinhalten. Die erste Kupplung kann im geschlossenen Zustand einen ersten Gang bereitstellen. Die zweite Kupplung kann im geschlossenen Zustand einen zweiten Gang bereitstellen. Die dritte Kupplung kann im geschlossenen Zustand einen dritten Gang bereitstellen. Der fester Auswahlmodus kann im ersten, zweiten und dritten Gang bereitgestellt werden.
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Die obige Beschreibung von ausgewählten Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung ist lediglich veranschaulichend in der Natur und damit sind Variationen oder Variationen davon nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung anzusehen.
