DE102021132524A1

DE102021132524A1 - Nabenanordnung für vom menschen angetriebenes fahrzeug

Info

Publication number: DE102021132524A1
Application number: DE102021132524.2A
Authority: DE
Inventors: Yuuya YONEDA; Kenkichi INOUE; Azusa Yamazaki
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2022-06-30
Also published as: TW202225032A; CN114670972A

Abstract

Es wird eine Nabenanordnung für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug bereitgestellt. Die Nabenanordnung umfasst eine Nabenachswelle, einen Nabenkörper, ein Kabel und eine Kabelschutzvorrichtung. Die Nabenachswelle weist ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende auf. Der Nabenkörper ist drehbar an der Nabenachswelle gelagert, um sich um eine Drehmittelachse der Nabenanordnung zu drehen. Das Kabel weist einen ersten Abschnitt, der innerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der außerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist. Die Kabelschutzvorrichtung ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich angeordnet. Der zweite Abschnitt des Kabels erstreckt sich entlang der Drehmittelachse, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der ersten Position ist. Der zweite Abschnitt des Kabels wird zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse gehalten, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position ist.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft allgemein eine Nabenanordnung für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug.
Hintergrundinformation
Einige Räder für vom Menschen angetriebene Fahrzeuge (z.B. für ein Fahrrad) weisen eine Nabe, eine Mehrzahl von Speichen und eine ringförmige Felge auf. Die Nabe weist eine Nabenachswelle auf, die nicht-drehbar an einem Rahmen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs montiert ist. Die Nabe weist einen Nabenkörper auf, der koaxial an die Nabenachswelle gekoppelt ist, so dass der Nabenkörper bezüglich der Nabenachswelle radial nach außen hin angeordnet ist. Die Lager sind ausgebildet und angeordnet, den Nabenkörper zu tragen, so dass sich der Nabenkörper frei um die Nabenachswelle drehen kann. Bei nahezu allen Arten von Fahrrädern, mit der Ausnahme von Fixed-Gear-Fahrrädern und Bahnradrennrädern, ist ein Rad des Fahrrads, typischerweise das Hinterrad, mit einem Fahrradfreilauf versehen, der an einer Nabe des Rades angeordnet ist. Der Fahrradfreilauf hat üblicherweise eine Freilaufkupplungsfunktion, wodurch er Drehmoment nur in einer Richtung überträgt. Somit werden Freilaufe dazu verwendet, dass sich das Fahrrad frei fortbewegen kann, ohne irgendeine Drehung der Pedale (d.h. während des Leerlaufs). Beim Leerlauf wird der Fahrradfreilauf als in einem Zustand des Freilaufens befindlich angesehen, in dem sich das Fahrradrad frei drehen kann, während die Zahnräder feststehend bleiben.
ZUSAMMENFASSUNG
Allgemein ist die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Merkmale einer Nabenanordnung für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug gerichtet. Der Begriff „vom Menschen angetriebenes Fahrzeug“, wie er hier verwendet wird, bezeichnet ein Fahrzeug, das durch zumindest menschliche Antriebskraft angetrieben werden kann, umfasst jedoch kein Fahrzeug, das nur eine andere Antriebsenergie als vom Menschen aufgebrachte Energie nutzt. Insbesondere ist ein Fahrzeug, das ausschließlich einen Verbrennungsmotor als eine Antriebsenergie nutzt, nicht von dem vom Menschen angetriebenen Fahrzeug umfasst. Es wird allgemein angenommen, dass das vom Menschen angetriebene Fahrzeug ein kompaktes, leichtes Fahrzeug ist, bei dem zum Fahren auf einer öffentlichen Straße manchmal keine Genehmigung benötigt wird. Die Anzahl der Räder an dem vom Menschen angetriebenen Fahrzeug ist nicht beschränkt. Das vom Menschen angetriebene Fahrzeug umfasst beispielsweise ein Einrad und ein Fahrzeug, das drei oder mehr Räder aufweist. Das vom Menschen angetriebene Fahrzeug schließt beispielsweise verschiedene Arten von Fahrrädern ein, wie etwa ein Mountainbike, ein Rennrad, ein Citybike, ein Lastenfahrrad und ein Liegefahrrad und ein elektrisch unterstütztes Fahrrad (E-Bike).
Angesichts des bekannten Stands der Technik und nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Nabenanordnung für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug bereitgestellt. Die Nabenanordnung umfasst im Prinzip eine Nabenachswelle, einen Nabenkörper, ein Kabel und eine Kabelschutzvorrichtung. Die Nabenachswelle weist ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende auf. Der Nabenkörper ist drehbar an der Nabenachswelle gelagert, um sich um eine Drehmittelachse der Nabenanordnung zu drehen. Das Kabel weist einen ersten Abschnitt, der innerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der außerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist. Die Kabelschutzvorrichtung ist bezüglich der Nabenachswelle zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich angeordnet. Der zweite Abschnitt des Kabels erstreckt sich entlang der Drehmittelachse, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der ersten Position ist. Der zweite Abschnitt des Kabels wird zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse gehalten, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position ist.
Mit der Nabenanordnung nach dem ersten Aspekt kann an dem Kabel entlang der Drehmittelachse der Nabenanordnung gezogen werden, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der ersten Position ist, wird aber an der Bewegung entlang Drehmittelachse gehindert, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position ist.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem ersten Aspekt so ausgebildet, dass die Kabelschutzvorrichtung bezüglich der Nabenachswelle zwischen der ersten Position und der zweiten Position schwenkbar gelagert ist.
Mit der elektrischen Baugruppe nach dem zweiten Aspekt kann dier Kabelschutzvorrichtung ohne weiteres zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt werden.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem zweiten Aspekt so ausgebildet, dass die Kabelschutzvorrichtung eine Schwenkachse aufweist, die sich in einer verdrehten oder kreuzenden Beziehung bezüglich der Drehmittelachse des Nabenkörpers erstreckt.
Mit der elektrischen Baugruppe nach dem dritten Aspekt kann die Kabelschutzvorrichtung kompakt angeordnet werden.
Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach einem von dem ersten Aspekt bis dritten Aspekt so ausgebildet, dass di Kabelschutzvorrichtung ein Drahtstab ist.
Mit der elektrischen Baugruppe nach dem vierten Aspekt kann die Kabelschutzvorrichtung leicht und kostengünstig hergestellt werden. Die Kabelschutzvorrichtung kann elastisch sein.
Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach einem von dem ersten Aspekt bis vierten Aspekt so ausgebildet, dass der erste Abschnitt des Kabels sich zumindest teilweise entlang der Drehmittelachse erstreckt.
Mit der elektrischen Baugruppe nach dem fünften Aspekt kann an dem Kabel entlang der Drehmittelachse der Nabenanordnung gezogen werden, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der ersten Position ist.
Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem fünften Aspekt so ausgebildet, dass der Drahtstab ein erstes Ende, das auf einer ersten Seite einer Bezugsebene angeordnet ist, und ein zweites Ende aufweist, das auf einer zweiten Seite der Bezugsebene angeordnet ist, in einem Fall, in dem die Bezugsebene vollständig die Drehmittelachse umfasst und zu einer Schwenkachse der Kabelschutzvorrichtung rechtwinklig ist.
Mit der elektrischen Baugruppe nach dem sechsten Aspekt kann das Kabel zuverlässig gehalten werden, wenn sich die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position befindet.
Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst Nabenanordnung nach einem von dem ersten Aspekt bis sechsten Aspekt des Weiteren ein Drehungsbeschränkungsteil, das ausgebildet ist, zwischen der Nabenachswelle und einem Rahmen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs angeordnet zu sein, so dass eine Drehung der Nabenachswelle relativ zum Rahmen beschränkt ist.
Mit der elektrischen Baugruppe nach dem siebten Aspekt kann die Nabenanordnung ohne weiteres in der passenden Ausrichtung installiert werden.
Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem siebten Aspekt so ausgebildet, dass das Drehungsbeschränkungsteil lösbar an der Nabenachswelle befestigt ist.
Mit der Nabenanordnung nach dem achten Aspekt kann das Drehungsbeschränkungsteil leicht und kostengünstig hergestellt und in der passenden Ausrichtung bezüglich des Kabels installiert werden. Das Drehungsbeschränkungsteil kann leicht ausgetauscht werden.
Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem siebten Aspekt oder dem achten Aspekt so ausgebildet, dass das Drehungsbeschränkungsteil eine Kabelführungsstruktur umfasst, die ausgebildet ist, den zweiten Abschnitt des Kabels in einer abgewinkelten Richtung bezüglich der Drehmittelachse zu führen.
Mit der Nabenanordnung nach dem neunten Aspekt kann das Kabel entsprechend geführt werden, um eine störende Wechselwirkung mit anderen Teilen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs zu vermeiden.
Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem neunten Aspekt so ausgebildet, dass die Kabelführungsstruktur des Weiteren ausgebildet ist, das Kabel in einer Radialrichtung der Nabenachswelle zu führen.
Mit der Nabenanordnung nach dem zehnten Aspekt kann das Kabel geführt werden, um einen Kontakt mit anderen Teilen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs zu vermeiden.
Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem neunten Aspekt oder dem zehnten Aspekt so ausgebildet, dass die Kabelführungsstruktur eine Nut umfasst, die ausgebildet ist, das Kabel zu führen.
Mit der Nabenanordnung nach dem elften Aspekt kann die Kabelführungsstruktur kostengünstig in mit einem einfachen Aufbau bereitgestellt werden.
Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem elften Aspekt so ausgebildet, dass die Kabelschutzvorrichtung innerhalb der Nut der Kabelführungsstruktur befestigt ist.
Mit der Nabenanordnung nach dem zwölften Aspekt kann die Kabelschutzvorrichtung ohne weiteres an dem Drehungsbeschränkungsteil befestigt werden.
Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem elften Aspekt oder dem zwölften Aspekt so ausgebildet, dass die Kabelschutzvorrichtung einen Kabelhalteabschnitt umfasst, der breiter als eine Breite des Kabels ist.
Mit der Nabenanordnung nach dem dreizehnten Aspekt kann die Kabelschutzvorrichtung zuverlässig gehalten werden, wenn sich die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position befindet.
Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach einem von dem siebten Aspekt bis dreizehnten Aspekt so ausgebildet, dass das Drehungsbeschränkungsteil eine Ausnehmung umfasst, und die Kabelschutzvorrichtung lösbar in der Ausnehmung gehalten wird, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position ist.
Mit der Nabenanordnung nach dem vierzehnten Aspekt kann die Kabelschutzvorrichtung ohne weiteres an dem Drehungsbeschränkungsteil befestigt werden, und die Kabelschutzvorrichtung kann ohne weiteres in der zweiten Position bezüglich des Drehungsbeschränkungsteils platziert werden.
Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem vierzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die Kabelschutzvorrichtung elastisch verformt wird, während die Kabelschutzvorrichtung in die und aus der Ausnehmung bewegt wird.
Mit der Nabenanordnung nach dem fünfzehnten Aspekt kann die Kabelschutzvorrichtung ohne weiteres an dem Drehungsbeschränkungsteil installiert werden oder von dem Drehungsbeschränkungsteil demontiert werden. Die Kabelschutzvorrichtung 41 kann in einer aufhebbaren Weise in entweder der ersten Position oder der zweiten Position gehalten werden.
Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach einem von dem ersten Aspekt bis fünfzehnten Aspekt des Weiteren eine elektrische Komponente, die bezüglich der Nabenachswelle nicht-drehbar angeordnet ist, und das Kabel ist ein elektrisches Kabel, das mit der elektrischen Komponente elektrisch verbunden ist.
Mit der Nabenanordnung nach dem sechzehnten Aspekt ist es möglich, Elektrizität zur Nabe und/oder davon weg zu führen.
Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem sechzehnten Aspekt so ausgebildet, dass die elektrische Komponente eine elektrische Schaltplatine umfasst und das erste Ende des elektrischen Kabels mit der elektrischen Schaltplatine elektrisch verbunden ist.
Mit der Nabenanordnung nach dem siebzehnten Aspekt ist es möglich, unterschiedliche Informationen bezüglich der Nabenanordnung unter Verwendung der elektrischen Schaltplatine zu erhalten.
Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach einem von dem ersten Aspekt bis siebzehnten Aspekt des Weiteren eine elektrische Energieerzeugungsvorrichtung, die am Nabenkörper vorgesehen ist und ausgebildet ist, elektrische Energie durch Drehung des Nabenkörpers zu erzeugen.
Mit der Nabenanordnung nach dem achtzehnten Aspekt ist es möglich, elektrische Energie aus der Drehung der Nabe zu erzeugen.
Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach einem von dem ersten Aspekt bis achtzehnten Aspekt des Weiteren eine Zahnradtragestruktur, die drehbar um die Drehmittelachse angeordnet ist, um eine Antriebskraft auf den Nabenkörper beim Drehen in einer Antriebsdrehrichtung um die Drehmittelachse zu übertragen.
Mit der Nabenanordnung nach dem neunzehnten Aspekt fungiert die Zahnradtragestruktur als Freilauf, um es der Zahnradtragestruktur zu erlauben, während des Leerlaufs mit der Drehung aufzuhören.
Nach einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Nabenanordnung für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug vorgesehen; die Nabenanordnung umfasst eine Nabenachswelle, einen Nabenkörper, ein Kabel und eine Kabelschutzvorrichtung. Die Nabenachswelle weist ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende auf. Der Nabenkörper ist drehbar an der Nabenachswelle gelagert, um sich um eine Drehmittelachse der Nabenanordnung zu drehen. Das Kabel weist einen ersten Abschnitt, der innerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt auf, der außerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist. Die Kabelschutzvorrichtung ist ein Drahtstab und ist an der Nabenachswelle angeordnet. Der zweite Abschnitt des Kabels wird zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse gehalten.
Mit der Nabenanordnung nach dem zwanzigsten Aspekt kann das Kabel in einer Position gehalten werden, um eine störende Wechselwirkung mit anderen Teilen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs zu vermeiden.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der offenbarten Nabenanordnung werden Fachleuten ebenfalls deutlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der offenbarten Nabenanordnung offenbart.
Figurenliste
Es wird nun Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:

1 ist eine Seitenansicht eines vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs (d.h. eines Fahrrads), das mit einer Nabenanordnung (d.h. einer Fahrradnabenanordnung) nach einer ersten Ausführungsform versehen ist;
2 ist eine Längsansicht der Nabenanordnung, die an dem Fahrzeugkörper des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs befestigt ist, das in 1 dargestellt wird;
3 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Nabenanordnung;
4 ist eine perspektivische Ansicht der Nabenanordnung, die in den 2 und 3 dargestellt wird, in der jedoch ausgewählte Teile entfernt wurden, um das Lagerdistanzstück zu zeigen;
5 ist eine Längsquerschnittsansicht der in den 2 bis 4 gezeigten Nabenanordnung, entlang der Schnittlinie 5-5 in 3 betrachtet;
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines ersten Abschnitts der Nabenanordnung, die in 5 dargestellt ist;
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines zweiten Abschnitts der Nabenanordnung, die in 5 dargestellt ist;
8 ist eine perspektivische Ansicht der Nabenanordnung, die in den 2 bis 5 dargestellt wird, in der ausgewählte Abschnitte der Nabe weggebrochen wurden;
9 ist eine Endseitenaufrissansicht der Nabenanordnung, die in den 2 bis 5 dargestellt wird, bei der ausgewählte Teile der Nabe entfernt wurden;
10 ist eine partielle auseinandergezogene perspektivische Ansicht der elektrischen Baugruppe der Nabenanordnung, die in den 2 bis 5 dargestellt wird;
11 ist eine partielle Seitenaufrissansicht eines Endabschnitts der Nabenanordnung, die in den 2 bis 5 gezeigt wird, in der das Kabel zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse der Nabenanordnung gehalten wird, wenn die Kabelschutzvorrichtung in einer zweiten (beschränkenden) Position ist;
12 ist eine Längsschnittansicht des Endabschnitts, der in 11 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten (beschränkenden) Position ist;
13 ist eine partielle Seitenaufrissansicht des Endabschnitts, der in den 11 und 12 gezeigt wird, in der jedoch die Kabelschutzvorrichtung in einer ersten (nicht-beschränkenden) Position ist, in der das Kabel frei parallel zur Drehmittelachse der Nabenanordnung bewegt werden kann;
14 ist eine Längsschnittansicht des Endabschnitts, der in den 11 bis 13 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der ersten (nicht-beschränkenden) Position ist;
15 ist eine perspektivische Ansicht des Endabschnitts, der in den 11 bis 14 gezeigt wird, in der jedoch die Kabelschutzvorrichtung in der ersten (nicht-beschränkenden) Position ist;
16 ist eine partielle Endseitenaufrissansicht des Endabschnitts, der in den 11 bis 15 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der ersten (nicht-beschränkenden) Position ist;
17 ist eine perspektivische Ansicht des Endabschnitts, der in den 11 bis 16 gezeigt wird, in der jedoch die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten (beschränkenden) Position ist;
18 ist eine partielle Endseitenaufrissansicht des Endabschnitts, der in den 11 bis 17 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten (beschränkenden) Position ist;
19 ist eine partielle Draufsicht des Endabschnitts, der in den 11 bis 18 gezeigt wird, in der das Kabel zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse der Nabenanordnung gehalten wird, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten (beschränkenden) Position ist;
20 ist eine vergrößerte Endseitenaufrissansicht der Endkappe der Nabenanordnung, die in den 2 bis 5 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der ersten (nicht-beschränkenden) Position ist;
21 ist eine vergrößerte Draufsicht der Endkappe, die in 20 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der ersten (nicht-beschränkenden) Position ist;
22 ist eine Längsschnittansicht der Endkappe, die in den 20 und 21 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der ersten (nicht-beschränkenden) Position ist;
23 ist eine vergrößerte Endseitenaufrissansicht der Endkappe, die in den 20 bis 22 gezeigt wird, in der jedoch die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten (beschränkenden) Position ist;
24 ist eine vergrößerte Draufsicht der Endkappe, die in den 20 bis 23 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten (beschränkenden) Position ist;
25 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Endkappe, die in den 20 bis 24 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten (beschränkenden) Position ist; und
26 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Endkappe, die in den 20 bis 25 gezeigt wird, in der die Kabelschutzvorrichtung von der Endkappe abgenommen wurde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausgewählte Ausführungsformen werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. Es wird Fachleuten auf dem Gebiet der vom Menschen angetriebenen Fahrzeuge (z.B. dem Gebiet der Fahrräder) aus dieser Offenbarung heraus deutlich sein, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur zur Verdeutlichung vorgesehen sind, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben ist.
Nimmt man anfänglich Bezug auf 1, wird eine Nabenanordnung 10 an einem vom Menschen angetriebenen Fahrzeug V vorgesehen. Mit anderen Worten wird das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V (d.h. ein Fahrrad) gezeigt, das mit der Nabenanordnung 10 nach einer dargestellten Ausführungsform ausgestattet ist. Hier, in der gezeigten Ausführungsform, ist die Nabenanordnung 10 eine Fahrradnabe. Genauer ist die Nabenanordnung 10 eine hintere Fahrradnabe. Auch ist hier, in der gezeigten Ausführungsform, die Nabenanordnung 10 ein Nabendynamo, um eine oder mehr Komponenten des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V mit elektrischer Energie zu versorgen. Jedoch ist die Nabenanordnung 10 nicht auf ein Nabendynamo beschränkt. Insbesondere können bestimmte Aspekte der Nabenanordnung 10 vorgesehen sein, die elektrische Energie nicht erzeugen. Während die Nabenanordnung 10 als eine hintere Nabe dargestellt wird, können auch bestimmte Aspekte der Nabenanordnung 10 an einer vorderen Nabe vorgesehen werden. Somit ist die Nabenanordnung 10 nicht auf eine hintere Nabe beschränkt.
Hier ist das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V ein elektrisch unterstütztes Fahrrad (E-Bike). Alternativ kann das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V ein Rennrad, ein Citybike, ein Lastenfahrrad und ein Liegefahrrad sein, oder ein anderer Typ Off-Road-Fahrrad, wie etwa ein Cyclocross-Rad. Wie in 1 zu sehen, umfasst das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V einen Fahrzeugkörper VB, der durch ein Hinterrad RW und ein Vorderrad FW getragen wird. Der Fahrzeugkörper VB umfasst im Prinzip einen Vorderrahmenkörper FB und einen Hinterrahmenkörper RB (eine Schwinge). Der Fahrzeugkörper VB ist auch mit einem Lenker H und einer Vorderradgabel FF zum Lenken des Vorderrades FW versehen. Der Hinterrahmenkörper RB ist schwingend an einen hinteren Abschnitt des Vorderrahmenkörpers FB derart montiert, dass der Hinterrahmenkörper RB bezüglich des Vorderrahmenkörpers FB schwenken kann. Das Hinterrad RW ist an ein hinteres Ende des Hinterrahmenkörpers RB montiert. Ein hinterer Stoßdämpfer RS ist wirksam zwischen dem Vorderrahmenkörper FB und dem Hinterrahmenkörper RB angeordnet. Der hintere Stoßdämpfer RS ist zwischen dem Vorderrahmenkörper FB und dem Hinterrahmenkörper RB vorgesehen, um die Bewegung des Hinterrahmenkörpers RB bezüglich des Vorderrahmenkörpers FB zu steuern. Der hintere Stoßdämpfer RS absorbiert nämlich Stöße, die von dem Hinterrad RW übertragen werden. Das Hinterrad RW ist drehbar an dem Hinterrahmenkörper RB montiert. Das Vorderrad FW ist über die Vorderradgabel FF an dem Vorderrahmenkörper FB montiert. Das Vorderrad FW ist nämlich an ein unteres Ende der Vorderradgabel FF montiert. Eine höhenjustierbare Sattelstütze ASP ist an einem Sattelrohr des Vorderrahmenkörpers FB in herkömmlicher Weise montiert und trägt einen Fahrradsitz oder -sattel S in jeder geeigneten Weise. Die Vorderradgabel FF ist schwenkbar an einem Steuerrohr des Vorderrahmenkörpers FB montiert. Der Lenker H ist an ein oberes Ende einer Lenksäule oder eines Gabelschaftrohrs der Vorderradgabel FF montiert. Die Vorderradgabel FF absorbiert Stöße, die von dem Vorderrad FW übertragen werden. Bevorzugt sind der hintere Stoßdämpfer RS und die Vorderradgabel FF elektrisch justierbare Federungen. Beispielsweise kann die Steifigkeit und/oder Hublänge des hinteren Stoßdämpfers RS und der Vorderradgabel FF justiert werden.
Das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V umfasst des Weiteren einen Antriebsstrang DT und eine elektrische Antriebseinheit DU, die wirksam mit dem Antriebsstrang DT gekoppelt ist. Hier ist beispielsweise der Antriebsstrang DT ein Kettenantriebstyp, der eine Kurbel C, ein vorderes Zahnrad FS, eine Mehrzahl von hinteren Zahnrädern CS und eine Kette CN umfasst. Die Kurbel C umfasst eine Kurbelachswelle CA1 und ein Paar Kurbelarme CA2. Die Kurbelachswelle CA1 ist über die elektrische Antriebseinheit DU am Vorderrahmenkörper FB drehbar gelagert. Die Kurbelarme CA2 sind an gegenüberliegenden Enden der Kurbelachswelle CA1 vorgesehen. Ein Pedal PD ist drehbar an das distale Ende jedes der Kurbelarme VA2 gekoppelt. Der Antriebsstrang DT kann aus allen Typen ausgewählt werden, und kann vom Typ Riementrieb oder Wellenantrieb sein.
Die elektrische Antriebseinheit DU weist einen Elektromotor auf, der dem vorderen Zahnrad FS eine Antriebsunterstützungskraft bereitstellt. Die elektrische Antriebseinheit DU kann betätigt werden, um den Vortrieb des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V in herkömmlicher Weise zu unterstützen. Die elektrische Antriebseinheit DU wird beispielsweise gemäß einer menschlichen Antriebskraft betätigt, die auf die Pedale PD ausgeübt wird. Die elektrische Antriebseinheit DU wird durch elektrische Energie betätigt, die von einem Hauptbatteriesatz BP geliefert wird, der an einem Unterrohr des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V montiert ist. Der Hauptbatteriesatz BP kann andere Fahrzeugkomponenten, wie etwa den hinteren Umwerfer RD, die höhenjustierbare Sattelstütze ASP, den hinteren Stoßdämpfer RS, die Vorderradgabel FF und jede anderen Fahrzeugkomponente, die elektrische Energie nutzt, mit elektrischer Energie versorgen.
Das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V umfasst des Weiteren einen Fahrradcomputer SC. Hier ist der Fahrradcomputer SC an dem Vorderrahmenkörper FB montiert. Alternativ kann der Fahrradcomputer SC an dem Lenker H vorgesehen sein. Der Fahrradcomputer SC meldet dem Fahrer verschiedene Fortbewegungs- und/oder Betriebszustände des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V. Der Fahrradcomputer SC kann auch verschiedene Steuerprogramme zum automatischen Steuern einer oder mehr Fahrzeugkomponenten umfassen. Beispielsweise kann der Fahrradcomputer SC mit einem automatischen Schaltprogramm zum Wechseln der Gänge des hinteren Umwerfers RD basierend auf einem oder mehr Fortbewegungs- und/oder Betriebszuständen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V versehen sein.
Hier umfasst das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V des Weiteren einen hinteren Umwerfer RD, der an dem Hinterrahmenkörper RB befestigt ist, um die Kette CN zwischen den hinteren Zahnrädern CS zu verschieben. Der hintere Umwerfer RD ist ein Typ einer Gangwechselvorrichtung. Hier ist der hintere Umwerfer RD ein elektrischer Umwerfer (d.h. eine elektrische Gangwechselvorrichtung oder eine elektrische Getriebevorrichtung). Hier ist der hintere Umwerfer RD an der hinteren Seite des Hinterrahmenkörpers RB in der Nähe der Nabenanordnung 10 vorgesehen. Der hintere Umwerfer RD kann betätigt werden, wenn ein Fahrer des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V eine Gangschaltungsbetätigungsvorrichtung oder Schaltvorrichtung SL manuell betätigt. Der hintere Umwerfer RD kann ebenso automatisch basierend auf Fortbewegungsbedingungen und/oder Betriebsbedingungen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V betätigt werden. Das vom Menschen angetriebene Fahrzeug V kann des Weiteren eine Mehrzahl von elektronischen Komponenten umfassen. Einige oder alle der elektronischen Komponenten können mit elektrischer Energie versorgt werden, die durch die Nabenanordnung 10 während eines Energieerzeugungszustands erzeugt wird, wie hier besprochen.
Die Struktur der Nabenanordnung 10 wird nun mit besonderer Bezugnahme auf die 2 bis 8 beschrieben. Die Nabenanordnung umfasst eine Nabenachswelle 12 und einen Nabenkörper 14. Die Nabenachswelle 12 ist ausgebildet, nicht-drehbar an dem Fahrzeugkörper VB befestigt zu sein. Bei dieser Ausführungsform ist die Nabenachswelle 12 ausgebildet, nicht-drehbar an dem Hinterrahmenkörper RB befestigt zu sein. Der Nabenkörper 14 ist drehbar an der Nabenachswelle 12 gelagert, um sich um eine Drehmittelachse A1 der Nabenanordnung 10 zu drehen. Die Nabenachswelle 12 weist eine Mittelachse auf, die koaxial mit der Drehmittelachse A1 ist. Der Nabenkörper 14 ist drehbar um die Drehmittelachse A1 angeordnet. Mit anderen Worten ist der Nabenkörper 14 drehbar um die Nabenachswelle 12 gelagert.
Wie in den 5 bis 7 zu sehen, ist die Nabenachswelle 12 ein steifes Element, das aus einem geeigneten Material gefertigt ist, wie etwa aus einem metallischen Material. Die Nabenachswelle 12 weist ein erstes axiales Ende 12a und ein zweites axiales Ende 12b auf. Hier ist die Nabenachswelle 12 ein rohrförmiges Element. Somit weist die Nabenachswelle 12 eine axiale Bohrung 12c auf, die sich zwischen dem ersten axialen Ende 12a und dem zweiten axialen Ende 12b erstreckt. Die Nabenachswelle 12 kann ein einstückiges Element sein oder aus mehreren Stücken gefertigt sein. Hier ist die Nabenachswelle 12 mit einem ersten Endstück oder einer Endkappe 16 und einem zweiten Endstück oder einer Endkappe 18 versehen. Die erste Endkappe 16 ist an das erste axiale Ende 12a (linke Seite in den 2 bis 8) der Nabenachswelle 12 montiert, und die zweite Endkappe 18 ist an das zweite axiale Ende 12b (rechte Seite in den 2 bis 8) der Nabenachswelle 12 montiert. Beispielsweise ist die erste Endkappe 16 an das erste axiale Ende 12a der Nabenachswelle 12 geschraubt, und die zweite Endkappe 18 ist am zweiten axialen Ende 12b der Nabenachswelle 12 durch einen Fixierbolzen 20 befestigt, der in die axiale Bohrung 12c der Nabenachswelle 12 eingeschraubt ist. Auf diese Weise sind die erste Endkappe 16 und der Fixierbolzen 20 in Montageöffnungen des Hinterrahmenkörpers RB aufgenommen, wie in 2 zu sehen.
Die Nabenanordnung 10 umfasst des Weiteren ein Drehungsbeschränkungsteil 21, das ausgebildet ist, zwischen der Nabenachswelle 12 und einem Rahmen (dem Hinterrahmenkörper RB) des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V angeordnet zu sein, so dass eine Drehung der Nabenachswelle 12 relativ zum Rahmen (dem Hinterrahmenkörper RB) beschränkt ist. Hier umfasst die zweite Endkappe 18 das Drehungsbeschränkungsteil 21, das ebenfalls in einer der Montageöffnungen des Hinterrahmenkörpers RB aufgenommen ist. Das Drehungsbeschränkungsteil 21 ist so mit dem Hinterrahmenkörper RB in Eingriff, dass eine Drehung der Nabenachswelle 12 relativ zum Hinterrahmenkörper RB beschränkt wird. Die zweite Endkappe 18 ist unter Verwendung des Fixierbolzens 20 lösbar an der Nabenachswelle 12 befestigt. Somit ist das Drehungsbeschränkungsteil 21 lösbar an der Nabenachswelle 12 befestigt.
Hier umfasst, wie in den 2 und 5 zu sehen, die Nabenanordnung 10 des Weiteren einen Radhaltemechanismus 22, um die Nabenachswelle 12 der Nabenanordnung 10 an dem Hinterrahmenkörper RB zu befestigen. Der Radhaltemechanismus 22 umfasst im Prinzip eine Welle oder einen Spanner 22a, einen Nockenkörper 22b, einen Nockenhebel 22c und eine Justiermutter 22d. Der Nockenhebel 22c ist an einem Ende des Spanners 22a über den Nockenkörper 22b befestigt, während die Justiermutter 22d auf das andere Ende des Spanners 22a geschraubt ist. Der Nockenhebel 22c ist an dem Nockenkörper 22b befestigt. Der Nockenkörper 22b ist zwischen den Spanner 22a und den Nockenhebel 22c gekoppelt, um den Spanner 22a relativ zum Nockenkörper 22b zu bewegen. Somit wird der Nockenhebel 22c betätigt, um den Spanner 22a in der Axialrichtung der Drehmittelachse A1 bezüglich des Nockenkörpers 22b zu bewegen, um den Abstand zwischen dem Nockenkörper 22b und der Justiermutter 22d zu verändern. Bevorzugt wird eine Druckfeder an jedem Ende des Spanners 22a vorgesehen. Der Radhaltemechanismus 22 wird manchmal als Schnelllöse-Spanner bezeichnet. Der Radhaltemechanismus 22 wird typischerweise mit einem Rahmen verwendet, der ein Paar U-förmiger Achswellenansätze aufweist, die jeweils einen Schlitz mit offenem Ende aufweisen, um einen Abschnitt des Spanners 22a aufzunehmen. Alternativ kann die Nabenachswelle 12 nicht-drehbar an dem Hinterrahmenkörper RB mit anderen Befestigungsstrukturen befestigt werden, wie benötigt und/oder gewünscht.
Wie in den 1, 3 und 4 angezeigt, ist der Nabenkörper 14 drehbar um die Nabenachswelle 12 gelagert, um sich in einer Antriebsdrehrichtung D1 zu drehen. Die Antriebsdrehrichtung D1 entspricht einer Vorwärtsantriebsrichtung des Hinterrads RW. Der Nabenkörper 14 ist ausgebildet, das Hinterrad RW auf herkömmliche Weise zu lagern. Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst genauer der Nabenkörper 14 einen ersten Außenflansch 14a und einen zweiten Außenflansch 14b. Der erste Außenflansch 14a und der zweite Außenflansch 14b erstrecken sich bezüglich der Drehmittelachse A1 von einer Umfangsfläche des Nabenkörpers 14 radial nach außen. Der erste Außenflansch 14a und der zweite Außenflansch 14b sind ausgebildet, eine Mehrzahl von Speichen (1) aufzunehmen, um eine Felge (1) des Hinterrads RW an dem Nabenkörper 14 zu befestigen. Auf diese Weise sind der Nabenkörper 14 und das Hinterrad RW gekoppelt, um sich zusammen zu drehen.
Wie in den 5 bis 7 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren ein erstes Nabenkörperlager 24. Das erste Nabenkörperlager 24 lagert den Nabenkörper 14 drehbar. Bevorzugt umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren ein zweites Nabenkörperlager 26, das ein Ende des Nabenkörpers 14 drehbar lagert. Das erste Nabenkörperlager 24 lagert das andere Ende des Nabenkörpers 14 drehbar bezüglich der Drehmittelachse A1. Das erste Nabenkörperlager 24 umfasst einen ersten Innenring 24a, einen ersten Außenring 24b und eine Mehrzahl von ersten Walzenelementen 24c. Die ersten Walzenelemente 24c sind zwischen dem ersten Innenring 24a und dem ersten Außenring 24b angeordnet. Das zweite Nabenkörperlager 26 umfasst einen zweiten Innenring 26a, einen zweiten Außenring 26b und eine Mehrzahl von zweiten Walzenelementen 26c. Die zweiten Walzenelemente 26c sind zwischen dem zweiten Innenring 26a und dem zweiten Außenring 26b angeordnet. Das erste Nabenkörperlager 24 und das zweite Nabenkörperlager 26 sind Radialkugellager. Radialkugellager stützen eine Kraft in der zur Achse rechtwinkligen Richtung. Ferner kann ein Radialwälzlager anstelle des Radialkugellagers ausgewählt werden. Radialwälzlager umfassen Zylinderwälzlager und Nadellager.
Hier umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren ein Lagerdistanzstück 28. Das Lagerdistanzstück 28 ist an der Nabenachswelle 12 vorgesehen und lagert den Nabenkörper 14 über das zweite Nabenkörperlager 26. Das Lagerdistanzstück 28 lagert das zweite Nabenkörperlager 26. Das Lagerdistanzstück 28 weist ein Innenumfangsende 28a, das an der Nabenachswelle 12 vorgesehen ist, und ein Außenumfangsende 28b auf, das von dem Innenumfangsende 28 in einer Radialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 radial nach außen beabstandet ist. Das zweite Nabenkörperlager 26 ist am Außenumfangsende 28b des Lagerdistanzstücks 28 angeordnet und lagert den Nabenkörper 14 drehbar. Das Lagerdistanzstück 28 ist bezüglich der Nabenachswelle 12 nicht-drehbar. Wie in 4 zu sehen, definiert das Innenumfangsende 28a insbesondere eine nicht-kreisförmige Öffnung 28a1, die zu einem nicht-kreisförmigen Abschnitt der Nabenachswelle 12 passt, um das Lagerdistanzstück 28 bezüglich der Nabenachswelle 12 nicht-drehbar zu koppeln. Die Axialposition des Lagerdistanzstücks 28 bezüglich der Nabenachswelle 12 kann dadurch bestimmt werden, dass es zwischen einer Stufe, die an der Nabenachswelle 12 vorgesehen ist, und einer Mutter sandwichartig angeordnet ist, die an die Nabenachswelle 12 geschraubt ist. Hier umfasst das Lagerdistanzstück 28 eine axiale Öffnung 28c.
Hier umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren eine Zahnradtragestruktur 30. Bei der gezeigten Ausführungsform lagert die Zahnradtragestruktur 30 die hinteren Zahnräder CS, wie in 2 zu sehen. Die Zahnradtragestruktur 30 ist drehbar um die Drehmittelachse A1 angeordnet, um eine Antriebskraft auf den Nabenkörper 14 beim Drehen in einer Antriebsdrehrichtung um die Drehmittelachse A1 zu übertragen. Wie untenstehend erläutert, überträgt die Zahnradtragestruktur 30 keine Antriebskraft auf den Nabenkörper 14 beim Drehen in einer Nicht-Antriebsdrehrichtung D2 um die Drehmittelachse A1. Die Nicht-Antriebsdrehrichtung D2 ist der Antriebsdrehrichtung D1 bezüglich der Drehmittelachse A1 entgegengesetzt. Die Drehmittelachse der Zahnradtragestruktur 30 ist konzentrisch mit der Drehmittelachse A1 der Nabenanordnung 10 angeordnet.
Während die Zahnradtragestruktur 30 ausgebildet ist, die hinteren Zahnräder CS nicht-drehbar zu lagern, ist die Zahnradtragestruktur 30 nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Alternativ können eines oder mehr der Zahnräder CS einstückig mit der Zahnradtragestruktur 30 ausgebildet sein. Auf jeden Fall sind die Zahnradtragestruktur 30 und die hinteren Zahnräder CS miteinander gekoppelt, um sich in sowohl der Antriebsdrehrichtung D1 als auch der Nicht-Antriebsdrehrichtung D2 zusammen zu drehen.
Die Nabenanordnung 10 umfasst des Weiteren ein erstes Zahnradtragelager 32 und ein zweites Zahnradtragelager 34. Das erste Zahnradtragelager 32 lagert ein erstes Ende 30a der Zahnradtragestruktur 30 drehbar. Das zweite Zahnradtragelager 34 lagert ein zweites Ende 30b der Zahnradtragestruktur 30 drehbar. Das erste Zahnradtragelager 32 und das zweite Zahnradtragelager 34 weisen Außendurchmesser auf, die kleiner als das Außenumfangsende 28b des Lagerdistanzstücks 28 sind. Der Innendurchmesser des ersten Zahnradtragelagers 32 ist größer als der Innendurchmesser des zweiten Zahnradtragelagers 34. Somit können das erste Zahnradtragelager 32 und das zweite Zahnradtragelager 34 an der Nabenachswelle 12 vom zweiten axialen Ende 12b der Nabenachswelle 12 her montiert werden. Das erste Zahnradtragelager 32 umfasst einen ersten Innenring 32a, einen ersten Außenring 32b und eine Mehrzahl von ersten Walzenelementen 32c. Die ersten Walzenelemente 32c sind zwischen dem ersten Innenring 32a und dem ersten Außenring 32b angeordnet. Das zweite Zahnradtragelager 34 umfasst einen zweiten Innenring 34a, einen zweiten Außenring 34b und eine Mehrzahl von zweiten Walzenelementen 34c. Die zweiten Walzenelemente 34c sind zwischen dem zweiten Innenring 34a und dem zweiten Außenring 34b angeordnet. Hier sind das erste Zahnradtragelager 32 und das zweite Zahnradtragelager 34 Radialkugellager. Radialkugellager stützen eine Kraft in der zur Achse rechtwinkligen Richtung. Ferner kann ein Radialwälzlager anstelle des Radialkugellagers ausgewählt werden. Radialwälzlager umfassen Zylinderwälzlager und Nadellager. Ein rohrförmiges Abstandselement 35 ist zwischen dem ersten Zahnradtragelager 32 und dem zweiten Zahnradtragelager 34 angeordnet.
Wie in den 5 bis 7 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren eine elektrische Baugruppe 36. Die elektrische Baugruppe 36 umfasst eine elektrische Komponente 38. Somit umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren die elektrische Komponente 38. Die elektrische Komponente 38 ist nicht-drehbar bezüglich der Nabenachswelle 12 angeordnet, und das Kabel 40 ist ein elektrisches Kabel, das elektrisch mit der elektrischen Komponente verbunden ist. Während die elektrische Komponente 38 ein Teil der Nabenanordnung 10 ist, kann die elektrische Komponente 38 mit anderen Komponenten des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs verwendet werden. Die elektrische Komponente 38 weist eine Öffnung 38a auf, um die Nabenachswelle 12 dorthindurch aufzunehmen. Somit wird die elektrische Komponente 38 auf der Nabenachswelle 12 getragen. Wie später erläutert wird, ist die elektrische Komponente 38 nicht-drehbar an der Nabenachswelle 12 angeordnet.
Die Nabenanordnung 10 umfasst des Weiteren ein Kabel 40. Wie in 5 zu sehen ist, tritt das Kabel 40 in die Nabenanordnung 10 durch eine Öffnung 18a der Endkappe 18 ein. Hier ist, wie in 9 zu sehen, das Kabel 40 ein elektrisches Kabel, das mit der elektrischen Komponente 38 elektrisch verbunden ist. Das Kabel 40 weist ein erstes Ende 40a und ein zweites Ende 40b auf. Das Kabel 40 weist eine Längsachse C1 auf, die sich zwischen dem ersten Ende 40a und dem zweiten Ende 40b erstreckt. Das erste Ende 40a ist vom zweiten Ende 40b durch einen Zwischenabschnitt 40c des Kabels 40 beabstandet. Das erste Ende 40a ist mit der elektrischen Komponente 38 elektrisch verbunden. Das zweite Ende 40b ist mit einer weiteren elektrischen Komponente des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V elektrisch verbunden, wie etwa mit dem hinteren Umwerfer RD, dem Batteriesatz BP oder einem elektrischen Verteiler. Hier ist das zweite Ende 40b eine elektrische Verbindungseinrichtung.
Das Kabel 40 weist auch einen ersten Abschnitt 40d, der innerhalb der Nabenanordnung 10 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 40e auf, der außerhalb der Nabenanordnung 10 angeordnet ist. Im Prinzip erstreckt sich der erste Abschnitt 40d des Kabels 40 zumindest teilweise entlang der Drehmittelachse A1. Das Kabel 40 erstreckt sich nach außerhalb der Nabenanordnung 10 durch die Öffnung 18a der Endkappe 18. Somit entspricht der zweite Abschnitt 40e des Kabels 40 dem Abschnitt des Kabels 40, der aus der Öffnung 18a der Endkappe 18 austritt, während der erste Abschnitt 40d dem Kabel 40 entspricht, der nicht von der Nabenanordnung 10 freiliegt. Hier weist die Öffnung 18a der Endkappe 18 eine Mittelachse B1 auf, die parallel zu der Mitteldrehachse A1 der Nabenanordnung 10 ist. Die Öffnung 18a kann eine Mittelachse B1 entlang der Mitteldrehachse A1 aufweisen. Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst hier das Drehungsbeschränkungsteil 21 eine Kabelführungsstruktur 21a, die ausgebildet ist, den zweiten Abschnitt 40e des Kabels 40 in einer abgewinkelten Richtung bezüglich der Drehmittelachse A1 zu führen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist auch die Kabelführungsstruktur 21a des Weiteren ausgebildet, das Kabel 40 in einer Radialrichtung der Nabenachswelle 12 zu führen. Bevorzugt umfasst die Kabelführungsstruktur 21a eine Nut 21b, die ausgebildet ist, das Kabel 40 zu führen.
Wie in der gezeigten Ausführungsform ist das Kabel 40 bevorzugt in einer sich axial erstreckenden Ausnehmung oder Nut 12d der Nabenachswelle 12 angeordnet, wie in 5 zu sehen. Somit stellt die Nut 12d einen Kabelaufnahmekanal für das Kabel 40 dar. Die Nut 12d erstreckt sich beispielsweise vom zweiten axialen Ende 12b nach innerhalb des Gehäuses 42 der elektrischen Komponente 38. Auf diese Weise kann das Kabel 40 in der Nut 12d zwischen der elektrischen Komponente 38 und dem zweiten axialen Ende 12b der Nabenachswelle 12 örtlich festgelegt werden. Die Nut 12d verläuft hier vom zweiten axialen Ende 12b an der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 vorbei.
Die Nabenanordnung 10 umfasst des Weiteren eine Kabelschutzvorrichtung 41. Im Wesentlichen ist die Kabelschutzvorrichtung 41 an der Nabenachswelle 12 angeordnet. Genauer ist die Kabelschutzvorrichtung 41 an der Endkappe 18 angeordnet. Noch genauer ist die Kabelschutzvorrichtung 41 an dem Drehungsbeschränkungsteil 21 der Endkappe 18 angeordnet. Die Kabelschutzvorrichtung 41 ist bezüglich der Nabenachswelle 12 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich angeordnet. Der zweite Abschnitt 40e des Kabels 40 erstreckt sich entlang der Drehmittelachse A1, wenn die Kabelschutzvorrichtung 41 in der ersten Position ist. Der zweite Abschnitt 40e des Kabels 40 wird zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse A1 gehalten, wenn die Kabelschutzvorrichtung 41 in der zweiten Position ist. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Kabelschutzvorrichtung 41 mit der Nabenachswelle 12 verwendet, die einen Schnelllöse-Spanner (den Radhaltemechanismus 22) aufweist. Hier weist der Hinterrahmenkörper RB ein Paar U-förmiger Achswellenansätze auf, die jeweils einen Schlitz mit offenem Ende aufweisen, um einen Abschnitt des Spanners 22a aufzunehmen. Mit anderen Worten, wenn die Nabenanordnung 10 mit einem Schnelllöse-Spanner verwendet wird, befindet sich außer der Kabelschutzvorrichtung 41 nichts in der Axialrichtung, wenn das Rad an dem Hinterrahmenkörper RB befestigt wird, um die Bewegung des Kabels 40 nach außen zu beschränken. In dieser Art der Schnelllöseanordnung ist daher die Kabelschutzvorrichtung 41 besonders nützlich, um das Kabel 40 in einer gebogenen Position zu halten, wenn die Kabelschutzvorrichtung 41 in der zweiten Position ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Kabelschutzvorrichtung 41 bezüglich der Nabenachswelle 12 zwischen der ersten Position und der zweiten Position schwenkbar gelagert. Somit weist die Kabelschutzvorrichtung 41 eine Schwenkachse P1 auf. Die Schwenkachse P1 erstreckt sich in einer verdrehten oder kreuzenden Beziehung bezüglich der Drehmittelachse A1 des Nabenkörpers 14. Somit ist die Schwenkachse P1 nicht parallel zur Drehmittelachse A1 des Nabenkörpers 14. Hier ist die Schwenkachse P1 relativ zu der Drehmittelachse A1 rechtwinklig angeordnet.
Hier ist die Kabelschutzvorrichtung 41 ein Drahtstab. Der Drahtstab der Kabelschutzvorrichtung 41 weist ein erstes Ende 41a und ein zweites Ende 41b auf. Das erste Ende 41a und das zweite Ende 41b sind an das Drehungsbeschränkungsteil 21 der Endkappe 18 gekoppelt. Genauer ist die Kabelschutzvorrichtung 41 innerhalb der Nut 21b der Kabelführungsstruktur 21a befestigt. Bevorzugt umfasst das Drehungsbeschränkungsteil 21 des Weiteren ein Paar Ausnehmungen 21c und ein Paar Ausnehmungen 21d, die mit der Kabelschutzvorrichtung 41 zusammenwirken, wie unten besprochen.
Auch umfasst die Kabelschutzvorrichtung 41 des Weiteren einen Kabelhalteabschnitt 41c, der breiter als eine Breite des Kabels 40 ist. Der Kabelhalteabschnitt 41c ist ausgebildet, mit dem zweiten Abschnitt 40e des Kabels 40 in Kontakt zu sein, wenn die Kabelschutzvorrichtung 41 in der zweiten Position ist. Der Kabelhalteabschnitt 41c ist ebenfalls breiter als eine querverlaufende Breite der Nut 21b der Kabelführungsstruktur 21a. Die Kabelschutzvorrichtung 41 weist einen ersten Schenkelabschnitt 41d und einen zweiten Schenkelabschnitt 41e auf. Die Kabelschutzvorrichtung 41 wird in der zweiten Position gehalten, wenn jeder der Schenkelabschnitte 41d und 41e mit einer der Ausnehmungen 21c in Eingriff kommt. Der erste Schenkelabschnitt 41d und der zweite Schenkelabschnitt 41e sind ausgebildet, mit der Kabelführungsstruktur 21a in Eingriff zu kommen, so dass die Kabelschutzvorrichtung 41 durch eine Federkraft des ersten Schenkelabschnitts 41d und des zweiten Schenkelabschnitts 41d in entweder der ersten Position oder der zweiten Position gehalten werden kann. Die Kabelschutzvorrichtung 41 kann nämlich in einer aufhebbaren Weise in entweder der ersten Position oder der zweiten Position gehalten werden. Um insbesondere die Kabelschutzvorrichtung 41 in den Ausnehmungen 21c des Drehungsbeschränkungsteil 21 zu installieren oder daraus zu entfernen, wird die Kabelschutzvorrichtung 41 als Kabelschutzvorrichtung 41 elastisch deformiert, um sich in die Ausnehmungen 21c des Drehungsbeschränkungsteils 21 hinein und heraus zu bewegen.
Hier umfasst das Drehungsbeschränkungsteil 21 eine Ausnehmung (z.B. die Ausnehmungen 21c), und die Kabelschutzvorrichtung 41, die lösbar in der Ausnehmung (z.B. den Ausnehmungen 21c) gehalten wird, wenn die Kabelschutzvorrichtung 41 in der zweiten Position ist. Mit anderen Worten wird zumindest eine Ausnehmung an dem Drehungsbeschränkungsteil 21 vorgesehen, um die Kabelschutzvorrichtung 41 lösbar in der zweiten Position zu halten. Andererseits koppeln die Ausnehmungen 21d die Kabelschutzvorrichtung 41 schwenkbar an das Drehungsbeschränkungsteil 21. Insbesondere ist das erste Ende 41a der Kabelschutzvorrichtung 41 in einer der Ausnehmungen 21d angeordnet, und das zweite Ende 41b ist in der anderen der Ausnehmungen 21d angeordnet. Das erste Ende 41a und das zweite Ende 41b definieren eine Schwenkachse P1 für die Kabelschutzvorrichtung 41. Da die Ausnehmungen 21d in der gezeigten Ausführungsform längliche Schlitze sind, kann die Schwenkachse P1 nicht relativ zu dem Drehungsbeschränkungsteil 21 fixiert sein. Vielmehr ist es möglich für die Schwenkachse P1, dass sie sich entlang der Ausnehmungen 21d verschiebt. In einem Fall, in dem jeder der Schenkelabschnitte 41d und 41e mit einer der Ausnehmungen 21c in Eingriff kommt, wird jedoch die Verschiebung der Kabelschutzvorrichtung 41 entlang der Ausnehmungen 21d beschränkt. Ferner kann eine Ausnehmung oder ein Loch, in das das erste Ende 41a und das zweite Ende 41b eingesteckt werden, in der Ausnehmung 21d vorgesehen sein. Dieser Aufbau beschränkt die Verschiebung der Kabelschutzvorrichtungelements 41 entlang der Ausnehmung 21d. Die Kabelschutzvorrichtung 41 ist an der Ausnehmung 21d befestigt, ohne verformt zu sein. Jedoch kann die Kabelschutzvorrichtung 41 an der Ausnehmung 21d in einem verformten Zustand befestigt sein.
Wie in 23 zu sehen, befinden sich hier die Ausnehmungen 21c auf gegenüberliegenden Seiten der Nut 21b der Kabelführungsstruktur 21a. Jede der Ausnehmungen 21c befindet sich an einer der einander zugewandten Oberflächen der Nut 21, um das Kabel 40 sandwichartig zu umfassen. Desgleichen befinden sich die Ausnehmungen 21d ebenfalls auf gegenüberliegenden Seiten der Nut 21b der Kabelführungsstruktur 21a. Jede der Ausnehmungen 21d befindet sich an einer der einander zugewandten Oberflächen der Nut 21, um das Kabel 40 sandwichartig zu umfassen. Ferner sind auf jeder Seite der Nut 21 b die entsprechenden der Ausnehmungen 21c und der Ausnehmungen 21d zueinander ausgerichtet. Mit diesem Aufbau ist das erste Ende 41a auf einer ersten Seite einer Bezugsebene RP angeordnet, und das zweite Ende 41b ist auf einer zweiten Seite der Bezugsebene RP angeordnet, in einem Fall, in dem die Bezugsebene RP vollständig die Drehmittelachse A1 umfasst und zu der Schwenkachse P1 der Kabelschutzvorrichtung 41 rechtwinklig ist. Mit anderen Worten ist, wenn die Kabelschutzvorrichtung 41 in der ersten (nicht-beschränkenden) Position ist, wie in den 15, 16, 21 und 22 zu sehen, das erste Ende 41a in der Ausnehmung 21d auf der ersten Seite der Bezugsebene RP angeordnet, und das zweite Ende 41b ist in der Ausnehmung 21d auf der zweiten Seite der Bezugsebene RP angeordnet. Auf diese Weise kann in der ersten (nicht-beschränkenden) Position die Kabelschutzvorrichtung 41 relativ zu dem Drehungsbeschränkungsteil 21 frei bewegt werden, während das erste Ende 41a und das zweite Ende 41b in den Ausnehmungen 21d sind. Wenn die Kabelschutzvorrichtung 41 in der zweiten (beschränkenden) Position ist, wie in den 17, 18 und 23 bis 25 zu sehen, sind das erste Ende 41a und das zweite Ende 41 b in den Ausnehmungen 21d angeordnet, und die Schenkelabschnitte 41d und 41e sind in den Ausnehmungen 21c angeordnet. Auf diese Weise ist in der zweiten (beschränkenden) Position die Bewegung der Kabelschutzvorrichtung 41 relativ zu dem Drehungsbeschränkungsteil 21 beschränkt. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Ausnehmungen 21c bezüglich der Bezugsebene RP Spiegelbilder voneinander. Desgleichen sind die Ausnehmungen 21d bezüglich der Bezugsebene RP Spiegelbilder voneinander. Die Ausnehmungen 21c und die Ausnehmung 21d weisen Öffnungen auf, die direkt mit der Nut 21b der Kabelführungsstruktur 21a kommunizieren. Die Ausnehmungen 21c und die Ausnehmung 21d weisen jeweils eine Breite auf, die sich in einer Richtung parallel zur Drehmittelachse A1 des Nabenkörpers 14 erstreckt, wobei die Breiten gleich dem oder etwas größer als der Durchmesser des Drahtes sind, der die Kabelschutzvorrichtung 41 bildet.
Hier umfasst die elektrische Komponente 38 ein Gehäuse 42. Das Gehäuse 42 ist ausgebildet, die Öffnung 38a der Komponente 38 zu definieren, die die Nabenachswelle 12 aufnimmt. Das Gehäuse 42 weist eine erste Oberfläche 42a, eine zweite Oberfläche 42b und die Öffnung 38a auf. Die Öffnung 38a erstreckt sich von der ersten Oberfläche 42a zur zweiten Oberfläche 42b. Die zweite Oberfläche 42b befindet sich auf der bezüglich der ersten Oberfläche 42a gegenüberliegenden Seite der elektrischen Komponente 38. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die erste Oberfläche 42a dem ersten axialen Ende 12a der Nabenachswelle 12 zugewandt, während die zweite Oberfläche 42b dem zweiten axialen Ende 12b der Nabenachswelle 12 zugewandt ist. Hier verläuft die Nabenachswelle 12 durch die Öffnung 38a der elektrischen Komponente 38.
Hier umfasst die elektrische Komponente 38 des Weiteren ein Distanzstück 43, das zwischen der Nabenachswelle 12 und der elektrischen Komponente 38 in einer Radialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 angeordnet ist. Mit anderen Worten umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren das Distanzstück 43, das zwischen der Nabenachswelle 12 und der elektrischen Komponente 38 in einer Radialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 angeordnet ist. Das Distanzstück 43 ist ein rohrförmiger Träger, der einen zylindrischen Führungsabschnitt 43a und einen ringförmigen Anlageabschnitt 43b aufweist. Der Führungsabschnitt 43a ist in dem Distanzstück 43 enthalten.
Auch umfasst die elektrische Komponente 38 eine elektrische Schaltplatine 44. Die elektrische Komponente 38 ist in dem Nabenkörper 14 angeordnet. Somit ist die elektrische Schaltplatine 44 im Gehäuse 42 angeordnet. Das elektrische Kabel 40 ist mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden. Genauer ist das erste Ende 40a des Kabels 40 mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden.
Wie in 5 zu sehen ist, tritt das Kabel 40 in die Nabenanordnung 10 durch eine Öffnung 18a der Endkappe 18 ein. Dann verläuft das Kabel 40 axial entlang der Nabenachswelle 12 und durchläuft das Lagerdistanzstück 28. Das Kabel 40 tritt in das Gehäuse 42 der elektrischen Komponente 38 durch den Deckel 46 ein.
Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst das Gehäuse 42 einen Gehäusekörper 45 und einen Deckel 46. Der Deckel 46 ist am Gehäusekörper 45 befestigt, um die elektrische Schaltplatine 44 im Gehäuse 42 einzuschließen. Hier ist der Deckel 46 durch Klebstoff oder Schweißen mit dem Gehäusekörper 45 verbunden. Jedoch kann der Deckel 46 durch ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungselement, Nieten usw. an dem Gehäusekörper 45 befestigt sein. Bevorzugt sind der Gehäusekörper 45 und der Deckel 46 steife Elemente, die aus einem geeigneten Material gefertigt sind. Beispielsweise sind der Gehäusekörper 45 und der Deckel 46 aus einem Harzmaterial gefertigt. Beispielsweise können der Gehäusekörper 45 und der Deckel 46 jeweils spritzgegossene Elemente sein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Lagerdistanzstück 28 fest an dem Gehäuse 42 durch eine Mehrzahl von mit einem Gewinde versehenen Befestigungselementen 47 befestigt. Die mit einem Gewinde versehenen Befestigungselemente 47 sind in den Deckel 46 des Gehäuses 42 geschraubt.
Das Gehäuse 42 ist bezüglich der Nabenachswelle 12 nicht-drehbar. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die elektrische Schaltplatine 44 in dem Gehäuse 42 angeordnet, das bezüglich der Nabenachswelle 12 nicht-drehbar ist. Das Gehäuse 42 ist ausgebildet, die elektrische Schaltplatine 44 wie auch andere Teile und Elemente zu beherbergen. Insbesondere weist das Gehäuse 42 eine Außenumfangsfläche auf, die einen Innenraum 42c definiert, in der die elektrische Schaltplatine 44 angeordnet ist. Die erste Oberfläche 42a des Gehäuses 42 umfasst eine Mehrzahl von Passvorsprüngen 42d. Wie später beschrieben wird, können die Passvorsprünge 42d dazu vorgesehen werden, um mit einem nicht-drehbaren Element in Eingriff zu kommen, das an der Nabenachswelle 12 vorgesehen ist, um das Gehäuse 42 an die Nabenachswelle 12 zu koppeln.
Wie in den 5 bis 8 und 10 zu sehen, ist der Deckel 46 an den Gehäusekörper 45 gekoppelt, um die elektrische Schaltplatine 44 und andere Teile zu schützen, die in dem Gehäuse 42 enthalten sind. Der Deckel 46 überdeckt den Innenraum 42c des Gehäusekörpers 45. Somit können zumindest das Gehäuse 42, die elektrische Schaltplatine 44 und der Kondensator 54 so betrachtet werden, dass sie eine elektrische Einheit darstellen, die in dem Nabenkörper 14 angeordnet ist. Der Innenraum 42c weist die Form eines Donuts dahingehend auf, dass die Nabenachswelle 12 einen Mittenbereich des Gehäuses 42 durchläuft. Auf diese Weise ist die elektrische Schaltplatine 44 bezüglich der Nabenachswelle 12 drehfest. Die elektrische Schaltplatine 44 ist rechtwinklig zu der Drehmittelachse A1 angeordnet. Die elektrische Schaltplatine 44 ist ein Teil der elektrischen Komponente 38.
Wie in 9 zu sehen, weist in der gezeigten Ausführungsform die elektrische Schaltplatine 44 eine Bogenform auf. Hier weist die elektrische Schaltplatine 44 einen ersten Umfangsendabschnitt 44a und einen zweiten Umfangsendabschnitt 44b auf. Die elektrische Schaltplatine 44 weist ebenfalls zumindest eine bogenförmige Kante auf, die sich zumindest teilweise von dem ersten Umfangsendabschnitt 44a zum zweiten Umfangsendabschnitt 44b erstreckt. Hier umfasst die zumindest eine bogenförmige Kante zumindest eine von einer inneren bogenförmigen Kante 44c und einer äußeren bogenförmigen Kante 44d bezüglich der Drehmittelachse A1. Die elektrische Schaltplatine 44 umfasst des Weiteren eine elektronische Steuereinrichtung 48, die an der elektrischen Schaltplatine 44 vorgesehen ist. Die elektronische Steuereinrichtung 48 ist ausgebildet, ein Detektionssignal von dem Drehungsdetektionssensor 52 zu empfangen. Die elektronische Steuereinrichtung 48 umfasst zumindest einen Prozessor, der vorgegebene Steuerprogramme ausführt. Der zumindest eine Prozessor kann beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) sein. Der Begriff „elektronische Steuereinrichtung“, wie er hier verwendet wird, bezeichnet Hardware, die ein Softwareprogramm ausführt, und umfasst nicht einen Menschen. Die elektrische Schaltplatine 44 umfasst bevorzugt des Weiteren eine Datenspeichervorrichtung (Speicher), die an der elektrischen Schaltplatine 44 vorgesehen ist. Die Datenspeichervorrichtung (Speicher) speichert verschiedene Steuerprogramme und Information, die für verschiedene Steuerprozesse verwendet werden, einschließlich der Energieerzeugungssteuerung, Energiespeicherungssteuerung, Nabendrehungsdetektionssteuerung, usw. Die Datenspeichervorrichtung umfasst jede beliebige Computerspeichervorrichtung oder jedes beliebige nicht-transitorische, computerlesbare Medium mit der einzigen Ausnahme eines vorübergehenden, sich verbreitenden Signals. Die Datenspeichervorrichtung umfasst beispielsweise einen nichtflüchtigen Speicher und einen flüchtigen Speicher. Der nichtflüchtige Speicher umfasst beispielsweise zumindest eines von einem Nur-Lese-Speicher (read-only memory, ROM), einem löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (erasable programmable read-only memory, EPROM), einem elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (electrically erasable programmable read-only memory, EEPROM) und einem Flash-Speicher. Der flüchtige Speicher umfasst beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM, random access memory).
Wie in 8 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren ein detektiertes Teil 50, das an die Zahnradtragestruktur 30 gekoppelt ist. Insbesondere ist das detektierte Teil 50 an der Zahnradtragestruktur 30 fixiert, so dass sich das detektierte Teil 50 und die Zahnradtragestruktur 30 zusammen um die Nabenachswelle 12 drehen. Die Nabenanordnung 10 umfasst des Weiteren einen Drehungsdetektionssensor 52, der ausgebildet ist, das detektierte Teil 50 zu detektieren, um eine Drehung der Zahnradtragestruktur 30 um die Drehmittelachse A1 zu detektieren. Der Drehungsdetektionssensor 52 ist im Nabenkörper 14 angeordnet. Mit anderen Worten ist der Drehungsdetektionssensor 52 ausgebildet, das detektierte Teil 50 zu detektieren, das an der Zahnradtragestruktur 30 vorgesehen ist. Insbesondere ist der Drehungsdetektionssensor 52 im Innenraum 42c des Gehäuses 42 vorgesehen. Auf diese Weise ist der Drehungsdetektionssensor 52 nicht-drehbar an der Nabenachswelle 12 montiert. Somit dreht sich der Drehungsdetektionssensor 52 nicht mit dem Nabenkörper 14. Der Drehungsdetektionssensor 52 ist ebenfalls ein Teil der elektrischen Komponente 38. Der Drehungsdetektionssensor 52 ist mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden. Wie in 8 zu sehen, ist der Drehungsdetektionssensor 52 in dem Nabenkörper 14 an einer Stelle angeordnet, die radial nach außen hin von dem Nabenkörper 12 beabstandet ist.
Wie in den 8 bis 10 zu sehen, ist der Drehungsdetektionssensor 52 an einer Position angeordnet, die axial mit der axialen Öffnung 28c des Lagerdistanzstücks 28 fluchtet. Auf diese Weise hat das Lagerdistanzstück 28 keine störende Wechselwirkung mit dem Drehungsdetektionssensor 52, der das detektierte Teil 50 detektiert, das an der Zahnradtragestruktur 30 vorgesehen ist. Wie in den 8 bis 10 zu sehen ist, ist der Drehungsdetektionssensor 52 an einer Position angeordnet, die von der elektrischen Schaltplatine 44 getrennt ist. Insbesondere ist der Drehungsdetektionssensor 52 an einer Position angeordnet, die von der elektrischen Schaltplatine 44 in einer zur Drehmittelachse A1 parallelen Richtung getrennt ist. Der Drehungsdetektionssensor 52 ist mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden.
Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst der Drehungsdetektionssensor 52 einen Magnetsensor, und das detektierte Teil 50 umfasst einen Magneten. Somit detektiert der Magnetsensor eine Bewegung des Magneten, der sich zusammen mit der Zahnradtragestruktur 30 dreht. Mit anderen Worten ist mit dieser Anordnung der Drehungsdetektionssensor 52 ausgebildet, das detektierte Teil 50 zu detektieren, um eine Drehung der Zahnradtragestruktur 30 um die Drehmittelachse A1 zu detektieren. Die elektronische Steuereinrichtung 48 ist ausgebildet, ein Detektionssignal von dem Drehungsdetektionssensor 52 zu empfangen.
Hier ist der Magnet des detektierten Teils 50 ein ringförmiges Element mit abwechselnden S-Pol-Abschnitten und N-Pol-Abschnitten. Auf diese Weise kann der Drehungsdetektionssensor 52 einen Drehbetrag und eine Drehrichtung der Zahnradtragestruktur 30 detektieren. Jedoch ist das detektierte Teil 50 nicht auf das dargestellte ringförmige Element beschränkt. Beispielsweise kann das detektierte Teil 50 aus einem einzigen nicht-ringförmigen Magneten oder aus zwei oder mehr Magneten ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung um die Drehmittelachse A1 beabstandet sind. Im Falle der Verwendung zweier oder mehr in Umfangsrichtung beabstandeter Magnete kann ein rückwärtiges Joch vorgesehen sein, und die in Umfangsrichtung beabstandeten Magnete können an dem rückwärtigen Joch vorgesehen sein. Auf diese Weise können die in Umfangsrichtung beabstandeten Magnete ohne weiteres in der Nabe 10 installiert werden. Der Begriff „Sensor“, wie er hier verwendet wird, bezeichnet eine Hardwarevorrichtung oder ein Instrument, das ausgelegt ist, das Vorliegen oder Nichtvorliegen eine bestimmten Ereignisses, Objektes, Stoffes oder eine Veränderung in seiner Umgebung zu detektieren und als Reaktion darauf ein Signal auszusenden. Der Begriff „Sensor“, wie er hier verwendet wird, umfasst nicht einen Menschen.
Die Nabenanordnung 10 umfasst des Weiteren zumindest einen Kondensator 54 der mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden ist. Der zumindest eine Kondensator ist mit dem zumindest einen Leiter elektrisch verbunden. Hier umfasst die elektrische Komponente 38 zwei Kondensatoren 54. Die Kondensatoren 54 sind Beispiele für eine elektrische Energiespeichervorrichtung der elektrischen Komponente 38. Mit anderen Worten ist der Kondensator 54 ebenfalls ein Teil der elektrischen Komponente 38. Die Kondensatoren 54 sind bevorzugt im Gehäuse 42 der Nabenanordnung 10 angeordnet. Somit werden die Kondensatoren 54 nicht-drehbar an der Nabenachswelle 12 durch das Gehäuse 42 getragen.
Wie unten beschrieben, verbindet ein zusätzlicher Leiter den Drehungsdetektionssensor 52 und die elektrische Schaltplatine 44. Auch umfasst hier die elektrische Komponente 38 einen ersten Leiter 56A und ein Paar zweiter Leiter 56B. Der Drehungsdetektionssensor 52 ist mit der elektrischen Schaltplatine 44 durch den ersten Leiter 56A elektrisch verbunden. Hier ist der erste Leiter 56A ein flexibler Bandleiter. Der erste Leiter 56A kann eine elektrisch leitfähige Leitung sein. Andererseits ist die elektrische Schaltplatine 44 mit den Kondensatoren 54 durch die zweiten Leiter 56B elektrisch verbunden. Die zweiten Leiter 56B erstrecken sich von einem von dem ersten Umfangsendabschnitt 44a und dem zweiten Umfangsendabschnitt 44b. Hier erstreckt sich einer von den zweiten Leitern 56B von dem ersten Umfangsendabschnitt 44a, um einen der Kondensatoren 54 mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch zu verbinden. Der andere von den zweiten Leitern 56B erstreckt sich von dem zweiten Umfangsendabschnitt 44b, um den anderen der Kondensatoren 54 mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch zu verbinden. Hier sind die zweiten Leiter 56B flexible Bandleiter. Die zweiten Leiter 56B können eine elektrisch leitfähige Leitung sein. Der Kondensator 54 ist im Innenraum des Gehäuses 42 an einer anderen Position als auf der elektronischen Schaltplatine 44 vorgesehen. Der Kondensator 54 kann im Gehäuse 42 mit einem Klebstoff oder dergleichen gehalten werden. Der Deckel 46 ist an den Gehäusekörper 45 gekoppelt, um die Kondensatoren 54 zu schützen, die innerhalb des Gehäuses 42 angeordnet sind.
Die elektrische Schaltplatine 44 ist mit dem Drehungsdetektionssensor 52 und dem Kondensator 54 elektrisch verbunden. Auf diese Weise liefert der Kondensator 54 elektrische Energie an die elektrische Schaltplatine 44 und andere elektrische Komponenten, die mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden sind. Beispielsweise liefert der Kondensator 54 elektrische Energie an den Drehungsdetektionssensor 52. Auch ist die elektronische Steuereinrichtung 48 der elektrischen Schaltplatine 44 ausgebildet, den Eingang und Ausgang elektrischer Energie vom Kondensator 54 zu steuern.
Wie in den 5 bis 7 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 des Weiteren eine Freilaufkupplung 58, die zwischen dem Nabenkörper 14 und der Zahnradtragestruktur 30 ausgebildet ist. Die Freilaufkupplung 58 umfasst eine Mehrzahl von Sperrklinken 58A, die zwischen dem Nabenkörper 14 und der Zahnradtragestruktur 30 angeordnet sind. Die Freilaufkupplung 58 umfasst des Weiteren ein Vorspannelement 58B, das die Sperrklinken 58A an die Zahnradtragestruktur 30 koppelt. Die Freilaufkupplung 58 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Sperrzähnen 58C. Die Sperrzähne 58C sind an einem Fixierring 58D vorgesehen, der an dem Nabenkörper 14 fixiert ist. Die Sperrzähne 58C sind an der Innenumfangsfläche des Fixierrings 58D vorgesehen. Der Fixierring 58D ist an den Nabenkörper 14 geschraubt. Der Fixierring 58D ist aus einem harten Material gefertigt, wie etwa aus Metall. Der Fixierring 58D liegt gegen den Außenring 26b des zweiten Nabenkörperlagers 26 in der Axialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 an. Die gegenüberliegende Seite des Außenrings 26b des zweiten Nabenkörperlagers 26 in der Axialrichtung liegt gegen eine Stufe an, die im Nabenkörper 14 ausgebildet ist. Der Außenring 26b des zweiten Nabenkörperlagers 26 wird in der Axialbewegung durch den Fixierring 58D und die Stufen beschränkt, die an dem Nabenkörper 14 ausgebildet sind. Das Vorspannelement 58B spannt die Sperrklinken 58A in einen Eingriff mit den Sperrzähnen 58C des Fixierrings 58D vor. Das Vorspannelement 58B drückt die Sperrklinken 58A gegen die Zahnradtragestruktur 30 derart, dass die Sperrklinken 58B zu einem Eingriff mit den Sperrzähnen 58C des Fixierrings 58D hin schwenken. Ein Dichtelement 58E ist an dem Fixierring 58D vorgesehen. Das Dichtelement 58E ist in einer Ringform ausgebildet. Der Zungenabschnitt des Dichtungselements 58E ist mit der Außenumfangsfläche des Zahnradträgers 30 in Kontakt.
Auf diese Weise ist die Zahnradtragestruktur 30 an den Nabenkörper 14 gekoppelt, um sich zusammen in der Antriebsdrehrichtung D1 um die Drehmittelachse A1 zu drehen. In einem Fall, in dem die Zahnradtragestruktur 30 in der Nicht-Antriebsdrehrichtung D2 gedreht wird, drücken auch die Sperrzähne 58C der Zahnradtragestruktur 18 gegen die Sperrklinken 58A und schwenken die Sperrklinken 58A in eine eingefahrene Position gegen die Zahnradtragestruktur 30. Somit ist die Zahnradtragestruktur 30 ausgebildet, sich relativ zum Nabenkörper 14 in der Nicht-Antriebsdrehrichtung D2 um die Drehmittelachse A1 zu drehen. Auf diese Weise bilden die Zahnradtragestruktur 30 und die Freilaufkupplung 58 einen Freilauf, der üblicherweise bei Fahrrädern verwendet wird. Da der grundsätzliche Betrieb des Freilaufs relativ herkömmlich ist, wird der Freilauf nicht detaillierter besprochen oder dargestellt.
Wie in den 5 bis 7 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 eine elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60. Hier wird die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 als Teil der elektrischen Baugruppe 36 angesehen. Mit anderen Worten umfasst die elektrische Baugruppe 36 die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60. Das Kabel 40 ist mit der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 über die elektrische Schaltplatine 44 elektrisch verbunden. Auf diese Weise kann das Kabel 40 elektrische Energie, die durch die Nabenanordnung 10 erzeugt wird, an den hinteren Umwerfer RD, den Batteriesatz BP oder eine weitere elektrische Komponente liefern. Das Kabel 40 kann auch dazu verwendet werden, Signale von der elektronischen Steuereinrichtung 48 der elektrischen Schaltplatine 44 mittels Stromleitungskommunikation (power line communication, PLC) an den hinteren Umwerfer RD oder eine weitere elektrische Komponente zu übertragen.
Der elektrische Energiegenerator 60 ist am Nabenkörper 14 vorgesehen und ist ausgebildet, durch Drehung des Nabenkörpers 14 elektrische Energie zu erzeugen. Genauer ist der elektrische Energiegenerator 60 am Nabenkörper 14 zwischen der Nabenachswelle 12 und einem mittleren Abschnitt des Nabenkörpers 14 vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Nabenkörper 14 drehbar an der Nabenachswelle 12 gelagert, um sich um die Drehmittelachse A1 der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 zu drehen. Die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 ist ausgebildet, durch Drehung des Nabenkörpers 14 relativ zur Nabenachswelle 12 elektrische Energie zu erzeugen. Die elektronische Steuereinrichtung 48 der elektrischen Schaltplatine 44 ist elektrisch mit der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 verbunden, um die elektrische Ausgangsleistung der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 zu steuern. Somit kann die elektrische Energie, die durch die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 erzeugt wird, gespeichert und/oder direkt an andere Komponenten geliefert werden, wie etwa an den Drehungsdetektionssensor 52, den hinteren Umwerfer RD usw.
Obwohl die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 als ein Teil der Nabenanordnung 10 dargestellt und beschrieben wird, kann die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 an einem anderen Teil des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V angebracht werden. Im Allgemeinen umfasst die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 eine Achswelle, einen Stator und einen Rotor. Somit ist die folgende Beschreibung der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 nicht auf den Gebrauch als Teil der Nabenanordnung beschränkt. Vielmehr kann die folgende Beschreibung der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 an andere Teile des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs V zur Erzeugung von Elektrizität angepasst werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 des Weiteren einen Stator 62 und einen Rotor 64. Der Stator 62 ist bezüglich der Nabenachswelle 12 nicht-drehbar. Andererseits ist der Rotor 64 drehbar an der Nabenachswelle 12 gelagert, um sich um eine Drehmittelachse A1 der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 zu drehen. Insbesondere ist der Rotor 64 am Nabenkörper 14 vorgesehen, um sich mit dem Nabenkörper 14 zu drehen. Wenn sich der Nabenkörper 14 bezüglich der Nabenachswelle 12 dreht, dreht sich somit der Rotor 64 bezüglich des Stators 62 zur Energieerzeugung. Es wird nämlich eine induzierte elektromotorische Kraft auf den Stator 62 durch die Drehung des Rotors 64 und ein elektrischer Stromfluss aus dem Stator 62 der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 erzeugt. Wie in den 6, 9 und 10 zu sehen, wird der elektrische Strom von dem Stator 62 an die elektrische Komponente 38 über ein Paar elektrischer Drähte W1 und W2 geliefert. Die elektrischen Drähte W1 und W2 sind mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden. Hier verlaufen die elektrischen Drähte W1 und W2 durch Öffnungen in einem Endwandabschnitt des Gehäuses 42 und durchlaufen dann die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60. Wie in 9 zu sehen, sind die elektrischen Drähte W1 und W2 mit der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden. Wie in den 11 und 12 zu sehen, weist der Stator 62 ein Paar elektrischer Drähte W3 und W4 auf. Der elektrische Draht W3 ist mit dem elektrischen Draht W1 elektrisch verbunden, und der elektrische Draht W4 ist mit dem elektrischen Draht W2 elektrisch verbunden.
Wie in den 6 und 7 zu sehen, weist der Stator 62 ein erstes axiales Stator-Ende 68A, das dem ersten axialen Ende 12a der Achswelle 12 bezüglich der Drehmittelachse A1 zugewandt ist, und ein zweites axiales Stator-Ende 68B auf, das dem zweiten axialen Ende 12b der Achswelle 12 bezüglich der Drehmittelachse A1 zugewandt ist. Hier umfasst der Stator 62 einen Anker, der an der Achswelle 12 angeordnet ist. Der Anker des Stators 62 umfasst eine Wicklungsspule 62a und einen Spulenträger 62B.
Die Wicklungsspule 62A ist auf den Spulenträger 62B zum Tragen der Wicklungsspule 62A gewickelt. Die Wicklungsspule 62A ist aus einem leitfähigen Metalldrahtmaterial gefertigt, wie etwa aus einem Kupferdraht oder einem Aluminiumlegierungsdraht. Die elektrischen Drähte W3 und W4 sind mit beiden Enden der Wicklungsspule 62A elektrisch verbunden. Der elektrische Draht W3 ist mit dem elektrischen Draht W1 durch eine erste elektrische Verbindungseinrichtung EC1 elektrisch verbunden. Der elektrische Draht W4 ist mit dem elektrischen Draht W2 durch eine zweite elektrische Verbindungseinrichtung EC2 elektrisch verbunden. Auf diese Weise wird elektrische Energie, die in der Wicklungsspule 62A erzeugt wird, an die elektrische Schaltplatine 44 der elektrischen Komponente 38 über die elektrischen Drähte W1, W2, W3 und W4 übertragen. Die elektrische Schaltplatine 44 regelt dann die elektrische Energie, die von der Wicklungsspule 62A empfangen wird, um selektiv die elektrische Energie in den Kondensatoren 54 zu speichern und/oder selektiv die elektrische Energie nach außerhalb der Nabenanordnung 10 über das Kabel 40 zu übertragen, wie unten erläutert.
Der Spulenträger 62B ist nicht-drehbar an die Nabenachswelle 12 gekoppelt. Der Spulenträger 62B weist einen zylindrischen Rumpfabschnitt, einen ersten Flanschabschnitt und einen zweiten Flanschabschnitt auf. Der zylindrische Rumpfabschnitt weist einen Außenumfang auf, auf den die Wicklungsspule 62A aufgewickelt wird. Der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt sind an beiden axialen Endabschnitten des zylindrischen Rumpfabschnittes ausgebildet.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Gehäuse 42 zwischen der Zahnradtragestruktur 30 und dem Stator 62 angeordnet. Die erste Oberfläche 42a ist dem zweiten axialen Stator-Ende 68B des Stators 62 zugewandt. Die erste Oberfläche 42a wird durch die Außenfläche des Endwandabschnitts des Gehäuses 42 gebildet. Bevorzugt ist das Gehäuse 42 in der Axialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 benachbart zum Stator 62 am zweiten axialen Stator-Ende 68B des Stators 62 angeordnet.
Hier ist die elektrische Schaltplatine 44 in der Axialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 benachbart zum Stator 62 am zweiten axialen Stator-Ende 68B des Stators 62 angeordnet. Die elektrischen Drähte W1 und W2 sind mit der elektrischen Schaltplatine 44 verbunden. Insbesondere weist die elektrische Schaltplatine 44 eine erste in Axialrichtung gewandte Oberfläche 44e, die dem Stator 62 zugewandt ist, und eine zweite in Axialrichtung gewandte Oberfläche 44f auf, die von dem Stator 62 weggewandt ist. Hier sind die elektrischen Drähte W1 und W2 mit der zweiten in Axialrichtung gewandten Fläche 44f der elektrischen Schaltplatine 44 elektrisch verbunden.
Der Anker des Stators 62 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von ersten Jochen 62C und eine Mehrzahl von zweiten Jochen 62D. Die ersten Joche 62C sind in der Umfangsrichtung der Nabenachswelle 12 angeordnet. Die zweiten Joche 62D sind desgleichen in der Umfangsrichtung der Nabenachswelle 12 angeordnet und wechseln sich mit den ersten Jochen 62C ab. Die Wicklungsspule 62A befindet sich zwischen den ersten Jochen 62C und den zweiten Jochen 62D in der Axialrichtung der Nabenachswelle 12. Hier sind die ersten Joche 62C und die zweiten Joche 62D an Nuten des Spulenträgers 62B angepasst, so dass sich die ersten Joche 62C und die zweiten Joche 62D in Umfangsrichtung um die Drehmittelachse A1 abwechseln. Die ersten Joche 62C und die zweiten Joche 62D können am Spulenträger 62B beispielsweise durch einen Klebstoff befestigt sein.
Jedes der ersten Joche 62C kann ein geblechtes Joch sein, das aus einer Mehrzahl von Blechstücken besteht, oder kann ein einziges Stück sein. Im Falle von geblechten Jochen werden die Blechstücke der ersten Joche 62C in der Umfangsrichtung um die Drehmittelachse A1 zusammengeblecht. Die Blechstücke der ersten Joche 62C bestehen beispielsweise aus Siliciumstahlblechen (genauer nicht-orientierten Siliciumstahlblechen), auf deren Oberfläche ein Oxidfilm ausgebildet worden ist. Die Blechstücke der ersten Joche 62C sind Beispiele eines plattenartigen Elements.
Die zweiten Joche 62D können desgleichen ein geblechtes Joch sein, das aus einer Mehrzahl von Blechstücken besteht, oder können ein einziges Stück sein. Im Falle von geblechten Jochen werden die Blechstücke der zweiten Joche 62D in der Umfangsrichtung um die Drehmittelachse A1 zusammengeblecht. Die Blechstücke der zweiten Joche 62D bestehen beispielsweise aus Siliciumstahlblechen (genauer nicht-orientierten Siliciumstahlblechen), auf deren Oberfläche ein Oxidfilm ausgebildet worden ist. Die Blechstücke der zweiten Joche 62D sind Beispiele eines plattenartigen Elements.
Der Rotor 64 umfasst zumindest einen Magneten. Hier, in der gezeigten Ausführungsform, umfasst der Rotor 64 eine Mehrzahl von ersten Magnetteilen 64A und eine Mehrzahl von zweiten Magnetteilen 64B, die innerhalb eines rohrförmigen Trägers 64C angeordnet sind. Der rohrförmige Träger 64C ist fest an die Innenseite des Nabenkörpers 14 gekoppelt, so dass sich der Magnet (Rotor 64) und der Nabenkörper 14 zusammen um die Nabenachswelle 12 drehen. Der rohrförmige Träger 64C weist die Funktion eines rückwärtigen Jochs auf. Das rückwärtige Joch ist ein Element mit einer hohen magnetischen Durchlässigkeit, das auf der gegenüberliegenden Seite der magnetisierten Oberfläche angeordnet ist. Durch Verwendung des rückwärtigen Jochs kann ein großes erzeugtes Magnetfeld erhalten werden. Der rohrförmige Träger 64C kann weggelassen werden. Alternativ kann der Nabenkörper 14 den Magneten (den Rotor 64) derart aufweisen, dass der Nabenkörper 14 teilweise die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung 60 bildet. Die ersten Magnetteile 64A und die zweiten Magnetteile 64B sind so angeordnet, dass S-Pole und N-Pole der ersten Magnetteile 64A und der zweiten Magnetteile 64B abwechselnd in der Umfangsrichtung der Nabenachswelle 12 angeordnet sind. Daher sind die S-Pole der ersten Magnetteile 64A und die S-Pole der zweiten Magnetteil 64B nicht aufeinander ausgerichtet, und die N-Pole der ersten Magnetteile 64A und die N-Pole der zweiten Magnetteil 64B sind in der Axialrichtung der Nabenachswelle 12 nicht aufeinander ausgerichtet.
Wie oben erwähnt, wird die Wicklungsspule 62A so dargestellt, dass sie bezüglich der Nabenachswelle 12 feststehend ist, und der Magnet (Rotor 64) wird so dargestellt, dass er bezüglich des Nabenkörpers 14 feststehend ist. Alternativ kann die Wicklungsspule 62A bezüglich des Nabenkörpers 14 feststehend sein, und der Magnet (Rotor 64) kann bezüglich der Nabenachswelle 12 feststehend sein.
Wie in den 6, 9 und 10 zu sehen, sind die elektrischen Drähte W1 und W2 mit dem Stator 62 am ersten axialen Stator-Ende 68A des Stators 62 elektrisch verbunden. Die elektrischen Drähte W1 und W2 verlaufen axial durch den Anker des Stators 62. Genauer verlaufen die elektrischen Drähte W1 und W2 axial zwischen den ersten Jochen 62C und den zweiten Jochen 62D des Stators 62. Die elektrischen Drähte W1 und W2 verlaufen somit axial durch den Anker 62 an einem Punkt, der radial außerhalb der Wicklungsspule 62A liegt.
Die Nabenanordnung 10 umfasst des Weiteren zwei Fixierplatten 76 und 78, die an der Nabenachswelle 12 vorgesehen sind, um den Stator 62 der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 nicht-drehbar an die Nabenachswelle 12 zu koppeln. Die Fixierplatten 76 und 78 sind an gegenüberliegenden axialen Enden der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 vorgesehen. Die Fixierplatten 76 und 78 weisen eine Plattenform auf. Die Fixierplatte 76 umfasst eine Mehrzahl von Ansätzen 76a, und die Fixierplatte 78 umfasst eine Mehrzahl von Ansätzen 78a. Einer der Ansätze 76a der Fixierplatte 76 ist in der Nut 12d der Nabenachswelle 12 angeordnet. Desgleichen ist einer der Ansätze 78a der Fixierplatte 78 in der Nut 12d der Nabenachswelle 12 angeordnet. Die anderen der Ansätze 76a und 78a sind in zwei anderen axial verlaufenden Nuten 12e der Nabenachswelle 12 angeordnet. Durch Einsetzen der Ansätze 76a und 78a in diese Nuten 12d und 12e der Nabenachswelle 12 drehen sich die Fixierplatten 76 und 78 nicht bezüglich der Nabenachswelle 12. Der Stator 62 der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 dreht sich nicht bezüglich der Nabenachswelle 12, indem der Stator 62 mit Ansätzen 76b, die von einer in Axialrichtung gewandten Oberfläche der Fixierplatte 76 vorragen, und mit Ansätzen 78b, die von einer in Axialrichtung gewandten Oberfläche der Fixierplatte 78 vorragen, in Eingriff ist. Die Fixierplatten 76 und 78 sind so angeordnet, dass sie den Stator 62 der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 von beiden Seiten in der Axialrichtung des Stators 62 der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung 60 sandwichartig umfassen. Alternativ kann die Drehung der fixierten Platten 76 und 78 bezüglich der Nabenachswelle 12 auch unterdrückt werden, indem D-förmige Ausnehmungen vorgesehen werden, die zu einer entsprechenden Außenfläche der Nabenachswelle 12 passen. Optional kann eine des Paars von Fixierplatten 76 und 78 weggelassen werden.
Auch kann das Gehäuse 42 nicht-drehbar an eine der Fixierplatten 78 gekoppelt werden, um eine Drehung des Gehäuses 42 bezüglich der Nabenachswelle 12 zu unterdrücken. Beispielsweise sind die Passvorsprünge 42d des Gehäuses 42 ausgebildet, um mit Öffnungen 78c der Fixierplatte 78 in Eingriff zu kommen, die in die Nut 12d der Nabenachswelle 12 eingepasst ist. Die Fixierplatte 78 umfasst eine Mehrzahl von Öffnungen 78c, die den Passvorsprüngen 42d entsprechen. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich das Gehäuse 42 relativ zur Nabenachswelle 12 dreht. Alternativ kann das Gehäuse 42 am Lagerdistanzstück 28 befestigt werden, das nicht-drehbar an die Nabenachswelle 12 gekoppelt ist. Eine Mutter 80 ist auf die Nabenachswelle 12 aufgeschraubt, um den Stator 62 und das Gehäuse 42 an der Nabenachswelle 12 zu halten.
Zum Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sollen der Begriff „umfassend“ und dessen Ableitungen, wie sie hier verwendet werden, offene Begriffe sein, die die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Zahlen und/oder Schritte angeben, aber die Anwesenheit anderer, nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließen. Das Vorstehende gilt ebenfalls für Wörter, die ähnliche Bedeutungen haben, wie „einschließen“, „aufweisen“ und deren Ableitungen. Auch können, falls nicht anders angegeben, die Begriffe „Teil“, „Teilstück“, „Abschnitt“, „Bauteil“ oder „Element“, wenn sie im Singular verwendet werden, die doppelte Bedeutung eines einzelnen Teils oder einer Mehrzahl von Teilen haben.
So, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich die folgenden Richtungsbegriffe „dem Rahmen zugewandte Seite“, „nicht dem Rahmen zugewandte Seite“, „nach vorne“, „nach hinten“, „vorne“, „hinten“, „oben“, „unten“, „oberhalb“, „unterhalb“, „nach oben“, „nach unten“, „Oberseite“, „Unterseite“, „Seite“, „vertikal“, „horizontal“, „rechtwinklig“ und „quer“, wie auch alle anderen ähnlichen Richtungsbegriffe, auf die Richtungen eines vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs (z.B. eines Fahrrads) in einer aufrechten Fahrposition, das mit der Nabenanordnung versehen ist. Dementsprechend sollten diese Richtungsbegriffe, so, wie sie verwendet werden, um die Nabe zu beschreiben, relativ zu einem vom Menschen angetriebenen Fahrzeug (z.B. einem Fahrrad) in einer aufrechten Fahrposition auf einer horizontalen Oberfläche, das mit der Nabenanordnung versehen ist, interpretiert werden. Die Begriffe „links“ und „rechts“ werden verwendet, um „rechts“ anzuzeigen, wenn man auf die rechte Seite, gesehen von der Rückseite des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs (z.B. des Fahrrads), Bezug nimmt, und um „links“ anzuzeigen, wenn man auf die linke Seite, gesehen von der Rückseite des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs (z.B. des Fahrrads), Bezug nimmt.
Die Formulierung „zumindest einer von“, wie sie in dieser Offenbarung verwendet wird, bedeutet „einer oder mehrere“ von einer gewünschten Auswahlmöglichkeit. In einem Beispiel bedeutet die Formulierung „zumindest einer von“, wie sie in dieser Offenbarung verwendet wird, „nur eine einzige Auswahlmöglichkeit“ oder „beide von zwei Auswahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl ihrer Auswahlmöglichkeiten zwei beträgt. In einem anderen Beispiel bedeutet die Formulierung „zumindest einer von“, wie sie in dieser Offenbarung verwendet wird, „nur eine einzige Auswahlmöglichkeit“ oder „jede Kombination von zwei Auswahlmöglichkeiten oder mehr“, wenn die Anzahl ihrer Auswahlmöglichkeiten drei oder mehr beträgt. Auch bedeutet der Begriff „und/oder“, wie er in dieser Offenbarung verwendet wird „eines von beiden oder beide von“.
Es versteht sich ebenfalls, dass, obwohl die Begriffe „erster“ und „zweiter“ hier verwendet werden können, um verschiedene Komponenten zu beschreiben, diese Komponenten nicht durch diese Begriffe beschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. Somit könnte zum Beispiel eine erste oben besprochene Komponente als eine zweite Komponente bezeichnet werden, und umgekehrt, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Der Begriff „befestigt“ oder „befestigen“, wie er hier verwendet wird, umfasst Ausbildungen, bei denen ein Element direkt an einem anderen Element befestigt wird, indem das Element direkt an dem anderen Element angebracht wird; Ausbildungen, bei denen das Element indirekt an dem anderen Element befestigt wird, indem das Element an dem/den Zwischenelement(en) angebracht wird, das/die wiederum an dem anderen Element angebracht werden; und Ausbildungen, bei denen ein Element mit einem anderen Element einstückig ist, d.h., ein Element ist im Prinzip Teil des anderen Elements. Diese Definition gilt ebenfalls für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, zum Beispiel „zusammengefügt“, „angeschlossen“, „gekoppelt“, „montiert“, „verbunden“, „fixiert“ und deren Ableitungen. Schließlich bedeuten Begriffe des Ausmaßes, wie etwa „im Wesentlichen“, „ungefähr“ und „annähernd“, wie sie hier verwendet werden, ein Maß an Abweichung des relativierten Begriffes, derart, dass das Endergebnis nicht bedeutend verändert wird.
Obwohl nur ausgewählte Ausführungsformen zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung ausgesucht wurden, wird es Fachleuten aus dieser Offenbarung heraus deutlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hier gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel können, falls nicht anders angegeben, die Größe, Form, der Ort oder die Ausrichtung der verschiedenen Komponenten wie benötigt und/oder gewünscht verändert werden, so lange die Veränderungen nicht ihre ihnen zugedachte Funktion wesentlich beeinträchtigen. Falls nicht spezifisch anders angegeben, können Komponenten, die als direkt verbunden oder einander berührend dargestellt werden, Zwischenstrukturen aufweisen, die zwischen ihnen angeordnet sind, solange die Änderungen nicht ihre ihnen zugedachte Funktion wesentlich beeinträchtigen. Die Funktionen eines Elements können durch zwei ausgeführt werden, und umgekehrt, falls nicht spezifisch anders angegeben. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine weitere Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass sämtliche Vorteile in einer bestimmten Ausführungsform zeitgleich vorliegen. Jedes Merkmal, das gegenüber dem Stand der Technik einzigartig ist, alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen, sollte ebenfalls als eine separate Beschreibung weiterer Erfindungen der Anmelderin angesehen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch (ein) derartige(s) Merkmal(e) verkörpert werden. Somit werden die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zur Verdeutlichung vorgesehen, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben ist.

Claims

Nabenanordnung für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug, wobei die Nabenanordnung umfasst: eine Nabenachswelle, die ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende aufweist; einen Nabenkörper, der drehbar an der Nabenachswelle gelagert ist, um sich um eine Drehmittelachse der Nabenanordnung zu drehen; ein Kabel, das einen ersten Abschnitt, der innerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der außerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist; und eine Kabelschutzvorrichtung, die bezüglich der Nabenachswelle zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich angeordnet ist, wobei sich der zweite Abschnitt des Kabels entlang der Drehmittelachse erstreckt, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der ersten Position ist, und der zweite Abschnitt des Kabels zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse gehalten wird, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position ist.
Nabenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Kabelschutzvorrichtung bezüglich der Nabenachswelle zwischen der ersten Position und der zweiten Position schwenkbar gelagert ist.
Nabenanordnung nach Anspruch 2, wobei die Kabelschutzvorrichtung eine Schwenkachse aufweist, die sich in einer verdrehten oder kreuzenden Beziehung bezüglich der Drehmittelachse des Nabenkörpers erstreckt.
Nabenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kabelschutzvorrichtung ein Drahtstab ist.
Nabenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Abschnitt des Kabels sich zumindest teilweise entlang der Drehmittelachse erstreckt.
Nabenanordnung nach Anspruch 5, wobei der Drahtstab ein erstes Ende, das auf einer ersten Seite einer Bezugsebene angeordnet ist, und ein zweites Ende aufweist, das auf einer zweiten Seite der Bezugsebene angeordnet ist, in einem Fall, in dem die Bezugsebene vollständig die Drehmittelachse umfasst und zu einer Schwenkachse der Kabelschutzvorrichtung rechtwinklig ist.
Nabenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, des Weiteren umfassend ein Drehungsbeschränkungsteil, das ausgebildet ist, zwischen der Nabenachswelle und einem Rahmen des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs angeordnet zu sein, so dass eine Drehung der Nabenachswelle relativ zum Rahmen beschränkt ist.
Nabenanordnung nach Anspruch 7, wobei das Drehungsbeschränkungsteil lösbar an der Nabenachswelle befestigt ist.
Nabenanordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Drehungsbeschränkungsteil eine Kabelführungsstruktur umfasst, die ausgebildet ist, den zweiten Abschnitt des Kabels in einer abgewinkelten Richtung bezüglich der Drehmittelachse zu führen.
Nabenanordnung nach Anspruch 9, wobei die Kabelführungsstruktur des Weiteren ausgebildet ist, das Kabel in einer Radialrichtung der Nabenachswelle zu führen.
Nabenanordnung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Kabelführungsstruktur eine Nut umfasst, die ausgebildet ist, das Kabel zu führen.
Nabenanordnung nach Anspruch 11, wobei die Kabelschutzvorrichtung innerhalb der Nut der Kabelführungsstruktur befestigt ist.
Nabenanordnung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Kabelschutzvorrichtung einen Kabelhalteabschnitt umfasst, der breiter als eine Breite des Kabels ist.
Nabenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei das Drehungsbeschränkungsteil eine Ausnehmung umfasst, und die Kabelschutzvorrichtung lösbar in der Ausnehmung gehalten wird, wenn die Kabelschutzvorrichtung in der zweiten Position ist.
Nabenanordnung nach Anspruch 14, wobei die Kabelschutzvorrichtung elastisch verformt wird, während die Kabelschutzvorrichtung in die und aus der Ausnehmung bewegt wird.
Nabenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, des Weiteren umfassend eine elektrische Komponente, die bezüglich der Nabenachswelle nicht-drehbar angeordnet ist, und wobei das Kabel ein elektrisches Kabel ist, das mit der elektrischen Komponente elektrisch verbunden ist.
Nabenanordnung nach Anspruch 16, wobei die elektrische Komponente eine elektrische Schaltplatine umfasst, und das elektrische Kabel mit der elektrischen Schaltplatine elektrisch verbunden ist.
Nabenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, des Weiteren umfassend eine elektrische Energieerzeugungsvorrichtung, die am Nabenkörper vorgesehen ist und ausgebildet ist, elektrische Energie durch Drehung des Nabenkörpers zu erzeugen.
Nabenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, des Weiteren umfassend eine Zahnradtragestruktur, die drehbar um die Drehmittelachse angeordnet ist, um eine Antriebskraft auf den Nabenkörper beim Drehen in einer Antriebsdrehrichtung um die Drehmittelachse zu übertragen.
Nabenanordnung für ein vom Menschen angetriebenes Fahrzeug, wobei die Nabenanordnung umfasst: eine Nabenachswelle, die ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende aufweist; einen Nabenkörper, der drehbar an der Nabenachswelle gelagert ist, um sich um eine Drehmittelachse der Nabenanordnung zu drehen; ein Kabel, das einen ersten Abschnitt, der innerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der außerhalb der Nabenanordnung angeordnet ist; und eine Kabelschutzvorrichtung, die ein Drahtstab ist und an der Nabenachswelle angeordnet ist, und wobei der zweite Abschnitt des Kabels zumindest teilweise in einer gewinkelten Position bezüglich der Drehmittelachse gehalten wird.