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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der folgenden ausländischen Anmeldungen: Japanische Anmeldung
JP 2020-217057 , eingereicht am 25. Dezember 2020, japanische Anmeldung
JP 2021-022079 , eingereicht am 15. Februar 2021, US-Anmeldung Nummer
US 17/221,235 , eingereicht am 2. April 2021, US-Anmeldung Nummer
US 17/221,224 , eingereicht am 2. April 2021, US-Anmeldung Nummer
US 17/336,749 , eingereicht am 2. Juni 2021,
US 17/336,774 , eingereicht am 2. Juni 2021, US-Anmeldung Nummer
US 17/360,202 , eingereicht am 28. Juni 2021, und US-Anmeldung Nummer
US 17/360,222 , eingereicht am 28. Juni 2021. Die gesamte Offenbarung der folgenden ausländischen Anmeldungen:
- japanische Anmeldung JP 2020-217057 , Japanische Anmeldung JP 2021-022079 , US-Anmeldung Nr. US 17/221,235 , US-Anmeldung Nr. US 17/221,224 , US-Anmeldung Nr. US 17/336,749 , US-Anmeldung Nr. 17/336,774 , US-Anmeldung Nr. US 17/360,202 und US-Anmeldung Nr. US 17/360,222 wird hiermit durch Bezugnahme einbezogen. Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Stromanordnung für ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug.
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In jüngster Zeit beinhalten muskelkraftbetriebene Fahrzeuge (beispielsweise ein Fahrrad) verschiedene Elektrokomponenten. Beispielsweise Stromgeneratoren beziehungsweise Generatoren für elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Leistung beziehungsweise elektrische Energie an muskelkraftbetriebenen Fahrzeugen (beispielsweise Fahrrädern) als Elektrostromquellen beziehungsweise Elektroleistungsquellen beziehungsweise Elektroenergiequellen für Elektrovorrichtungen installiert. Solche Stromgeneratoren erzeugen Elektrizität entsprechend der Drehung der Räder des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs. In einigen Fällen weisen diese Stromgeneratoren einen Magneten und eine Spulenanordnung auf. Einer von dem Magneten und der Spulenanordnung dreht sich entsprechend der Drehung des Rades, während der andere von dem Magneten und der Spulenanordnung stationär ist. Manchmal ist ein Stromgenerator an einer Nabe des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs bereitgestellt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Allgemeinen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Merkmale einer Nabenanordnung für ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug. Der hier verwendete Begriff „muskelkraftbetriebenes Fahrzeug“ bezieht sich auf ein Fahrzeug, welches durch mindestens eine menschliche Antriebskraft angetrieben werden kann, beinhaltet jedoch nicht ein Fahrzeug, welches nur eine andere Antriebskraft als die menschliche Antriebskraft verwendet. Insbesondere beinhaltet ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug nicht ein Fahrzeug, welches ausschließlich einen Verbrennungsmotor als Antriebskraft nutzt. Bei dem muskelkraftbetriebenen Fahrzeug handelt es sich im Allgemeinen um ein kompaktes, leichtes Fahrzeug, für welches in manchen Fällen kein Führerschein zum Fahren auf öffentlichen Straßen erforderlich ist. Die Anzahl der Räder des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs ist nicht begrenzt. Das muskelkraftbetriebene Fahrzeug beinhaltet beispielsweise ein Einrad und ein Fahrzeug, aufweisend drei oder mehr Räder. Das muskelkraftbetriebene Fahrzeug beinhaltet beispielsweise verschiedene Arten von Fahrrädern wie ein Mountainbike, ein Rennrad, ein Citybike, ein Lastenrad und ein Liegerad sowie ein Elektro-Unterstützfahrrad (E-Bike).
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In Anbetracht des Standes der Technik und nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Elektroanordnung für ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug bereitgestellt. Die Elektroanordnung beinhaltet eine Elektrokomponente und ein Elektrokabel. Das Elektrokabel weist ein erstes Kabelende, elektrisch verbunden mit der Elektrokomponente, und ein zweites Kabelende, beabstandet von dem ersten Kabelende durch ein Zwischenstück des Elektrokabels, auf. In dem Zwischenstück des Elektrokabels ist eine Kabelkreuzung beziehungsweise Kabelschnittstelle ausgebildet, um die Bewegung des Elektrokabels bezüglich der Elektrokomponente zu begrenzen.
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Bei der Elektroanordnung nach dem ersten Aspekt wird die Bewegung des Elektrokabels relativ zu der Elektrokomponente begrenzt, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass das Elektrokabel von der Elektrokomponente getrennt wird.
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Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Elektroanordnung nach dem ersten Aspekt ferner einen Führabschnitt, und das Zwischenstück des Elektrokabels ist mindestens einmal um den Führabschnitt gewickelt beziehungsweise gewunden, um das Zwischenstück des Elektrokabels an dem Führabschnitt zu halten.
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Bei der Elektroanordnung gemäß dem zweiten Aspekt kann das Elektrokabel leicht auf den Führabschnitt gewickelt beziehungsweise gewunden werden, um die Kabelkreuzung, einschränkend die Bewegung des Elektrokabels in Bezug auf die Elektrokomponente, zu bilden.
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Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Elektroanordnung nach dem zweiten Aspekt so eingerichtet, dass das Zwischenstück des Elektrokabels einen Wickelabschnitt beziehungsweise Windabschnitt, gewickelt beziehungsweise gewunden um den Führabschnitt, einen ersten Kreuzungsabschnitt beziehungsweise Schnittstellenabschnitt und einen zweiten Kreuzungsabschnitt beziehungsweise Schnittstellenabschnitt umfasst, wobei sich der erste Kreuzungsabschnitt über den zweiten Kreuzungsabschnitt an einem Kreuzungspunkt des Zwischenstücks des Elektrokabels erstreckt.
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Bei der Elektroanordnung gemäß dem dritten Aspekt ist die Bewegung des Elektrokabels bezüglich der Elektrokomponente weiter eingeschränkt.
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Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Elektroanordnung nach einem der ersten bis dritten Aspekte so eingerichtet, dass sich ein Abschnitt des Zwischenstücks des Elektrokabels zumindest teilweise in eine Richtung weg von der Elektrokomponente erstreckt.
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Bei der Elektroanordnung nach dem vierten Aspekt wird eine Bewegung des Elektrokabels bezüglich der Elektrokomponente leichter eingeschränkt.
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Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Elektroanordnung nach einem der ersten bis vierten Aspekte so eingerichtet, dass die Elektrokomponente ein Gehäuse mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche, bezüglich der ersten Fläche auf der gegenüberliegenden Seite der Elektrokomponente liegend, aufweist.
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Bei der Elektroanordnung nach dem fünften Aspekt ist es möglich, die Teile der Elektrokomponente durch ein Gehäuse zuverlässiger zu schützen.
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Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Elektroanordnung nach dem fünften Aspekt so eingerichtet, dass das erste Kabelende des Elektrokabels in die erste Fläche des Gehäuses eintritt. Das Zwischenstück des Elektrokabels erstreckt sich teilweise von der zweiten Fläche in eine Richtung weg von der Elektrokomponente. Das Zwischenstück des Elektrokabels erstreckt sich über sich selbst, um die Kabelkreuzung an der ersten Fläche des Gehäuses zu bilden.
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Bei der Elektroanordnung nach dem sechsten Aspekt wird die Bewegung des Elektrokabels bezüglich der Elektrokomponente leichter eingeschränkt.
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Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Elektroanordnung nach einem der ersten bis sechsten Aspekte so eingerichtet, dass die Elektrokomponente eine Elektroschaltplatine umfasst und das erste Kabelende des Elektrokabels mit der Elektroschaltplatine elektrisch verbunden ist.
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Bei der Elektroanordnung nach dem siebten Aspekt kann/können verschiedene Information/en von der Elektroanordnung über das Elektrokabel von der Elektroschaltplatine fernempfangen werden.
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Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Nabenanordnung bereitgestellt, umfassend die Elektroanordnung nach einem der ersten Aspekt bis zum siebten Aspekt. Die Nabenanordnung umfasst eine Nabenachse und einen Nabenkörper. Die Nabenachse weist ein erstes Axialende und ein zweites Axialende auf. Der Nabenkörper ist drehbar auf der Nabenachse montiert, um sich um eine Drehmittelachse der Nabenanordnung zu drehen. Die Elektrokomponente ist drehfest auf der Nabenachse angeordnet.
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Bei der Nabenanordnung nach dem achten Aspekt kann die Elektroanordnung an einer Nabe des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs bereitgestellt werden.
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Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach dem achten Aspekt ferner einen/den Führabschnitt, wobei der Führabschnitt in der Nabenachse beinhaltet ist.
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Bei der Nabenanordnung nach dem neunten Aspekt kann das Elektrokabel direkt auf die Nabenachse gewickelt beziehungsweise gewunden werden, um die Kabelkreuzung, einschränkend die Bewegung des Elektrokabels bezüglich der Elektrokomponente, zu bilden.
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Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach dem achten Aspekt ferner einen/den Führabschnitt, einen Abstandhalter, bereitgestellt zwischen der Nabenachse und der Elektrokomponente in einer Radialrichtung bezüglich der Drehmittelachse. Der Führabschnitt ist in dem Abstandhalter enthalten.
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Bei der Nabenanordnung nach dem zehnten Aspekt kann der Reibwiderstand der Kabelkreuzung zuverlässig eingestellt werden, indem ein Abstandhalter verwendet wird, bei welchem das Elektrokabel auf den Abstandhalter gewickelt beziehungsweise gewunden ist.
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Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach dem achten Aspekt ferner einen/den Führabschnitt, wobei der Führabschnitt bei der Elektrokomponente enthalten ist.
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Bei der Nabenanordnung nach dem elften Aspekt kann das Elektrokabel auf den Führabschnitt gewickelt beziehungsweise gewunden werden, bevor die Elektrokomponente an der Nabenachse montiert wird.
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Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach dem elften Aspekt so eingerichtet, dass die Elektrokomponente ein Gehäuse umfasst, und der Führabschnitt in dem Gehäuse beinhaltet ist.
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Bei der Elektroanordnung nach dem zwölften Aspekt kann das Elektrokabel an das Gehäuse gewickelt beziehungsweise gewunden werden, bevor das Gehäuse an der Nabenachse montiert wird.
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Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach einem der achten bis zwölften Aspekte so eingerichtet, dass die Elektrokomponente ein/das Gehäuse mit einer/der ersten Fläche, zugewandt dem ersten Axialende der Nabenachse, einer/der zweiten Fläche, zugewandt dem zweiten Axialende der Nabenachse, und einer Öffnung, sich von der ersten Fläche zur zweiten Fläche erstreckend, umfasst, und die Nabenachse sich durch die Öffnung der Elektrokomponente erstreckt.
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Bei der Nabenanordnung nach dem dreizehnten Aspekt kann die Elektrokomponente unter Verwendung des Gehäuses auf einfache Weise an der Nabenachse bereitgestellt werden.
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Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach einem der achten bis dreizehnten Aspekte so eingerichtet, dass die Nabenachse einen Kabelaufnahmedurchgang, sich axial zwischen der Elektrokomponente und dem zweiten Axialende der Nabenachse erstreckend, aufweist und das Zwischenstück des Elektrokabels zumindest teilweise in dem Kabelaufnahmedurchgang angeordnet ist.
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Bei der Nabenanordnung nach dem vierzehnten Aspekt kann die Größe der Nabenanordnung in Radialrichtung verringert werden und das Elektrokabel kann geschützt werden.
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Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Nabenanordnung nach einem der achten bis vierzehnten Aspekte so eingerichtet, dass die Elektrokomponente eine/die Elektroschaltplatine umfasst, und die Elektroschaltplatine senkrecht zur Drehmittelachse angeordnet ist.
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Bei der Nabenanordnung nach dem fünfzehnten Aspekt ist es möglich, verschiedene Information/en bezüglich der Nabenanordnung unter Verwendung der Elektroschaltplatine zu beziehen, und es ist auch möglich, den Freiheitsgrad beim Anordnen der Teile zu erhöhen und die kompakte Anordnung der Elektroschaltplatine zu erleichtern.
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Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach dem fünfzehnten Aspekt ferner mindestens einen Kondensator, elektrisch verbunden mit der Elektroschaltplatine.
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Bei der Elektroanordnung nach dem sechzehnten Aspekt ist es möglich, der Elektroschaltplatine elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie bereitzustellen, während das muskelkraftbetriebene Fahrzeug anhält.
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Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach einem der achten bis sechzehnten Aspekte ferner einen Stromgenerator beziehungsweise Generatoren für elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Leistung beziehungsweise elektrische Energie, bereitgestellt am Nabenkörper und eingerichtet, um elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie durch Rotation des Nabenkörpers zu erzeugen.
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Bei der Elektroanordnung nach dem siebzehnten Aspekt ist es möglich, elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie zu erzeugen, wenn sich der Nabenkörper dreht.
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Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach einem der achten Aspekte bis zum siebzehnten Aspekt ferner eine Kettenradstützstruktur, drehbar angeordnet um die Drehmittelachse, um eine Antriebskraft auf den Nabenkörper zu übertragen, während sich in einer Antriebsdrehrichtung um die Drehmittelachse drehend.
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Bei der Nabenanordnung nach dem achtzehnten Aspekt wirkt die Kettenradstützstruktur als Freilauf, um der Kettenradstützstruktur zu ermöglichen, während des Leerlaufs die Drehung anzuhalten.
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Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Nabenanordnung nach dem achtzehnten Aspekt ferner ein/en Detektierteil, angeordnet an der Kettenradstützstruktur, und einen Drehdetektionssensor, eingerichtet, den/das Detektierteil zu detektieren, um die Drehung der Kettenradstützstruktur um die Drehmittelachse zu detektieren.
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Bei der Nabenanordnung nach dem neunzehnten Aspekt kann eine Drehung der Kettenradstützstruktur zuverlässig erfasst werden.
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Auch andere Objekte, Merkmale, Aspekte und Vorteile der offenbarten Nabenanordnung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, offenbarend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Nabenanordnung.
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Figurenliste
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Bezugnehmend jetzt auf die beigefügten Zeichnungen, welche ein/en Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:
- 1 ist eine Seitenaufrissansicht eines muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs (das heißt eines Fahrrads), ausgestattet mit einer Nabenanordnung (das heißt einer Fahrradnabenanordnung) gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 ist eine Längsaufrissansicht der Nabenanordnung, angebracht an dem Fahrzeugkörper des in 1 dargestellten muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten Nabenanordnung;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht der in den 2 und 3 dargestellten Nabenanordnung, bei welcher jedoch bestimmte Teile entfernt wurden, um den Lagerabstandhalter darzustellen;
- 5 ist eine Längsschnittansicht der in den 2 bis 4 dargestellten Nabenanordnung, gesehen entlang der Schnittlinie 5- 5 in 3;
- 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines ersten Abschnitts der in 5 dargestellten Nabenanordnung;
- 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines zweiten Abschnitts der in 5 dargestellten Nabenanordnung;
- 8 ist eine perspektivische Ansicht der in den 2 bis 5 dargestellten Nabenanordnung, bei der Abschnitte der Nabe weggebrochen sind;
- 9 ist eine erste perspektivische Ansicht der Elektroanordnung für die in den 2 bis 5 dargestellte Nabenanordnung;
- 10 ist eine zweite perspektivische Ansicht der in 9 dargestellten Elektroanordnung;
- 11 ist eine perspektivische Teil-Explosionsansicht der in den 9 und 10 dargestellten Elektroanordnung;
- 12 ist eine perspektivische Ansicht ausgewählter Teile der in den 9 und 10 dargestellten Elektroanordnung, bei welcher der Stromgenerator entfernt wurde;
- 13 ist eine erste Seitenansicht der in 12 dargestellten ausgewählten Teile der Elektroanordnung, bei welcher der Stromgenerator entfernt worden ist;
- 14 ist eine erste Endaufrissansicht der ausgewählten Teile der in den 12 und 13 dargestellten Elektroanordnung;
- 15 ist eine perspektivische Teil-Explosionsansicht der Elektrokomponente und des Lagerabstandhalters der in den 2 bis 5 dargestellten Nabenanordnung;
- 16 ist eine Ansicht der Nabenanordnung, dargestellt in den 2 bis 5, bei welcher ein ausgewählter Teil dargestellt ist;
- 17 ist eine perspektivische Ansicht der in den 13 bis 16 dargestellten Elektrokomponente, bei welcher das Elektrokabel um den Abstandhalter gewickelt beziehungsweise gewunden und mit der Elektrokomponente elektrisch verbunden ist;
- 18 ist eine Querschnittsansicht der in den 13 bis 17 dargestellten Elektrokomponente, gesehen entlang der Schnittlinie 18-18 in 17;
- 19 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektrokomponente, aufweisend ein modifiziertes Gehäuse;
- 20 ist eine Querschnittsansicht der in 19 dargestellten Elektrokomponente, gesehen entlang der Schnittlinie 20-20 in 19;
- 21 ist eine Querschnittsansicht, ähnlich wie 20, der in den 19 und 20 dargestellten Elektrokomponente, bei welcher das Elektrokabel um den Führabschnitt, einstückig ausgebildet an dem Gehäusekörper des Gehäuses für die Elektrokomponente, gewickelt beziehungsweise gewunden ist; und
- 22 ist eine Querschnittsansicht, ähnlich wie 18, der in den 13 bis 17 dargestellten Elektrokomponente, bei welcher das Elektrokabel jedoch direkt um einen an der Nabenachse ausgebildeten Führabschnitt gewickelt beziehungsweise gewunden ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausgewählte Ausführungsformen werden jetzt in Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Aus dieser Offenbarung geht für den Fachmann auf dem Gebiet der muskelkraftbetriebenen Fahrzeuge (beispielsweise Fahrräder) hervor, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung bereitgestellt sind und nicht dazu dienen, die Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen und deren Entsprechungen zu begrenzen.
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Bezugnehmend auf 1 ist zunächst eine Nabenanordnung 10 für ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug V bereitgestellt. Mit anderen Worten ist das muskelkraftbetriebene Fahrzeug V (das heißt, ein Fahrrad) mit der Nabenanordnung 10 nach einer dargestellten Ausführungsform ausgestattet. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei der Nabenanordnung 10 um eine Fahrradnabe. Insbesondere handelt es sich bei der Nabenanordnung 10 um eine Fahrrad-Hinterradnabe. Außerdem ist die Nabenanordnung 10 in der dargestellten Ausführungsform ein Nabendynamo zum Bereitstellen elektrischer Leistung beziehungsweise elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie für eine oder mehrere Komponenten des Fahrrads V. Die Nabenanordnung 10 ist jedoch nicht auf einen Nabendynamo beschränkt. Insbesondere können bestimmte Aspekte der Nabenanordnung 10, keine elektrische Leistung beziehungsweise elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie erzeugend, bereitgestellt sein. Auch wenn die Nabenanordnung 10 als Hinterradnabe dargestellt ist, können bestimmte Aspekte der Nabenanordnung 10 auch für eine Vorderradnabe bereitgestellt sein. Somit ist die Nabenanordnung 10 nicht auf eine Hinterradnabe begrenzt.
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Hier ist das Fahrrad V ein Elektro-Unterstützfahrrad (E-Bike). Alternativ kann das Fahrrad V ein Straßenfahrrad, ein Stadtrad, ein Lastenfahrrad, ein Liegerad oder eine andere Art von Geländefahrrad, beispielsweise ein Cyclocross-Fahrrad, sein. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Fahrrad V einen Fahrzeugkörper VB, gestützt von einem Hinterrad RW und einem Vorderrad FW. Der Fahrzeugkörper VB beinhaltet im Wesentlichen einen vorderen Rahmenkörper FB und einen hinteren Rahmenkörper RB (einen Schwing- beziehungsweise Schwenkarm). Der Fahrzeugkörper VB ist außerdem mit einer Lenkstange H und einer Vordergabel FF zur Lenkung des Vorderrads FW bereitgestellt. Der hintere Rahmenkörper RB ist schwingbar beziehungsweise schwenkbar an einem hinteren Abschnitt des vorderen Rahmenkörpers FB montiert, so dass der hintere Rahmenkörper RB bezüglich des vorderen Rahmenkörpers FB schwenken kann. Das Hinterrad RW ist an einem Hinterende des hinteren Rahmenkörpers RB montiert. Ein Heckstoßdämpfer beziehungsweise Hinterstoßdämpfer RS ist zwischen dem vorderen Rahmenkörper FB und dem hinteren Rahmenkörper RB wirkangeordnet. Der Heckstoßdämpfer RS ist zwischen dem vorderen Rahmenkörper FB und dem hinteren Rahmenkörper RB bereitgestellt, um die Bewegung des hinteren Rahmenkörpers RB bezüglich des vorderen Rahmenkörpers FB zu steuern. Der Heckstoßdämpfer RS nimmt nämlich die vom Hinterrad RW übertragenen Stöße auf. Das Hinterrad RW ist drehbar an dem hinteren Rahmenkörper RB montiert. Das Vorderrad FW ist über die Vordergabel FF am vorderen Rahmenkörper FB montiert. Das Vorderrad FW ist nämlich an einem unteren Ende der Vordergabel FF montiert. Eine höheneinstellbare Sattelstütze ASP ist in herkömmlicher Weise an einem Sitzrohr des vorderen Rahmenkörpers FB montiert und stützt einen Fahrradsattel S in geeigneter Weise. Die Vordergabel FF ist schwenkbar an einem Lenkkopfrohr des vorderen Rahmenkörpers FB montiert. Die Lenkstange H ist an einem oberen Ende einer Lenksäule oder eines Lenkrohrs der Vordergabel FF montiert. Die Vordergabel FF nimmt die vom Vorderrad FW übertragenen Stöße auf. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Heckstoßdämpfer RS und der Vordergabel FF um elektrisch einstellbare Federungen beziehungsweise Aufhängungen. Beispielsweise kann die Steifigkeit und/oder die Hublänge des Heckstoßdämpfers RS und der Vordergabel FF eingestellt werden.
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Das Fahrrad V beinhaltet ferner einen Antriebsstrang DT und eine Elektroantriebseinheit DU, wirkgekoppelt mit dem Antriebsstrang DT. Das Kettenrad DT ist beispielsweise ein Kettenantrieb, beinhaltend eine Kurbel C, ein vorderes Kettenrad FS, eine Vielzahl von hinteren Kettenrädern CS und eine Kette CN. Die Kurbel C beinhaltet eine Kurbelachse CA1 und ein Paar von Kurbelarmen CA2. Die Kurbelachse CA1 ist über die Elektroantriebseinheit DU drehbar am vorderen Rahmenkörper FB gestützt. Die Kurbelarme CA2 sind an gegenüberliegenden Enden der Kurbelachse CA1 bereitgestellt. Ein Pedal PD ist drehbar mit dem distalen Ende jedes der Kurbelarme CA2 verbunden. Der Antriebsstrang DT kann aus einem beliebigen Typ ausgewählt werden und kann ein Riemenantriebstyp oder ein Wellenantriebstyp sein.
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Die Elektroantriebseinheit DU verfügt über einen Elektromotor, bereitstellend eine Unterstützkraft für das vordere Kettenrad FS. Die Elektroantriebseinheit DU kann aktiviert werden, um den Antrieb des Fahrrads V in herkömmlicher Weise zu unterstützen. Die Elektroantriebseinheit DU wird beispielsweise nach einer menschlichen Antriebskraft, bewirkt an den Pedalen PD, aktiviert. Die Elektroantriebseinheit DU wird durch elektrische Leistung beziehungsweise elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie aktiviert, gespeist von einem Hauptbatteriepaket BP, montiert an einem Unterrohr des Fahrrads V. Das Hauptbatteriepaket BP kann andere Fahrzeugkomponenten mit elektrischer Leistung beziehungsweise elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie versorgen, beispielsweise den hinteren Umwerfer RD, den höhenverstellbaren Sattelstützhöheneinsteller ASP, den Heckstoßdämpfer RS, die Vordergabel FF und jede andere Fahrzeugkomponente, nutzend elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie.
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Das Fahrrad V beinhaltet ferner einen Fahrradcomputer SC. Hier ist der Fahrradcomputer SC an dem vorderen Rahmenkörper FB montiert. Alternativ kann der Fahrradcomputer SC auch an der Lenkstange H bereitgestellt sein. Der Fahrradcomputer SC informiert den Fahrer über verschiedene Fahr- und/oder Betriebszustände des Fahrrads V. Der Fahrradcomputer SC kann auch verschiedene Steuerprogramme zur automatischen Steuerung einer oder mehrerer Fahrzeugkomponenten beinhalten. Beispielsweise kann der Fahrradcomputer SC mit einem automatischen Schaltprogramm zum Ändern der Gänge des hinteren Umwerfers RD basierend auf einem oder mehreren Fahr- und/oder Betriebszuständen des Fahrrads V bereitgestellt sein.
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Hier beinhaltet das Fahrrad V ferner einen hinteren Umwerfer RD, angebracht an dem hinteren Rahmenkörper RB, um die Kette CN zwischen den hinteren Kettenrädern CS zu schalten. Der hintere Umwerfer RD ist eine Art von Gangändervorrichtung. Hier ist der hintere Umwerfer RD ein elektrischer Umwerfer (das heißt, eine Elektrogangschaltvorrichtung oder eine Elektroübersetzungsvorrichtung). Der hintere Umwerfer RD ist an der Rückseite des hinteren Rahmenkörpers RB in der Nähe der Nabenanordnung 10 bereitgestellt. Der hintere Umwerfer RD kann betätigt werden, wenn ein Fahrer des Fahrrads V eine Gangschaltungsbetätigungsvorrichtung oder einen Schalter SL manuell betätigt. Der hintere Umwerfer RD kann auch basierend auf den Fahrbedingungen und/oder den Betriebsbedingungen des Fahrrads V automatisch betätigt werden. Das Fahrrad V kann ferner eine Vielzahl von Elektronikkomponenten beinhalten. Einige oder alle der Elektronikkomponenten können mit elektrischer Leistung beziehungsweise elektrischem Strom beziehungsweise elektrischer Energie gespeist werden, welche von der Nabenanordnung 10 während eines Zustandes der Stromerzeugung, wie hier beschrieben, erzeugt wird.
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Die Struktur der Nabenanordnung 10 wird nun insbesondere in Bezug auf die 2 bis 8 beschrieben. Die Nabenanordnung umfasst eine Nabenachse 12. und einen Nabenkörper 14. Die Nabenachse 12 ist eingerichtet, um drehfest an dem Fahrzeugkörper VB angebracht zu sein. In dieser Ausführungsform ist die Nabenachse 12 eingerichtet, um drehfest am hinteren Rahmenkörper RB angebracht zu sein. Der Nabenkörper 14 ist drehbar auf der Nabenachse 12 montiert, um sich um eine Drehmittelachse A1 der Nabenanordnung 10 zu drehen. Die Nabenachse 12 weist eine zur Drehmittelachse A1 koaxiale Mittelachse auf. Der Nabenkörper 14 ist drehbar um die Drehmittelachse A1 angeordnet. Mit anderen Worten, der Nabenkörper 14 ist drehbar um die Nabenachse 12 montiert.
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Wie in den 5 bis 7 zu sehen, ist die Nabenachse 12 ein starres Glied aus einem geeigneten Material, beispielsweise einem metallischen Material. Die Nabenachse 12 weist ein erstes Axialende 12a und ein zweites Axialende 12b auf. Hier ist die Nabenachse 12 ein rohrförmiges Glied. Somit hat die Nabenachse 12 eine Axialbohrung 12c, sich zwischen dem ersten Axialende 12a und dem zweiten Axialende 12b erstreckend. Die Nabenachse 12 kann ein einstückiges Glied sein oder aus mehreren Stücken bestehen. Hier ist die Nabenachse 12 mit einem ersten Endstück oder einer Endkappe 16 und einem zweiten Endstück oder einer Endkappe 18 bereitgestellt. Die erste Endkappe 16 ist am ersten Axialende 12a (linke Seite in den 2 bis 8) der Nabenachse 12 montiert, und die zweite Endkappe 18 ist am zweiten Axialende 12b (rechte Seite in den 2 bis 5) der Nabenachse 12 montiert. Beispielsweise wird die erste Endkappe 16 auf das erste Axialende 12a der Nabenachse 12 geschraubt, und die zweite Endkappe 18 ist an dem zweiten Axialende 12b der Nabenachse 12 mit einem Fixierbolzen 20, geschraubt, in die Axialbohrung 12c der Nabenachse 12, gesichert. Auf diese Weise werden die erste Endkappe 16 und der Fixierbolzen 20 in Montageöffnungen des hinteren Rahmenkörpers RB empfangen, wie in 2 dargestellt. Dabei beinhaltet die zweite Endkappe 18 ein/en Drehbegrenzteil 18a, ebenfalls empfangen in einer der Montageöffnungen des hinteren Rahmenkörpers RB. Der/das Drehbegrenzteil 18a ist mit dem hinteren Rahmenkörper RB in Eingriff, um die Drehung der Nabenachse 12 relativ zum hinteren Rahmenkörper RB zu begrenzen.
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Wie in den 2 und 5 dargestellt, umfasst die Nabenanordnung 10 ferner einen Radhaltemechanismus 22 zur Sicherung der Nabenachse 12 der Nabenanordnung 10 an dem hinteren Rahmenkörper RB. Der Radhaltemechanismus 22 beinhaltet im Wesentlichen eine Welle oder einen Spanner 22a, einen Nockenkörper 22b, einen Nockenhebel 22c und eine Einstellmutter 22d. Der Nockenhebel 22c ist über den Nockenkörper 22b an einem Ende des Spanners 22a angebracht, während die Einstellmutter 22d mit einem Gewinde an dem anderen Ende des Spanners 22a versehen ist. Der Hebel 22c ist an dem Nockenkörper 22b angebracht. Der Nockenkörper 22b ist zwischen dem Spanner 22a und dem Nockenhebel 22c gekoppelt, um den Spanner 22a relativ zu dem Nockenkörper 22b zu bewegen. Somit wird der Hebel 22c wirkbetätigt, um den Spanner 22a in Axialrichtung der Drehmittelachse A1 bezüglich des Nockenkörpers 22b zu bewegen, um den Abstand zwischen dem Nockenkörper 22b und der Einstellmutter 22d zu ändern. Vorzugsweise ist an jedem Ende des Spanners 22a eine Druckfeder bereitgestellt. Alternativ kann die Nabenachse 12 mit anderen Befestigungsstrukturen nach Bedarf und/oder Wunsch drehfest am hinteren Rahmenkörper RB angebracht sein.
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Wie in den 1, 3 und 4 angedeutet, ist der Nabenkörper 14 um die Nabenachse 12 drehbar montiert, um sich in einer Antriebsdrehrichtung D1 zu drehen. Die Antriebsdrehrichtung D1 entspricht einer Vorwärtsfahrtrichtung des Hinterrads RW. Der Nabenkörper 14 ist eingerichtet, um das Hinterrad RW in herkömmlicher Weise zu stützen. Insbesondere beinhaltet der Nabenkörper 14 in der dargestellten Ausführungsform einen ersten Außenflansch 14a und einen zweiten Außenflansch 14b. Der erste Außenflansch 14a und der zweite Außenflansch 14b erstrecken sich radial nach außen bezüglich der Drehmittelachse A1 von einer Umfangsfläche des Nabenkörpers 14. Der erste Außenflansch 14a und der zweite Außenflansch 14b sind eingerichtet, eine Vielzahl von Speichen (1) zu empfangen, um eine Felge (1) des Hinterrades RW am Nabenkörper 14 anzubringen. Auf diese Weise sind der Nabenkörper 14 und das Hinterrad RW gekoppelt, um sich gemeinsam zu drehen.
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Wie in den 5 und 6 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 ferner ein erstes Nabenkörperlager 24. Das erste Nabenkörperlager 24 stützt den Nabenkörper 14 drehbar. Vorzugsweise umfasst die Nabenanordnung 10 ferner ein zweites Nabenkörperlager 26, ein Ende des Nabenkörpers 14 drehbar stützend. Das erste Nabenkörperlager 24 stützt das andere Ende des Nabenkörpers 14 bezüglich der Drehmittelachse A1 drehbar. Das erste Nabenkörperlager 24 beinhaltet einen ersten Innenring 24a, einen ersten Außenring 24b und eine Vielzahl von ersten Rollenelementen 24c. Die ersten Rollenelemente 24c sind zwischen dem ersten Innenring 24a und dem ersten Außenring 24b angeordnet. Das zweite Nabenkörperlager 26 beinhaltet einen zweiten Innenring 26a, einen zweiten Außenring 26b und eine Vielzahl von zweiten Rollenelementen 26c. Die zweiten Rollenelemente 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 die Kraft in der Richtung senkrecht zur Achse. Ferner kann ein Radialrollenlager anstelle des Radialkugellagers verwendet werden. Radialrollenlager beinhalten Zylinderrollenlager und Nadellager.
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Hier umfasst die Nabenanordnung 10 ferner einen Lagerabstandhalter 28. Der Lagerabstandhalter 28 ist auf der Nabenachse 12 bereitgestellt und stützt den Nabenkörper 14 über das zweite Nabenkörperlager 26 ab. Dabei stützt der Lagerabstandhalter 28 das zweite Nabenkörperlager 26. Der Lagerabstandhalter 28 weist ein Innenumfangsende 28a auf, bereitgestellt an der Nabenachse 12, und ein Außenumfangsende 28b, beabstandet radial nach außen vom Innenumfangsende 28 in einer Radialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1. Das zweite Nabenkörperlager 26 ist am Außenumfangsende 28b des Lagerabstandhalters 28 angeordnet und stützt den Nabenkörper 14 drehbar. Der Lagerabstandhalter 28 ist bezüglich der Nabenachse 12 drehfest. Insbesondere, wie in 4 zu sehen, definiert das Innenumfangsende 28a eine nicht-kreisförmige Öffnung 28a1, mit einem nichtkreisförmigen Abschnitt der Nabenachse 12 zusammenpassend, um den Lagerabstandhalter 28 bezüglich der Nabenachse 12 drehfest zu koppeln. Die Axialposition des Lagerabstandhalters 28 bezüglich der Nabenachse 12 kann durch Einlegen beziehungsweise Sandwichen zwischen einer an der Nabenachse 12 bereitgestellten Stufe und einer auf die Nabenachse 12 geschraubten Mutter bestimmt sein. Hier beinhaltet der Lagerabstandhalter 28 eine Axialöffnung 28c.
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Die Nabenanordnung 10 umfasst ferner eine Kettenradstützstruktur 30. In der dargestellten Ausführungsform stützt die Kettenradstützstruktur 30 die hinteren Kettenräder CS, wie in 2 zu sehen. Die Kettenradstützstruktur 30 ist drehbar um die Drehmittelachse A1 angeordnet, um eine Antriebskraft auf den Nabenkörper 14, während sich in einer Antriebsdrehrichtung D1 um die Drehmittelachse A1 drehend, zu übertragen. Wie unten erläutert, überträgt die Kettenradstützstruktur 30 keine Antriebskraft auf den Nabenkörper 14, während sich in einer Nichtantriebsdrehrichtung D2 um die Drehmittelachse A1 drehend. Die Nichtantriebsdrehrichtung D2 ist bezüglich der Drehmittelachse A1 der Antriebsdrehrichtung D1 gegenüberliegend. Die Drehmittelachse der Kettenradstützstruktur 30 ist konzentrisch mit der Drehmittelachse A1 der Nabenanordnung 10 angeordnet.
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Während die Kettenradstützstruktur 30 eingerichtet ist, die hinteren Kettenräder CS drehfest zu stützen, ist die Kettenradstützstruktur 30 nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt. Alternativ können eines oder mehrere der hinteren Kettenräder CS einstückig mit der Kettenradstützstruktur 30 ausgebildet sein. In jedem Fall sind die Kettenradstützstruktur 30 und die hinteren Kettenräder CS miteinander gekoppelt, um sowohl in der Antriebsdrehrichtung D1 als auch in der Nichtantriebsdrehrichtung D2 gemeinsam zu drehen.
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Die Nabenanordnung 10 umfasst ferner ein erstes Kettenradstützlager 32 und ein zweites Kettenradstützlager 34. Das erste Kettenradstützlager 32 stützt drehbar ein erstes Ende 30a der Kettenradstützstruktur 30. Das zweite Kettenradstützlager 34 stützt ein zweites Ende 30b der Kettenradstützstruktur 30 drehbar. Das erste Kettenradstützlager 32 und das zweite Kettenradstützlager 34 weisen einen Außendurchmesser, kleiner als das Außenumfangsende 28b des Lagerabstandhalters 28, auf. Der Innendurchmesser des ersten Kettenradstützlagers 32 ist größer als der Innendurchmesser des zweiten Kettenradstützlagers 34. So können das erste Kettenradstützlager 32 und das zweite Kettenradstützlager 34 vom zweiten Axialende 12b der Nabenachse 12 aus auf der Nabenachse 12 montiert werden. Das erste Kettenradstützlager 32 beinhaltet einen ersten Innenring 32a, einen ersten Außenring 32b und eine Vielzahl von ersten Rollenelementen 32c. Die ersten Rollenelemente 32c sind zwischen dem ersten Innenring 32a und dem ersten Außenring 32b angeordnet. Das zweite Kettenradstützlager 34 beinhaltet einen zweiten Innenring 34a, einen zweiten Außenring 34b und eine Vielzahl von zweiten Rollenelementen 34c. Die zweiten Rollenelemente 34c sind zwischen dem zweiten Innenring 34a und dem zweiten Außenring 34b angeordnet. Das erste Kettenradstützlager 32 und das zweite Kettenradstützlager 34 sind hier als Radialkugellager ausgeführt. Radialkugellager stützen die Kraft in der Richtung senkrecht zur Achse. Ferner kann ein Radialrollenlager anstelle des Radialkugellagers verwendet werden. Radialrollenlager beinhalten Zylinderrollenlager und Nadellager. Ein rohrförmiges Distanzelement 35 ist zwischen dem ersten Kettenradstützlager 32 und dem zweiten Kettenradstützlager 34 angeordnet.
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Wie in den 5 bis 7 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 ferner eine Elektroanordnung 36. Somit ist die Elektroanordnung 36 an einem muskelkraftbetriebenen Fahrzeug V bereitgestellt. Die Elektroanordnung 36 umfasst eine Elektrokomponente 38 und ein Elektrokabel 40. Während die Elektrokomponente 38 Teil der Nabenanordnung 10 ist, kann die Elektrokomponente 38 mit anderen Komponenten des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs verwendet werden. Die Elektrokomponente 38 weist eine Öffnung 38a zur Aufnahme der Nabenachse 12 auf. Somit ist die Elektrokomponente 38 an der Nabenachse 12 gestützt. Wie später erläutert, ist die Elektrokomponente 38 drehfest an der Nabenachse 12 angeordnet.
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Hier beinhaltet die Elektrokomponente 38 ein Gehäuse 42. Das Gehäuse 42 ist eingerichtet, um die Öffnung 38a der Elektrokomponente 38, aufnehmend die Nabenachse 12, zu definieren. Das Gehäuse 42 weist eine erste Fläche 42a, eine zweite Fläche 42b und die Öffnung 38a auf. Die Öffnung 38a erstreckt sich von der ersten Fläche 42a bis zur zweiten Fläche 42b. Die zweite Fläche 42b liegt bezüglich der ersten Fläche 42a an der gegenüberliegenden Seite der Elektrokomponente 38. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Fläche 42a dem ersten Axialende 12a der Nabenachse 12 zugewandt, während die zweite Fläche 42b dem zweiten Axialende 12b der Nabenachse 12 zugewandt ist. Hier erstreckt sich die Nabenachse 12 durch die Öffnung 38a der Elektrokomponente 38.
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Hier umfasst die Elektrokomponente 38 ferner einen Abstandhalter 43, bereitgestellt zwischen der Nabenachse 12 und der Elektrokomponente 38 in Radialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1. Mit anderen Worten umfasst die Nabenanordnung 10 ferner den zwischen der Nabenachse 12 und der Elektrokomponente 38 bezüglich der Drehmittelachse A1 in Radialrichtung bereitgestellten Abstandhalter 43. Der Abstandhalter 43 ist eine röhrenförmige Stütze aufweisend einen zylindrischen Führabschnitt 43a und einen ringförmigen Anschlag-Abschnitt 43b. Der Führabschnitt 43a ist in dem Abstandhalter 43 beinhaltet. Somit umfasst die Elektroanordnung 36 ferner den Führabschnitt 43a. Da die Nabenanordnung 10 die Elektroanordnung 36 beinhaltet, umfasst die Nabenanordnung 10 ferner den Führabschnitt 43a.
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Außerdem beinhaltet die Elektrokomponente 38 eine Elektroschaltplatine 44. Somit umfasst die Elektrokomponente 38 ferner die Elektroschaltplatine 44. Die Elektrokomponente 38 ist in dem Nabenkörper 14 angeordnet. Somit ist die Elektroschaltplatine 44 in dem Gehäuse 42 angeordnet. Hier ist das erste Kabelende 40a des Elektrokabels 40 elektrisch mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden.
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In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse 42 einen Gehäusekörper 45 und einen Deckel 46. Der Deckel 46 ist an dem Gehäusekörper 45 angebracht, um die Elektroschaltplatine 44 in dem Gehäuse 42 zu umschließen. Hier ist der Deckel 46 durch Kleben oder Schweißen mit dem Gehäusekörper 45 verbunden. Der Deckel 46 kann aber auch mit einem Gewinde versehenen Befestigungsmittel, Nieten und so weiter am Gehäusekörper 45 angebracht werden. Vorzugsweise sind der Gehäusekörper 45 und der Deckel 46 starre Glieder aus einem geeigneten Material. Beispielsweise sind der Gehäusekörper 45 und der Deckel 46 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Beispielsweise können der Gehäusekörper 45 und der Deckel 46 jeweils als Glieder im Spritzgussverfahren hergestellt werden. In der dargestellten Ausführungsform ist der Lagerabstandhalter 28 durch eine Vielzahl von mit einem Gewinde versehenen Befestigungsmitteln 47 fest am Gehäuse 42 angebracht. Die mit einem Gewinde versehenen Befestigungsmittel 47 sind in den Deckel 46 des Gehäuses 42 eingeschraubt.
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Das Gehäuse 42 ist bezüglich der Nabenachse 12 drehfest. In der dargestellten Ausführungsform ist die Elektroschaltplatine 44 in dem Gehäuse 42, drehfest bezüglich der Nabenachse 12, angeordnet. Das Gehäuse 42 ist zur Aufnahme der Elektroschaltplatine 44 sowie weiterer Elemente eingerichtet. Insbesondere weist das Gehäuse 42 eine Außenumfangsfläche auf, definierend einen Innenraum 42c, in welchem die Elektroschaltplatine 44 angeordnet ist. Die erste Fläche 42a des Gehäuses 42 beinhaltet eine Vielzahl von Klemmvorsprüngen beziehungsweise Keilvorsprüngen beziehungsweise Passfedervorsprünge 42d. Wie später beschrieben, können die Klemmvorsprünge 42d bereitgestellt sein, um in Eingriff mit einem drehfesten Glied zu kommen, bereitgestellt an der Nabenachse 12, um das Gehäuse 42 drehfest mit der Nabenachse 12 zu verbinden.
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Wie in den 7 und 8 zu sehen, ist der Deckel 46 mit dem Gehäusekörper 45 verbunden, um die Elektroschaltplatine 44 und andere Teile, enthalten im Gehäuse 42, zu schützen. Der Deckel 46 überdeckt den Innenraum 42c des Gehäusekörpers 45. Somit können zumindest das Gehäuse 42, die Elektroschaltplatine 44 und der Kondensator 54 als eine Elektroeinheit betrachtet werden, angeordnet in dem Nabenkörper 14. Der Innenraum 42c weist eine donutförmige beziehungsweise torusförmige Ausgestaltung auf, indem die Nabenachse 12 durch einen Mittelbereich des Gehäuses 42 verläuft. Auf diese Weise ist die Elektroschaltplatine 44 bezüglich der Nabenachse 12 drehfest. Die Elektroschaltplatine 44 ist senkrecht zur Drehmittelachse A1 angeordnet. Die Elektroschaltplatine 44 ist ein Teil der Elektrokomponente 38.
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Wie in 9 zu sehen, weist die Elektroschaltplatine 44 in der dargestellten Ausführungsform eine Bogenform auf. Hier weist die Elektroschaltplatine 44 einen ersten Umfangsendabschnitt 44a und einen zweiten Umfangsendabschnitt 44b auf. Die Elektroschaltplatine 44 weist zudem mindestens eine bogenförmige Ausgestaltung auf, sich zumindest teilweise von dem ersten Umfangsendabschnitt 44a zu dem zweiten Umfangsendabschnitt 44b erstreckend. Dabei beinhaltet der mindestens eine bogenförmige Rand mindestens einen von einem inneren bogenförmigen Rand 44c und einem äußeren bogenförmigen Rand 44d bezüglich der Drehmittelachse A1. Die Elektroschaltplatine 44 beinhaltet ferner eine Elektroniksteuerung 48, bereitgestellt an der Elektroschaltplatine 44. Die Elektroniksteuerung 48 ist eingerichtet, um ein Detektionssignal von dem Drehdetektionssensor 52 zu empfangen. Die Elektroniksteuerung 48 beinhaltet mindestens einen Prozessor, ausführend vorbestimmte Steuerprogramme. Der mindestens eine Prozessor kann beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) sein. Der Begriff „Elektroniksteuerung“, wie hier verwendet, bezieht sich auf Hardware, ausführend ein Softwareprogramm, und beinhaltet keinen Menschen. Vorzugsweise beinhaltet die Elektroschaltplatine 44 ferner eine Datenspeichervorrichtung (Speicher), bereitgestellt an der Elektroschaltplatine 44. Die Datenspeichervorrichtung (Speicher) speichert verschiedene Steuerprogramme und Information/en, verwendet für verschiedene Steuerverfahren, einschließlich Leistungs- beziehungsweise Stromerzeugungssteuerung, Energiespeichersteuerung, Nabendreherfassungssteuerung, und so weiter. Die Datenspeichervorrichtung beinhaltet eine beliebige Computerspeichervorrichtung oder ein nicht transitorisches, computerlesbares Medium mit der einzigen Ausnahme eines transitorischen, sich propagierenden Signals. Beispielsweise beinhaltet die Datenspeichervorrichtung einen nichtflüchtigen Speicher und einen flüchtigen Speicher. Der nichtflüchtige Speicher beinhaltet beispielsweise mindestens eines von einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), einem elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) und einem Flash-Speicher. Der flüchtige Speicher beinhaltet beispielsweise einen Schreib-Lesespeicher (RAM).
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Wie in 8 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 ferner ein/en Detektierteil 50, gekoppelt mit der Kettenradstützstruktur 30. Insbesondere ist der/das Detektierteil 50 an der Kettenradstützstruktur 30 befestigt, um den/das Detektierteil 50 und die Kettenradstützstruktur 30 gemeinsam um die Nabenachse 12 zu drehen. Die Nabenanordnung 10 umfasst ferner einen Drehdetektionssensor 52, eingerichtet, den/das Detektierteil 50 zu erfassen, um eine Drehung der Kettenradstützstruktur 30 um die Drehmittelachse A1 zu erkennen. Der Drehdetektionssensor 52 ist in dem Nabenkörper 14 angeordnet. Mit anderen Worten, der Drehdetektionssensor 52 ist eingerichtet, um den/das Detektierteil 50 zu erfassen, bereitgestellt an der Kettenradstützstruktur 30. Insbesondere ist der Drehdetektionssensor 52 in dem Innenraum 42c des Gehäuses 42 bereitgestellt. Auf diese Weise ist der Drehdetektionssensor 52 drehfest an der Nabenachse 12 montiert. Somit dreht sich der Drehdetektionssensor 52 nicht mit dem Nabenkörper 14. Der Drehdetektionssensor 52 ist auch ein Teil der Elektrokomponente 38. Der Drehdetektionssensor 52 ist elektrisch mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden. Wie in 7 zu sehen, ist der Drehdetektionssensor 52 im Nabenkörper 14 an einer Stelle, radial beabstandet nach außen von der Nabenachse 12 angeordnet.
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Wie in den 4, 8 und 16 ersichtlich, ist der Drehdetektionssensor 52 an einer Position, ausgerichtet axial innerhalb der Axialöffnung 28c des Lagerabstandhalters 28, angeordnet. Auf diese Weise stört der Lagerabstandhalter 28 den Drehdetektionssensor 52 nicht beim Erfassen des Detektierteils 50, bereitgestellt an der Kettenradstützstruktur 30. Wie in den 8 und 16 zu sehen, ist der Drehdetektionssensor 52 an einer von der Elektroschaltplatine 44 getrennten Position angeordnet. Insbesondere ist der Drehdetektionssensor 52 an einer von der Elektroschaltplatine 44 getrennten Position in einer Richtung parallel zur Drehmittelachse A1 angeordnet. Der Drehdetektionssensor 52 ist elektrisch mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden.
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In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Drehdetektionssensor 52 einen Magnetsensor, und der/das Detektierteil 50 beinhaltet einen Magneten. Somit erfasst der Magnetsensor die Bewegung des Magneten, sich zusammen mit der Kettenradstützstruktur 30 drehend. Mit anderen Worten, bei dieser Einrichtung ist der Drehdetektionssensor 52 eingerichtet, den/das Detektierteil 50 zu erfassen, um die Drehung der Kettenradstützstruktur 30 um die Drehmittelachse A1 zu erkennen. Die Elektroniksteuerung 48 ist eingerichtet, um ein Detektionssignal von dem Drehdetektionssensor 52 zu empfangen.
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Hier ist der Magnet des Detektierteils 50 ein ringförmiges Glied mit abwechselnden S-Pol-Abschnitten und N-Pol-Abschnitten. Auf diese Weise kann der Drehdetektionssensor 52 einen Drehbetrag und eine Drehrichtung der Kettenradstützstruktur 30 erfassen. Der/das erfasste Detektierteil 50 ist jedoch nicht auf das dargestellte ringförmige Glied begrenzt. Beispielsweise kann der/das Detektierteil 50 aus einem einzelnen nicht-ringförmigen Magneten oder aus zwei oder mehr Magneten, beabstandet in Umfangsrichtung um die Drehmittelachse A1, gebildet sein. In dem Fall, dass zwei oder mehr in Umfangsrichtung beabstandete Magnete verwendet werden, kann ein hinteres Joch bereitgestellt sein und die in Umfangsrichtung beabstandeten Magnete können an dem hinteren Joch bereitgestellt sein. Auf diese Weise können die in Umfangsrichtung beabstandeten Magnete leicht in der Nabe 10 installiert werden. Der Begriff „Sensor“, wie hier verwendet, bezieht sich auf eine Vorrichtung oder ein Instrument, dazu bestimmt, das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines bestimmten Ereignisses, Objekts, einer Substanz oder einer Änderung in seiner Umgebung zu erfassen und in Reaktion darauf ein Signal zu emittieren. Der Begriff „Sensor“, wie hier verwendet, beinhaltet nicht den Menschen.
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Die Nabenanordnung 10 umfasst ferner mindestens einen Kondensator 54, elektrisch verbunden mit der Elektroschaltplatine 44. Der mindestens eine Kondensator ist elektrisch mit dem mindestens einen Leiter verbunden. Hier umfasst die Elektrokomponente 38 zwei Kondensatoren 54. Die Kondensatoren 54 sind Beispiele für einen Speicher für die elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie, gespeichert in der Elektrokomponente 38. Mit anderen Worten ist auch der Kondensator 54 ein Teil der Elektrokomponente 38. Die Kondensatoren 54 sind vorzugsweise in dem Gehäuse 42 der Nabenanordnung 10 angeordnet. Somit sind die Kondensatoren 54 an dem Gehäuse 42 drehfest auf der Nabenachse 12 gestützt.
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Wie weiter unten erläutert, verbindet ein zusätzlicher Leiter den Drehdetektionssensor 52 und die Elektroschaltplatine 44 elektrisch. Auch hier umfasst die Elektrokomponente 38 einen ersten Leiter 56A und ein Paar von zweiten Leitern 56B. Der Drehdetektionssensor 52 ist über den ersten Leiter 56A mit der Elektroschaltplatine 44 elektrisch verbunden. Hier ist der erste Leiter 56A ein flexibles Leiterband. Der erste Leiter 56A kann eine elektrisch leitende Leitung sein. Andererseits ist die Elektroschaltplatine 44 über die zweiten Leiter 56B elektrisch mit den Kondensatoren 54 verbunden. Die zweiten Leiter 56B erstrecken sich von einem von dem ersten Umfangsendabschnitt 44a und dem zweiten Umfangsendabschnitt 44b. Hier erstreckt sich einer der zweiten Leiter 56B von dem ersten Umfangsendabschnitt 44a, um einen der Kondensatoren 54 mit der Elektroschaltplatine 44 elektrisch zu verbinden. Der andere der zweiten Leiter 56B erstreckt sich von dem zweiten Umfangsendabschnitt 44b, um den anderen der Kondensatoren 54 mit der Elektroschaltplatine 44 elektrisch zu verbinden. Hier sind die zweiten Leiter 56B flexible Bandleiter. Bei den zweiten Leitern 56B kann es sich um eine elektrisch leitende Leitung handeln. Der Kondensator 54 ist im Innenraum des Gehäuses 42 an einer anderen Position als auf der Elektronikschaltplatine 44 bereitgestellt. Der Kondensator 54 kann mit einem Klebstoff oder dergleichen im Gehäuse 42 gehalten werden. Der Deckel 46 ist mit dem Gehäusekörper 45 verbunden, um die Kondensatoren 54, angeordnet in dem Gehäuse 42, zu schützen.
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Die Elektroschaltplatine 44 ist elektrisch mit dem Drehdetektionssensor 52 und dem Kondensator 54 verbunden. Auf diese Weise stellt der Kondensator 54 elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie für die Elektroschaltplatine 44 und andere Elektrokomponenten, elektrisch verbunden mit der Elektroschaltplatine 44, bereit. Beispielsweise stellt der Kondensator 54 elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie für den Drehdetektionssensor 52 bereit. Außerdem ist die Elektroniksteuerung 48 der Elektroschaltplatine 44 eingerichtet, um die Eingabe und Ausgabe der elektrischen Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie des Kondensators 54 zu steuern.
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Wie in den 5 bis 8 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 ferner eine Einwegkupplung 58, ausgebildet zwischen dem Nabenkörper 14 und der Kettenradstützstruktur 30. Die Einwegkupplung 58 beinhaltet eine Vielzahl von Klauen 58A, angeordnet zwischen dem Nabenkörper 14 und der Kettenradstützstruktur 30. Die Einwegkupplung 58 beinhaltet ferner ein Vorspannelement 58B, die Klauen 58A mit der Kettenradstützstruktur 30 koppelnd. Die Einwegkupplung 58 beinhaltet ferner eine Vielzahl von Rastelementzähnen 58C. Die Rastelementzähne 58C sind an einem Fixierring 58D, befestigt an dem Nabenkörper 14, bereitgestellt. Die Rastelementzähne 58C sind an der Innenumfangsfläche des Fixierrings 58D bereitgestellt. Der Fixierring 58D ist mit dem Nabenkörper 14 verschraubt. Der Fixierring 58D ist aus einem harten Material, beispielsweise Metall, hergestellt. Der Fixierring 58D liegt an dem Außenring 26b des zweiten Nabenkörperlagers 26 in Axialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 an. Die gegenüberliegende Seite des Außenrings 26b des zweiten Nabenkörperlagers 26 in Axialrichtung liegt an einer im Nabenkörper 14 ausgebildeten Stufe an. Der Außenring 26b des zweiten Nabenkörperlagers 26 wird durch den Fixierring 58D und die am Nabenkörper 14 ausgebildeten Stufen in seiner Axialbewegung eingeschränkt. Das Vorspannelement 58B drückt die Klauen 58A in Eingriff mit den Rastelementzähnen 58C des Fixierrings 58D. Das Vorspannelement 58B drückt die Klauen 54 gegen die Kettenradstützstruktur 30, so dass die Klauen 54 in Eingriff mit den Klinkenzähnen beziehungsweise Rastelementzähnen 58C des Fixierrings 58D schwenken. Ein Dichtglied 58E ist an dem Fixierring 58D bereitgestellt. Das Dichtglied 58E hat eine ringförmige Ausgestaltung. Der Lippen- beziehweise Zungenabschnitt des Dichtglieds 58E ist in Berührung mit der Außenumfangsfläche der Kettenradstützstruktur 30.
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Auf diese Weise ist die Kettenradstützstruktur 30 mit dem Nabenkörper 14 gekoppelt, um sich gemeinsam in der Antriebsdrehrichtung D1 um die Drehmittelachse A1 zu drehen. Auch in einem Fall, in dem die Kettenradstützstruktur 30 in der Nichtantriebsdrehrichtung D2 gedreht wird, drücken die Rastelementzähne 58C der Kettenradstützstruktur 18 die Klauen 58A und schwenken die Klauen 58A in eine Einzugsposition gegen die Kettenradstützstruktur 30. Somit ist die Kettenradstützstruktur 30 eingerichtet, um sich relativ zum Nabenkörper 14 in der Nichtantriebsdrehrichtung D2 um die Drehmittelachse A1 zu drehen. Auf diese Weise bilden die Kettenradstützstruktur 30 und die Einwegkupplung 58 einen Freilauf, wie er üblicherweise bei Fahrrädern verwendet wird. Da die grundsätzliche Betätigung des Freilaufs relativ konventionell ist, wird der Freilauf nicht weiter im Detail diskutiert oder dargestellt.
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Wie in den 5 bis 8 und 10 bis 12 zu sehen, umfasst die Nabenanordnung 10 den Stromgenerator beziehungsweise Generatoren für elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Leistung beziehungsweise elektrische Energie 60. Der Stromgenerator 60 ist also an dem muskelkraftbetriebenen Fahrzeug V bereitgestellt. Der Stromgenerator 60 ist hier als Teil der Elektroanordnung 36 zu betrachten. Mit anderen Worten, die Elektroanordnung 36 umfasst den Stromgenerator 60.
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Der Stromgenerator 60 ist am Nabenkörper 14 bereitgestellt und ist eingerichtet, um elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie durch Drehung des Nabenkörpers 14 zu erzeugen. Insbesondere ist der Stromgenerator 60 an dem Nabenkörper 14 zwischen der Nabenachse 12 und einem Mittelteil des Nabenkörpers 14 bereitgestellt. In der dargestellten Ausführungsform ist der Nabenkörper 14 drehbar auf der Achse 12 montiert, um sich um die Drehmittelachse A1 des Stromgenerators 60 zu drehen. Der Stromgenerator 60 ist eingerichtet, um elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie durch Drehung des Nabenkörpers 14 relativ zur Nabenachse 12 zu erzeugen. Die Elektroniksteuerung 48 der Elektroschaltplatine 44 ist elektrisch mit dem Stromgenerator 60 verbunden, um die elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie der Ausgabe des Stromgenerators 60 zu steuern. Auf diese Weise kann die vom Stromgenerator 60 erzeugte elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie gespeichert und/oder direkt anderen Komponenten wie dem Drehdetektionssensor 52, dem hinteren Umwerfer RD und so weiter zugeführt werden.
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Obwohl der Stromgenerator 60 als Teil der Nabenanordnung 10 dargestellt und beschrieben ist, kann der Stromgenerator 60 an einem anderen Teil des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs V angebracht sein. Im Allgemeinen umfasst der Stromgenerator 60 eine Achse, einen Stator und einen Rotor. Die folgende Beschreibung des Stromgenerators 60 ist daher nicht auf die Verwendung als Teil der Nabenanordnung begrenzt. Vielmehr kann die folgende Beschreibung des Stromgenerators 60 an andere Teile des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs V zur Stromerzeugung angepasst werden.
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In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Stromgenerator 60 ferner einen Stator 62 und einen Rotor 64. Der Stator 62 ist bezüglich der Nabenachse 12 drehfest. Dagegen ist der Rotor 64 drehbar auf der Nabenachse 12 montiert, um sich um eine Drehmittelachse A1 des Stromgenerators 60 zu drehen. Insbesondere ist der Rotor 64 an dem Nabenkörper 14 bereitgestellt, um sich mit dem Nabenkörper 14 zu drehen. Somit dreht sich der Rotor 64 bezüglich des Stators 62 zur Stromerzeugung beziehungsweise Leistungserzeugung beziehungsweise zur Energieerzeugung, wenn sich der Nabenkörper 14 bezüglich der Nabenachse 12 dreht. Durch die Drehung des Rotors 64 wird nämlich eine induzierte elektromotorische Kraft an dem Stator 62 erzeugt und ein elektrischer Strom fließt aus dem Stator 62 des Stromgenerators 60. Wie in den 6 und 9 bis 12 zu sehen, wird der elektrische Strom aus dem Stator 62 über ein Paar von Elektrodrähten W1 und W2 der Elektrokomponente 38 gespeist. Die Elektrodrähte W1 und W2 sind elektrisch mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden. Dabei verlaufen die Elektrodrähte W1 und W2 durch Öffnungen in einem Endwandabschnitt des Gehäuses 42 und werden dann durch den Stromgenerator 60 geführt. Wie in 9 zu sehen, sind die Elektrodrähte W1 und W2 elektrisch mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden. Wie in den 11 und 12 zu sehen, weist der Stator 62 ein Paar von Elektrodrähten W3 und W4 auf. Der Elektrodraht W3 ist elektrisch mit dem Elektrodraht W1 verbunden, und der Elektrodraht W4 ist elektrisch mit dem Elektrodraht W2 verbunden.
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Wie in den 6, 7 und 10 und 11 zu sehen, weist der Stator 62 ein erstes Axial-Statorende 68A auf, zugewandt dem ersten Axialende 12a der Achse 12 bezüglich der Drehmittelachse A1, und ein zweites Axial-Statorende 68B, zugewandt dem zweiten Axialende 12b der Achse 12 bezüglich der Drehmittelachse A1. Hier beinhaltet der Stator 62 einen Anker, angeordnet an der Achse 12. Der Anker des Stators 62 beinhaltet eine Wickelspule 62A und einen Spulenkörper 62B.
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Die Wickelspule 62A ist auf den Spulenkörper 62B gewickelt beziehungsweise gewunden, um die Wickelspule 62A zu stützen. Die Wickelspule 62A besteht aus einem leitfähigen Metalldrahtmaterial, beispielsweise einem Kupferdraht oder einem Draht aus einer Aluminiumlegierung. Die Elektrodrähte W3 und W4 sind elektrisch mit den beiden Enden der Wickelspule 62A verbunden. Der Elektrodraht W3 ist mit dem Elektrodraht W1 durch einen ersten Elektroverbinder EC1 elektrisch verbunden. Der Elektrodraht W4 ist über einen zweiten Elektroverbinder EC2 elektrisch mit dem Elektrodraht W2 verbunden. Auf diese Weise wird die in der Wickelspule 62A erzeugte elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie über die Elektrodrähte W1, W2, W3 und W4 an die Elektroschaltplatine 44 der Elektrokomponente 38 übertragen. Die Elektroschaltplatine 44 regelt dann die von der Wickelspule 62A empfangene elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie, um die elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie selektiv in den Kondensatoren 54 zu speichern und/oder um die elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie selektiv über das Elektrokabel 40 außerhalb der Nabenanordnung 10 zu übertragen, wie unten erläutert.
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Der Spulenkörper 62B ist drehfest mit der Nabenachse 12 verbunden. Der Spulenkörper 62B weist einen Zylinderstammabschnitt, einen ersten Flanschabschnitt und einen zweiten Flanschabschnitt auf. Der Zylinderstammabschnitt weist einen Außenumfang auf, um den die Wickelspule 62A gewickelt ist. Der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt sind an beiden axialen Endabschnitten des Zylinderstammabschnitts ausgebildet.
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In der dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse 42 zwischen der Kettenradstützstruktur 30 und dem Stator 62 angeordnet. Die erste Fläche 42c ist dem zweiten Axial-Statorende 68B des Stators 62 zugewandt. Die erste Fläche 42a wird von der Außenfläche des Endwandabschnitts des Gehäuses 42 gebildet. Vorzugsweise ist das Gehäuse 42 angrenzend an den Stator 62 an dem zweiten Axial-Statorende 68B des Stators 62 in Axialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 angeordnet.
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Hier ist die Elektroschaltplatine 44 angrenzend an den Stator 62 am zweiten Axial-Statorende 68B des Stators 62 in Axialrichtung bezüglich der Drehmittelachse A1 angeordnet. Der Elektrodrähte W1 und W2 sind mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden. Insbesondere weist die Elektroschaltplatine 44 eine erste, dem Stator 62 zugewandte Axialfläche 44e und eine zweite, vom Stator 62 abgewandte Axialfläche 44f auf. Dabei sind die Elektrodrähte W1 und W2 elektrisch mit der zweiten axial zugewandten Fläche 44f der Elektroschaltplatine 44 verbunden.
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Der Anker des Stators 62 beinhaltet ferner eine Vielzahl von ersten Jochs 62C und eine Vielzahl von zweiten Jochs 62D. Die ersten Joche 62C sind in der Umfangsrichtung der Nabenachse 12 angeordnet. Ebenso sind die zweiten Joche 62D in der Umfangsrichtung der Nabenachse 12 angeordnet und wechseln sich mit den ersten Jochs 62C ab. Die Wickelspule 62A befindet sich zwischen den ersten Jochen 62C und den zweiten Jochen 62D in Axialrichtung der Nabenachse 12. Dabei sind die ersten Joche 62C und die zweiten Joche 62D in Rillen der Spule 62B eingepasst, um in Umfangsrichtung abwechselnd die ersten Joche 62C und die zweiten Joche 62D um die Drehmittelachse A1 zu drehen. Die ersten Joche 62C und die zweiten Joche 62D können beispielsweise durch einen Klebstoff an der Spule 62B angebracht sein.
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Jedes der ersten Joche 62C kann ein laminiertes Joch sein, bestehend aus einer Vielzahl von Laminatstücken, oder bestehend aus einem einzelnen Stück. Im Fall von laminierten Jochen werden die Laminatstücke der ersten Joche 62C in der Umfangsrichtung um die Drehmittelachse A1 zusammenlaminiert. Die Laminatstücke der ersten Joche 62C bestehen beispielsweise aus Siliziumstahlblechen (insbesondere aus nicht orientierten Siliziumstahlblechen), auf deren Oberfläche sich eine Oxidschicht gebildet hat. Die Laminatstücke der ersten Joche 62C sind beispielsweise ein plattenförmiges Glied.
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Ebenso können die zweiten Joche 62D ein laminiertes Joch sein, bestehend aus einer Vielzahl von Laminatstücken, oder bestehend aus einem einzelnen Stück. In dem Fall von laminierten Jochen sind die Laminatstücke der zweiten Joche 62D in der Umfangsrichtung um die Drehmittelachse A1 zusammenlaminiert. Die Laminatstücke der zweiten Joche 62D bestehen beispielsweise aus Siliziumstahlblechen (insbesondere aus nicht orientierten Siliziumstahlblechen), auf deren Oberfläche sich eine Oxidschicht gebildet hat. Die Laminatstücke der zweiten Joche 62D sind beispielsweise ein plattenförmiges Glied.
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Der Rotor 64 beinhaltet mindestens einen Magneten. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Rotor 64 eine Vielzahl von ersten Magnetteilen 64A und eine Vielzahl von zweiten Magnetteilen 64B, angeordnet innerhalb einer rohrförmigen Stütze 64C. Die rohrförmige Stütze 64C ist fest mit der Innenseite des Nabenkörpers 14 verbunden, um den Magneten 64 und den Nabenkörper 14 gemeinsam um die Nabenachse 12 zu drehen. Die rohrförmige Stütze 64C weist die Funktion eines hinteren Jochs auf. Das hintere Joch ist ein Glied mit einer hohen magnetischen Permeabilität, welches auf der gegenüberliegenden Seite der magnetisierten Oberfläche angeordnet ist. Durch die Verwendung des hinteren Jochs kann ein hohes erzeugtes Magnetfeld bezogen werden. Die rohrförmige Stütze 64C kann weggelassen werden. Alternativ kann der Nabenkörper 14 den Magneten 64 beispielsweise so aufweisen, dass der Nabenkörper 14 teilweise den Stromgenerator 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 Nabenachse 12 angeordnet sind. Daher sind die S-Pole der ersten Magnetteile 64A nicht mit den S-Polen der zweiten Magnetteile 64B ausgerichtet, und die N-Pole der ersten Magnetteile 64A sind nicht mit den N-Polen der zweiten Magnetteile 64B in Axialrichtung der Nabenachse 12 ausgerichtet.
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Wie oben erläutert, ist die Wickelspule 62A so dargestellt, dass sie bezüglich der Nabenachse 12 fixiert ist, und der Magnet 64 ist als fixiert bezüglich des Nabenkörpers 14 dargestellt. Alternativ kann die Wickelspule 62A bezüglich des Nabenkörpers 14 fixiert und der Magnet 64 bezüglich der Nabenachse 12 fixiert sein.
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Wie in den 6 und 10 bis 12 zu sehen, sind die Elektrodrähte W1 und W2 elektrisch mit dem Stator 62 am ersten Axial-Statorende 68A des Stators 62 verbunden. Die Elektrodrähte W1 und W2 erstrecken sich axial durch den Anker des Stators 62. Insbesondere erstrecken sich die Elektrodrähte W1 und W2 axial zwischen dem ersten Joch 62C und dem zweiten Joch 62D des Stators 62. Somit erstrecken sich die Elektrodrähte W1 und W2 axial durch den Anker 62 an einer Stelle, sich radial außerhalb der Wickelspule 62A befindend.
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Das Elektrokabel 40 ist elektrisch mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden und ragt aus dem Nabenkörper 14 heraus. Somit ist das Elektrokabel 40 über die Elektroschaltplatine 44 elektrisch mit dem Stromgenerator 60 verbunden. Das andere Ende des Elektrokabels 40 ist elektrisch mit einer weiteren Elektrokomponente des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs V verbunden, beispielsweise mit dem hinteren Umwerfer RD, dem Batteriepaket BP oder einer Elektroanschlussstelle. Auf diese Weise kann das Elektrokabel 40 die von der Nabenanordnung 10 erzeugte elektrische Leistung beziehungsweise elektrischen Strom beziehungsweise elektrische Energie dem hinteren Umwerfer RD, dem Batteriepaket BP oder einer weiteren elektrischen Komponente zur Verfügung stellen. Das Elektrokabel 40 kann auch zur Übertragung von Signalen von der Elektroniksteuerung 48 der Elektroschaltplatine 44 an den hinteren Umwerfer RD oder eine weitere Elektrokomponente unter Verwendung von Powerline-Kommunikation (PLC) verwendet werden.
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Wie in 5 zu sehen, tritt das Elektrokabel 40 durch eine Öffnung 18b der Endkappe 18 in die Nabenanordnung 10 ein. Anschließend erstreckt sich das Elektrokabel 40 axial entlang der Nabenachse 12 und führt durch den Lagerabstandhalter 28. Das Elektrokabel 40 tritt durch den Deckel 46 in das Gehäuse 42 der Elektrokomponente 38 ein. Innerhalb des Gehäuses 42 der Elektrokomponente 38 ist das Elektrokabel 40 elektrisch mit der Elektroschaltplatine 44 verbunden. Vorzugsweise ist das Elektrokabel 40, wie in der dargestellten Ausführungsform, in einer axial verlaufenden Ausnehmung oder Rille 12d der Nabenachse 12 angeordnet. Somit stellt die Rille 12d einen Kabelaufnahmedurchgang dar. Die axial verlaufende Ausnehmung beziehungsweise Rille 12d erstreckt sich zumindest von dem zweiten Axialende 12b bis ins Innere des Gehäuses 42 der Elektrokomponente 38. Auf diese Weise beinhaltet die Nabenachse 12 einen Kabelaufnahmedurchgang, sich axial zwischen der Elektrokomponente 38 und dem zweiten Axialende 12b der Nabenachse 12 erstreckend. Dabei erstreckt sich die Rille 12d von dem zweiten Axialende 12b an dem Stromgenerator 60 vorbei.
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Bezugnehmend jetzt auf die 14, 15, 17 und 18, weist das Elektrokabel 40 ein erstes Kabelende 40a und ein zweites Kabelende 40b auf. Das erste Kabelende 40a ist elektrisch mit der Elektrokomponente 38 verbunden. Dabei tritt das erste Kabelende 40a des Elektrokabels 40 an der ersten Fläche 42a des Gehäuses 42 ein. Das zweite Kabelende 40b ist durch ein Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 von dem ersten Kabelende 40a beabstandet.
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Das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 ist mindestens einmal um den Führabschnitt 43a gewickelt beziehungsweise gewunden, um den Zwischenabschnitt 40c des Elektrokabels 40 gegen den Führabschnitt 43a zu halten. Während das Zwischenstück 40c in der dargestellten Ausführungsform nur ein Mal um den Führabschnitt 43a gewickelt ist, kann das Zwischenstück 40c je nach Bedarf und/oder Wunsch zwei- oder mehrmals um den Führabschnitt 43a gewickelt sein. In dem Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 ist eine Kabelkreuzung 70 ausgebildet, um die Bewegung des Elektrokabels 40 bezüglich der Elektrokomponente 38 zu begrenzen. Das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 erstreckt sich hier nämlich über sich selbst, um die Kabelkreuzung 70 an der ersten Fläche 42a des Gehäuses 42 zu bilden. Außerdem erstreckt sich in der dargestellten Ausführungsform ein Abschnitt des Zwischenstücks 40c des Elektrokabels 40 zumindest teilweise in eine Richtung weg von der Elektrokomponente 38. Das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 erstreckt sich nämlich teilweise von der zweiten Fläche 42b in eine Richtung weg von der Elektrokomponente 38. Da sich die Rille 12d (der Kabelaufnahmedurchgang) von dem zweiten Axialende 12b in das Innere des Gehäuses 42 der Elektrokomponente 38 erstreckt, kann das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 zumindest teilweise in der Rille 12d angeordnet sein. Mit anderen Worten, das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 ist zumindest teilweise in dem Kabelaufnahmedurchgang angeordnet.
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Vorzugsweise, wie in 17 zu sehen, beinhaltet das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 einen Wickelabschnitt beziehungsweise Windabschnitt 40c1, sich um den Führabschnitt 43a windend beziehungsweise wickelnd, einen ersten Kreuzungsabschnitt 40c2 und einen zweiten Kreuzungsabschnitt 40c3. Der erste Kreuzungsabschnitt 40c2 erstreckt sich über den zweiten Kreuzungsabschnitt 40c3 an einem Kreuzungspunkt PT des Zwischenstücks 40c des Elektrokabels 40.
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Die Nabenanordnung 10 beinhaltet ferner zwei Fixierplatten 76 und 78, bereitgestellt an der Nabenachse 12, um den Stator 62 des Stromgenerators 60 drehfest mit der Nabenachse 12 zu verbinden. Die Fixierplatten 76 und 78 sind an gegenüberliegenden Axialenden des Stromgenerators 60 bereitgestellt. Die Fixierplatten 76 und 78 weisen eine plattenförmige Ausgestaltung auf. Die Fixierplatte 76 beinhaltet eine Vielzahl von Vorsprüngen 76a, und die Fixierplatte 78 beinhaltet eine Vielzahl von Vorsprüngen 78a. Einer der Vorsprünge 76a der Fixierplatte 76 ist in der Rille 12d der Nabenachse 12 angeordnet. Ebenso ist einer der Vorsprünge 78a der Fixierplatte 78 in der Rille 12d der Nabenachse 12 angeordnet. Die anderen Vorsprünge 76a und 78a sind in zwei anderen, axial verlaufenden Rillen 12e der Nabenachse 12 angeordnet. Durch das Einsetzen der Vorsprünge 76a und 78a in diese Rillen 12d und 12e der Nabenachse 12 drehen sich die Fixierplatten 76 und 78 nicht bezüglich der Nabenachse 12. Der Stator 62 des Stromgenerators 60 dreht sich nicht bezüglich der Nabenachse 12, da der Stator 62 in Eingriff mit den Vorsprüngen 76b ist, vorstehend von einer axial zugewandten Fläche der Fixierplatte 76, und mit den Vorsprüngen 78b, vorstehend von einer axial zugewandten Fläche der Fixierplatte 78. Die Fixierplatten 76 und 78 sind angeordnet, um den Stator 62 des Stromgenerators 60 von beiden Seiten in Axialrichtung des Stators 62 des Stromgenerators 60 zu umschließen. Die Drehung der Fixierplatten 76 und 78 bezüglich der Nabenachse 12 kann alternativ auch durch Bereitstellen von D-förmigen Ausgestaltungen unterdrückt werden, welche einer entsprechenden Außenfläche der Nabenachse 12 angepasst sind. Optional kann auch eine der beiden Fixierplatten 76 und 78 weggelassen werden.
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Außerdem kann das Gehäuse 42 drehfest mit einer der Fixierplatten 78 verbunden sein, um eine Drehung des Gehäuses 42 bezüglich der Nabenachse 12 zu unterdrücken. Beispielsweise sind die Klemmvorsprünge 42d des Gehäuses 42 eingerichtet, um in Öffnungen 78c der Fixierplatte 78, verkeilt mit der Rille 12d der Nabenachse 12, einzugreifen. Die Fixierplatte 78 beinhaltet eine Vielzahl von Öffnungen 78c, entsprechend den Klemmvorsprüngen 42d. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich das Gehäuse 42 relativ zur Nabenachse 12 dreht. Alternativ kann das Gehäuse 42 an dem Lagerabstandhalter 28 angebracht werden, welcher drehfest mit der Nabenachse 12 verbunden ist. Auf der Nabenachse 12 ist eine Mutter 80 mit einem Gewinde versehen, um den Stator 64 und das Gehäuse 42 an der Nabenachse 12 zu halten.
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Bezugnehmend jetzt auf die 19 bis 21 ist eine Elektrokomponente 138, welche in der Nabenanordnung 10 verwendet werden kann, dargestellt. Insbesondere kann die Elektrokomponente 38 der Nabenanordnung 10 mit der Elektrokomponente 138 ersetzt werden. Dabei beinhaltet die Elektrokomponente 138 ein modifiziertes Gehäuse 142, aufwesiend einen Gehäusekörper 145 und einen Deckel 146. Die Elektrokomponente 138 ist identisch mit der Elektrokomponente 38, mit dem Unterschied, dass der Führabschnitt 43a des Abstandhalters 43 in die Elektrokomponente 138 integriert ist. Insbesondere ist ein Führabschnitt 145a in der Elektrokomponente 38 enthalten. Hier ist der Führabschnitt 145a im Gehäuse 42 enthalten. Der Führabschnitt 145a ist als separater/separates Teil gefertigt und kann als Teil des Gehäuses 142 an diesem angebracht werden. Der Führabschnitt 145a kann einstückig mit dem Gehäusekörper 145 oder dem Deckel 146 hergestellt sein. Der Gehäusekörper 145 und der Führabschnitt 145a können als einteiliges Glied ausgebildet sein. Der Führabschnitt 145a kann aber auch als Teil des Deckels 146 angeformt sein. Der Deckel 146 und der Führabschnitt 145a können als einteiliges Glied ausgebildet sein. In jedem Fall ist der Führabschnitt 145a so eingerichtet, dass das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 mindestens ein Mal um den Führabschnitt 145a gewickelt beziehungsweise gewunden ist, um das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 gegen den Führabschnitt 145a zu halten. Der Führabschnitt 145a bildet eine Öffnung 138a zur Aufnahme der Nabenachse 12. Somit ist der Führabschnitt 145a auch eingerichtet, die Nabenachse 12 durch diesen hindurch aufzunehmen. Da sich die Elektrokomponente 138 von der Elektrokomponente 38 nur dadurch unterscheidet, dass der Führabschnitt 145a darin integriert ist, wird die Elektrokomponente 138 nicht näher erläutert. Darüber hinaus werden die anderen Teile der Elektrokomponente 138, identisch mit jenen der Elektrokomponente 38, mit denselben Referenzsymbolen versehen.
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Wie in 22 zu sehen, ist anstelle der Nabenachse 12 und des Abstandhalters 43 eine Nabenachse 212 dargestellt, welche in der Nabenanordnung 10 verwendet werden kann. Dadurch wird das Elektrokabel 40 direkt auf eine Außenumfangsfläche der Nabenachse 212 gewunden beziehungsweise gewickelt, ohne den Abstandhalter 43 oder den Führabschnitt 145a zu verwenden. Insbesondere ist hier die Nabenachse 212 identisch mit der Nabenachse 12, außer dass die Außenumfangsfläche der Nabenachse 212 im Durchmesser vergrößert wurde, um die Elektrokomponente 38 direkt zu stützen, ohne den Abstandhalter 43 zu verwenden. Mit anderen Worten, hier ist ein Führabschnitt 243 in der Nabenachse 212 enthalten. Der Führabschnitt 243 ist eingerichtet, um das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 mindestens einmal um den Führabschnitt 243 zu winden beziehungsweise zu wickeln, um das Zwischenstück 40c des Elektrokabels 40 an dem Führabschnitt 243 zu halten. Auf diese Weise wird das Elektrokabel 40 direkt um den an der Nabenachse 212 gebildeten Führabschnitt 243 gewickelt.
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Zum Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind der Begriff „umfassend“ und seine Ableitungen, wie sie hier verwendet werden, als offene Begriffe zu verstehen, spezifizierend das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte, aber das Vorhandensein anderer, nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganzen Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließend. Das Vorstehende gilt auch für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, beispielsweise für die Begriffe „beinhaltend“, „aufweisend“ und ihre Ableitungen. Auch die Begriffe „Teil“, „Abschnitt“, „Bereich“, „Glied“ oder „Element“ können, wenn sie im Singular verwendet werden, die doppelte Bedeutung eines einzelnen Teils oder einer Vielzahl von Teilen aufweisen, sofern nicht anders angegeben.
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Wie hierin verwendet, beziehen sich die folgenden Richtungsbegriffe „dem Rahmen zugewandte Seite“, „nicht dem Rahmen zugewandte Seite“, „vorwärts“, „rückwärts“, „vorne“, „hinten“, „oben“, „unten“, „oberhalb“, „unterhalb“, „aufwärts“, „abwärts“, „drauf“ „drunter“, „Seite“, „vertikal“, „horizontal“, „senkrecht“ und „quer“ sowie alle anderen ähnlichen Richtungsbegriffe auf die Richtungen eines muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs (beispielsweise, Fahrrad) in einer aufrechten Fahrposition und mit der Nabe ausgestattet. Dementsprechend sollten diese Richtungsbegriffe, verwendet zur Beschreibung der Nabe, bezüglich eines muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs (beispielsweise, Fahrrad) in aufrechter Fahrposition an einer horizontalen Fläche, ausgestattet mit der Nabe, interpretiert werden. Die Ausdrücke „links“ und „rechts“ werden verwendet, um „rechts“ anzugeben, wenn man sich auf die rechte Seite von der Rückseite des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs (beispielsweise, Fahrrad) aus betrachtet bezieht, und „links“, wenn man sich auf die linke Seite von der Rückseite des muskelkraftbetriebenen Fahrzeugs (beispielsweise, Fahrrad) aus betrachtet bezieht.
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Die in dieser Offenbarung verwendete Formulierung „mindestens eines von“ bedeutet „eine oder mehrere“ einer gewünschten Auswahl. Beispielsweise bedeutet der Ausdruck „mindestens eines von“, wie in dieser Offenbarung verwendet, „nur eine einzelne Auswahl“ oder „beide von zwei Auswahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl der Auswahlmöglichkeiten zwei beträgt. Beispielsweise bedeutet der in dieser Offenbarung verwendete Ausdruck „mindestens eines von“ „nur eine einzelne Wahlmöglichkeit“ oder „eine beliebige Kombination von mindestens zwei Wahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl der Wahlmöglichkeiten mindestens drei beträgt. Außerdem bedeutet der in dieser Offenbarung verwendete Begriff „und/oder“ „entweder eine oder beide“.
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Ebenso wird verstanden, dass, obwohl die Begriffe „erste“ und „zweite“ hier verwendet werden können, um verschiedene Komponenten zu beschreiben, diese Komponenten nicht durch diese Begriffe begrenzt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. So könnte beispielsweise eine erste Komponente, wie oben beschrieben, als zweite Komponente bezeichnet werden und umgekehrt, ohne dass dies von der Lehre der vorliegenden Erfindung abweicht.
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Der hier verwendete Begriff „angebracht“ oder „anbringen“ umfasst Einrichtungen, bei denen ein Element direkt an einem anderen Element befestigt ist, indem das Element direkt an dem anderen Element angebracht ist; Einrichtungen, bei denen das Element indirekt an dem anderen Element befestigt ist, indem das Element an dem oder den Zwischenglied(em) angebracht ist, welche ihrerseits an dem anderen Element befestigt sind; und Einrichtungen, bei denen ein Element integral mit einem anderen Element ist, das heißt, ein Element ist im Wesentlichen ein Teil des anderen Elements. Diese Definition gilt auch für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, beispielsweise „zusammengefügt“, „verbunden“, „gekoppelt“, „montiert“, „geklebt“, „fixiert“ und ihre Ableitungen. Schließlich bedeuten Begriffe wie „im Wesentlichen“, „etwa“ und „ungefähr“, wie sie hier verwendet werden, eine Abweichung des modifizierten Begriffs in der Weise, dass das Endergebnis nicht wesentlich geändert wird.
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Obwohl zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, wird für den Fachmann aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen. Beispielsweise können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, die Größe, Ausgestaltung, Stelle oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten nach Bedarf und/oder Wunsch geändert werden, um ihre beabsichtigte Funktion nicht im Wesentlichen zu beeinträchtigen. Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes dargestellt ist, können Komponenten, welche direkt miteinander verbunden oder in Berührung sind, Zwischenstrukturen, angeordnet zwischen ihnen, aufweisen, um ihre beabsichtigte Funktion nicht wesentlich zu ändern. Die Funktionen eines Elements können von zwei Elementen übernommen werden und umgekehrt, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine andere Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass alle Vorteile gleichzeitig in einer bestimmten Ausführungsform vorhanden sind. Jedes Merkmal, sich allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen vom Stand der Technik abhebend, sollte auch als separate Beschreibung weiterer Erfindungen des Anmelders betrachtet werden, welche die strukturellen und/oder funktionellen Konzepte beinhaltet, welche durch diese(s) Merkmal(e) verkörpert werden. Die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung sind nur zur Veranschaulichung bereitgestellt und dienen nicht dazu, die Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen und deren Entsprechungen zu begrenzen.
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Bezugszeichenliste
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- (63)
- Elektroanordnung
- (38)
- Elektrokomponente
- (40)
- Elektrokabel
- (40a)
- erstes Kabelende
- (40b)
- zweites Kabelende
- (40c)
- Zwischenstück
- (70)
- Kabelkreuzung
- (43a; 145a; 243)
- Führabschnitt
- (40c1)
- Wickelabschnitt
- (40c2)
- erster Kreuzungsabschnitt
- (40c3)
- zweiter Kreuzungsabschnitt
- (42)
- Gehäuse
- (42a)
- erste Fläche
- (42b)
- zweite Fläche
- (44)
- Elektroschaltplatine
- (10)
- Nabenanordnung
- (12)
- Nabenachse
- (12a)
- erstes Axialende
- (12b)
- zweites Axialende
- (14)
- Nabenkörper
- (43)
- Abstandhalter
- (12d)
- Durchgang
- (54)
- Kondensator
- (60)
- Stromgenerator
- (30)
- Kettenradstützstruktur
- (50)
- Detektierteil
- (52)
- Drehdetektionssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2020217057 [0001]
- JP 2021022079 [0001]
- US 17/221235 [0001]
- US 17/221224 [0001]
- US 17/336749 [0001]
- US 17336774 [0001]
- US 17/360202 [0001]
- US 17/360222 [0001]