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1. Gebiet des Gebrauchmusters
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Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft eine elektrische Vorrichtung für ein Fahrrad, insbesondere eine elektrische Vorrichtung mit reduziertem Volumen.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Fahrrad ist ein weit verbreitetes Fahrzeug, das nur durch menschliche Arbeitskraft angetrieben wird. Um Kraft zu sparen und die Belastung für einen Fahrer zu verringern, sind manche Fahrräder mit einer elektrischen Antriebsvorrichtung ausgestattet und die besagten Fahrräder sind sogenannte Elektro-Fahrräder oder elektro-unterstützte Fahrräder.
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Die konventionelle elektrische Antriebsvorrichtung umfasst einen Motor, einen Sensor und eine Kontrolleinheit. Der Motor ist in der Nähe einer Pedalwelle eines Fahrrads befestigt und umfasst ein Gehäuse, eine Rotoranordnung und eine Statoranordnung. Zwei Enden der Pedalwelle ragen aus dem Gehäuse hervor. Die Rotoranordnung ist sicher an der Pedalwelle befestigt. Die Statoranordnung ist sicher in dem Gehäuse befestigt. Wenn die Statoranordnung elektrifiziert wird, erzeugt die Statoranordnung ein Magnetfeld, welches die Rotoranordnung mit der Pedalwelle dreht. Die Pedalwelle dreht ein Kettenrad und ein Hinterrad des Fahrrads, um das Fahrrad zu bewegen. Der Sensor misst Drehzahl und Drehmoment der Pedalwelle. Die Kontrolleinheit ist in dem Gehäuse befestigt und umfasst eine Hauptplatine und eine Rotorerfassungsleiterplatte. Die Hauptplatine ist elektrisch mit dem Sensor und der Statoranordnung verbunden. Die Rotorerfassungsleiterplatte ist elektrisch mit der Hauptplatine verbunden. Eine Normale der Rotorerfassungsleiterplatte liegt parallel zu einer Achse der Rotoranordnung und die Rotorerfassungsleiterplatte liegt angrenzend zu der Rotoranordnung. Eine Magnetschleife ist axial an der Rotoranordnung befestigt. Die Magnetschleife ist magnetisiert, um mehrere S Magnetpole und mehrere N Magnetpole zu umfassen. Die S Magnetpole und die N Magnetpole sind ringförmig gestaffelt, und Magnetfelder der S Magnetpole und der N Magnetpole erstrecken sich axial. Die Rotorerfassungsleiterplatte erfasst einen Magnetpol unter den S Magnetpolen und den N Magnetpolen. Das Magnetfeld der Statoranordnung wird verändert, abhängig davon ob die Rotorerfassungsleiterplatte den S Magnetpol oder den N Magnetpol erfasst, sodass die Rotoranordnung die Pedalwelle antreibt.
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Wenn ein Fahrer die Pedale tritt, um die Pedalwelle zu drehen, misst der Sensor die Drehzahl und das Drehmoment der Pedalwelle und überträgt daraufhin die Drehzahl und das Drehmoment an die Hauptplatine. Daraufhin ändert die Hauptplatine die Drehzahl der Rotoranordnung, um der Drehzahl der Pedalwelle zu entsprechen, um eine Kraft einzubringen, die durch den Motor erzeugt wurde und eine Kraft, die durch den Fahrer erzeugt wurde, um die Widerstandskraft, die der Fahrer aufbringt, zu verringern.
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Allerdings besitzt der konventionelle Elektroantrieb die folgenden Mängel. Erstens sind die Hauptplatine und die Rotorerfassungsleiterplatte der Kontrolleinheit in verschiedenen Positionen befestigt und diese müssen miteinander über Flachkabel verbunden werden. Dann muss das Gehäuse des Motors groß genug sein, um die Flachkabel unterzubringen. Außerdem kann das große Gehäuse den Aufbau eines Fahrradrahmens beeinträchtigen. Wenn sich das Gehäuse zu sehr nach hinten erstreckt, beeinträchtigt das Gehäuse sogar das Hinterrad, sodass der Fahrradrahmen verlängert werden muss oder der Motor im Außendurchmesser minimiert werden muss. Allerdings verringern minimierte Außendurchmesser der Rotoranordnung und der Statoranordnung ebenfalls die Leistungskraft des Motors.
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Zweitens umfasst die Hauptplatine der Kontrolleinheit mehrere Leistungsschaltervorrichtungen, die vertikal auf einer Fläche der Hauptplatine befestigt sind. Da die Leistungsschaltervorrichtungen aufrecht auf der Hauptplatine errichtet sind, muss das Gehäuse des Motors groß genug sein, um die Leistungsschaltervorrichtungen unterzubringen, welche dieselben Mängel verursachen.
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Drittens umfasst die Kontrolleinheit mehrere Wärmeableiter, um die Wärme der Leistungsschaltervorrichtungen abzuführen. Jeder konventionelle Wärmeableiter umfasst ein Außenteil und ein Innenteil. Das Außenteil ist außerhalb des Gehäuses installiert. Das Innenteil ragt ins Innere des Gehäuses hinein, um die Leistungsschaltervorrichtungen zu kontaktieren. Da der Wärmeableiter ein individuelles Bauteil ist, welches an dem Gehäuse durch einige andere Komponenten, wie Schrauben, installiert ist, ist das Gesamtvolumen des Motors hierfür vergrößert. Andererseits muss, um das Innenteil unterzubringen, das Gehäuse ebenfalls groß genug sein. Demzufolge hat der konventionelle Wärmeableiter ebenfalls den selben Mangel eines großen Volumens.
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Zudem ist ein Fahrrad mit der Elektroantriebsvorrichtung gewöhnlich mit einer Bildschirmeinheit und verschiedenen Arten von Peripherievorrichtungen installiert, wie Leistungsstartvorrichtungen, Leistungseinstelleinrichtungen, Strombremsen und Schaltergriffeinsteller. Die Bildschirmeinheit ist mit den Peripherievorrichtungen verbunden, um die Informationen der Peripherievorrichtungen anzuzeigen, oder der Fahrer kann die Peripherievorrichtungen durch den Betrieb der Bildschirmeinheit steuern.
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Allerdings ist die konventionelle Bildschirmeinheit mit den Peripherievorrichtungen und der Hauptplatine über Analogkabel verbunden. Jede Peripherievorrichtung ist zunächst mit der Bildschirmeinheit über ein Analogkabel verbunden und anschließend ist die Bildschirmeinheit mit der Hauptplatine über ein anderes Analogkabel verbunden. Außerdem ist die Bildschirmeinheit selbst ebenfalls mit der Hauptplatine über ein anderes Analogkabel verbunden, und die vielfachen Kabel sind oftmals unorganisiert und in Unordnung. Beispielsweise sind, wenn das Fahrrad vier Peripherievorrichtungen umfasst, die vier Peripherievorrichtungen mit den Bildschirmeinheiten über vier Analogkabel verbunden, und die Bildschirmeinheit ist mit der Hauptplatine über fünf Analogkabel verbunden. Infolge gibt es insgesamt neun Kabel, welche leicht eine Unordnung der Kabel und Unannehmlichkeiten in der Instandhaltung verursachen.
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Das Hauptziel des vorliegenden Gebrauchmusters besteht darin, eine elektrische Vorrichtung für ein Fahrrad mit reduziertem Volumen bereit zu stellen.
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Die elektrische Vorrichtung für ein Fahrrad umfasst ein Gehäuse, eine Pedalwelle, eine Motorwelle, eine Rotoranordnung, eine Statoranordnung, ein Getriebe, ein Kettenrad und eine Kontrolleinheit. Die Pedalwelle ist durch das Gehäuse befestigt. Die Motorwelle ist schwenkbar in dem Gehäuse befestigt. Die Rotoranordnung ist in dem Gehäuse befestigt, ist mit der Motorwelle verbunden und betätigt die Motorwelle. Die Statoranordnung ist sicher in dem Gehäuse befestigt und entspricht der Rotoranordnung. Das Getriebe ist in dem Gehäuse befestigt, ist mit der Pedalwelle und der Motorwelle verbunden, und wird durch die Pedalwelle oder die Motorwelle angetrieben. Das Kettenrad ist mit dem Getriebe verbunden und wird über das Getriebe betätigt. Die Kontrolleinheit ist sicher in dem Gehäuse befestigt und umfasst eine Leiterplatte und mehrere Leistungsschaltervorrichtungen. Die Leiterplatte ist elektrisch mit der Statoranordnung verbunden und umfasst ein Rotorerfassungssegment. Das Rotorerfassungssegment grenzt an die Rotoranordnung an und ermittelt die Rotoranordnung. Eine Normale der Leiterplatte ist parallel zu der Motorwelle. Die Leistungsschaltervorrichtungen sind elektrisch mit der Leiterplatte verbunden.
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Da die Normale der Leiterplatte parallel zu der Motorwelle verläuft, kann die Leiterplatte axial an eine Seitenfläche der Rotoranordnung angrenzen, um die Rotoranordnung zu ermitteln. So kann eine einzelne Leiterplatte des vorliegenden Gebrauchmusters die konventionelle Hauptplatine und die Rotorerfassungsleiterplatte integrieren und ersetzen. Somit benötigt die Kontrolleinheit kein Kabel zwischen der konventionellen Hauptplatine und der Rotorerfassungsleiterplatte, sodass Platz gespart wird und das Volumen des Gehäuses wird reduziert. Sobald das Gehäuse ein reduziertes Volumen aufweist, kann die Beeinträchtigung mit dem Hinterrad vermieden werden.
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IN DEN ZEICHNUNGEN
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1 ist eine seitliche Betriebsansicht einer elektrischen Vorrichtung für ein Fahrrad gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster, welches die elektrische Vorrichtung an einem Fahrradrahmen befestigt zeigt;
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Antriebsvorrichtung der elektrischen Vorrichtung aus 1;
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung der elektrischen Vorrichtung aus 1;
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4 ist eine andere perspektivische Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung der elektrischen Vorrichtung aus 1;
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5 ist eine Draufsicht der Antriebsvorrichtung der elektrischen Vorrichtung aus 1 im Teilschnitt;
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6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung der elektrischen Vorrichtung aus 1 im Teilschnitt;
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7 ist eine andere perspektivische Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung der elektrischen Vorrichtung aus 1;
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8 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Einwegpedalkupplung der elektrischen Vorrichtung aus 1;
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9 ist eine Seitenansicht der Einwegpedalkupplung der elektrischen Vorrichtung aus 1 im Teilschnitt;
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10 ist eine perspektivische Betriebsansicht einer Bildschirmeinheit der elektrischen Vorrichtung aus 1, die die Bildschirmeinheit zeigt, welche auf dem Fahrradrahmen befestigt ist; und
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11 ist ein Funktionsplan der elektrischen Vorrichtung aus 1.
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Mit Verweis auf 1 bis 5 umfasst eine elektrische Vorrichtung für ein Fahrrad gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster eine Antriebsvorrichtung. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die elektrische Vorrichtung weiter eine Bildschirmeinheit 90. Die Antriebsvorrichtung umfasst ein Gehäuse 10, eine Pedalwelle 20, eine Motorwelle 40, eine Rotoranordnung 51, eine Statoranordnung 52, ein Getriebe 60, ein Kettenrad 70 und eine Kontrolleinheit 80. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Antriebsvorrichtung weiter einen Empfänger 31 und einen Sensor 32.
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Mit Verweis auf 2 bis 4 und 6 umfasst das Gehäuse 10 einen Innenraum. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Gehäuse 10 ein linkes Gehäuse 11, ein mittleres Gehäuse 12 und ein rechtes Gehäuse 13. Das linke Gehäuse 11 und das rechte Gehäuse 13 sind jeweils an zwei Seiten des mittleren Gehäuses 12 befestigt. Der Innenraum des Gehäuses 10 ist zwischen dem linken Gehäuse 11, dem mittleren Gehäuse 12 und dem rechten Gehäuse 13 ausgebildet. Das Gehäuse 10 umfasst mehrere Wärmeableitungsrippen 111, die an einer Außenfläche des linken Gehäuses 11 ausgebildet sind. Das Gehäuse 10 umfasst drei Rahmenverbinder 121, die an einer Außenfläche des mittleren Gehäuses 12 ausgebildet sind. Die Rahmenverbinder 121 sind mit Intervallen zwischen den Rahmenverbindern 121 von oben bis zu dem mittleren Gehäuse 12, wie in 6 gezeigt, ausgebildet. Das Gehäuse 10 umfasst ein Kabelloch 122, welches durch Oberseiten des linken Gehäuses 11 und des mittleren Gehäuses 12 ausgebildet ist.
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Mit Verweis auf 5 bis 7 ist die Pedalwelle 20 durch das Gehäuse 10 befestigt und umfasst zwei Enden, die aus dem Gehäuse 10 hervorragen. In einer bevorzugten Ausführungsform ragen zwei Enden der Pedalwelle 20 jeweils aus dem rechten Gehäuse 13 und dem linken Gehäuse 11 hervor. Die Pedalwelle 20 umfasst mehrere Rippen 22, die ringförmig an einer Außenfläche der Pedalwelle 20 ausgebildet sind. Ein Lager 21 ist zwischen der Pedalwelle 20 und dem linken Gehäuse 11 befestigt.
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Mit Verweis auf die 3, 5 und 6 ist der Empfänger 31 in dem Gehäuse 10 befestigt und ist zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und dem linken Gehäuse 11 befestigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Empfänger 31 eine Hülse und ist um die Pedalwelle 20 befestigt. Der Empfänger 31 umfasst mehrere Rippen, die ringförmig an einer Innenfläche des Empfängers 31 ausgebildet sind. Die Rippen des Empfängers 31 stehen im Eingriff mit den Rippen 22 der Pedalwelle 20, sodass der Empfänger 31 durch die Pedalwelle 20 betätigt wird.
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Der Sensor 32 ist in dem Gehäuse befestigt und ist sicher mit dem linken Gehäuse 11 befestigt. Der Sensor 32 ist um die Pedalwelle 20 und den Empfänger 31 befestigt.
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Die Motorwelle 40 ist drehbar in dem Gehäuse 10 befestigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Motorwelle 40 zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und dem linken Gehäuse 11 befestigt. Ein Lager 41 ist zwischen einem linken Ende der Motorwelle 40 und dem linken Gehäuse 11 befestigt. Ein rechtes Ende der Motorwelle 40 ist über das mittlere Gehäuse 12 befestigt. Ein anderes Lager 42 ist zwischen der Motorwelle 40 und dem mittleren Gehäuse 12 befestigt. Die Motorwelle 40 ist um die Pedalwelle 20 und den Sensor 32 befestigt. Die Motorwelle 40 umfasst mehrere Strukturen 43 und ein Getriebe 44. Die Strukturen 43 sind ringförmig an einer Außenfläche der Motorwelle 40 ausgebildet und sind von der Mitte bis zu dem linken Ende der Motorwelle 40 ausgebildet. Das Getriebe 44 ist ringförmig an der Außenfläche der Motorwelle 40 ausgebildet und befindet sich an dem rechten Ende der Motorwelle 40.
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Die Rotoranordnung 51 ist in dem Gehäuse 10 montiert, ist mit der Motorwelle 40 verbunden und betätigt die Motorwelle 40. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rotoranordnung 51 zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und dem linken Gehäuse 11 befestigt. Die Rotoranordnung 51 ist sicher um die Motorwelle 40 befestigt. Die Rotoranordnung 51 ist fest um die Strukturen 43 der Motorwelle 40 befestigt, sodass die Motorwelle 40 durch die Rotoranordnung 51 betätigbar ist. Die Rotoranordnung 51 umfasst eine Magnetschleife 511, die an einer linken Fläche der Rotoranordnung 51 befestigt ist. Die Magnetschleife 511 ist magnetisiert, um mehrere S Magnetpole und N Magnetpole zu besitzen. Die S Magnetpole und die N Magnetpole sind ringförmig gestaffelt und Magnetfelder der S Magnetpole und der N Magnetpole erstrecken sich axial.
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Die Statoranordnung 52 ist sicher in dem Gehäuse 10 befestigt und entspricht der Rotoranordnung 51. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Statoranordnung 52 zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und dem linken Gehäuse 11 befestigt, und die Statoranordnung 52 ist um die Rotoranordnung 51 befestigt. Die Statoranordnung 52 umfasst mehrere Spulen aus Kupferdraht 521. Die Statoranordnung 52, die Rotoranordnung 51 und die Motorwelle 40 bilden einen Motor.
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Mit Verweis auf die 4, 5 und 7 ist das Getriebe 60 in dem Gehäuse 10 befestigt, ist mit der Pedalwelle 20 und der Motorwelle 40 verbunden und wird über die Pedalwelle 20 oder die Motorwelle 40 betätigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Getriebe 60 zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und dem rechten Gehäuse 13 befestigt. Das Getriebe 60 umfasst ein mittleres Antriebsritzel 61, ein kleines Antriebsritzel 62, eine Einwegmotorkupplung 63, ein großes Antriebsritzel 64 und eine Einwegpedalkupplung 65.
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Das mittlere Antriebsritzel 61 ist schwenkbar in dem mittleren Gehäuse 12 gelagert und befindet sich auf der Rückseite der Pedalwelle 20. Das mittlere Antriebsritzel 61 steht im Eingriff mit dem Getriebe 44 der Motorwelle 40.
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Das kleine Antriebsritzel 62 umfasst zwei Stangen 621, die jeweils an zwei gegenüberliegenden Flächen des kleinen Antriebsritzels 62 ausgebildet sind. Die linke Stange 621 wird durch eine Mitte des mittleren Antriebsritzels 61 befestigt. Jede Stange 621 umfasst ein Lager 622, 623, die an einem Ende der Stange 621 befestigt sind, und die zwei Lager 622, 623 sind jeweils durch das mittlere Gehäuse 12 und dem rechten Gehäuse 13 befestigt.
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Die Einwegmotorkupplung 63 ist zwischen dem mittleren Antriebsritzel 61 und der Stange 621 des kleinen Antriebsritzels 62 befestigt, sodass das kleine Antriebsritzel 62 über das mittlere Antriebsritzel 61 betätigt wird, aber das mittlere Antriebsritzel 61 nicht durch das kleine Antriebsritzel 62 betätigt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einwegmotorkupplung 63 ein Einweglager.
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Das große Antriebsritzel 64 ist um die Pedalwelle 20 befestigt und steht im Eingriff mit dem kleinen Antriebsritzel 62. Das große Antriebsritzel 64 umfasst eine Getriebeaussparung 641, die in einer Mitte einer linken Fläche des großen Antriebsritzels 64 ausgebildet wird. Das große Antriebsritzel 64 umfasst ein Antriebsritzelsegment 642, das von einer Mitte einer rechten Fläche des großen Antriebsritzels 64 hervorragt. Ein Lager 643 ist zwischen dem großen Antriebsritzel 64 und dem rechten Gehäuse 13 befestigt.
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Die Einwegpedalkupplung 65 ist zwischen der Pedalwelle 20 und dem großen Antriebsritzel 64 befestigt und ist in der Getriebeaussparung 641 des großen Antriebsritzels 64 befestigt, sodass das große Antriebsritzel 64 über die Pedalwelle 20 betätigt wird, aber die Pedalwelle 20 nicht über das große Antriebsritzel 64 betätigt wird.
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Mit Verweis auf die 5, 7 bis 9 ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Einwegpedalkupplung 65 eine Ratsche und umfasst einen Ratschenkörper 651, mehrere Anschläge 652 und einen elastischen Ring 653.
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Eine linke Seite des Ratschenkörpers 651 ist fest um eine rechte Seite des Empfängers 31 befestigt, sodass die Pedalwelle 20 den Ratschenkörper 651 über den Empfänger 31 betätigt. Der Ratschenkörper 651 umfasst mehrere Anschlagaussparungen 6511, die ringförmig in Abständen an einer Außenfläche des Ratschenkörpers 651 angeordnet sind. Der Ratschenkörper 651 umfasst eine Ringaussparung 6512, die ringförmig in der Außenfläche des Ratschenkörpers 651 ausgebildet ist.
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Jeder Anschlag 652 ist in der entsprechenden Anschlagaussparung 6511 des Ratschenkörpers 651 befestigt. Jeder Anschlag 652 umfasst eine Ringaussparung 6521, die in einer Mitte eines Anschlags 652 ausgebildet ist.
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Der elastische Ring 653 ist um die Ringaussparung 6512 des Ratschenkörpers 651 ausgebildet und grenzt an Böden der Ringaussparungen 6521 der Anschläge 652 an. Jeder Anschlag 652 wird durch den elastischen Ring 653 gedrückt und geneigt, um an eine entsprechende Zahnfläche der Getriebeaussparung 641 des großen Antriebsritzels 64 anzuschlagen. Wenn die Einwegpedalkupplung 65 mit dem Anschlag 652 dreht, die an die Zahnfläche des Getriebes 641 angrenzt, dreht der Anschlag 652 das Getriebe 641 und das große Antriebsritzel 64. Allerdings wird, wenn die Einwegpedalkupplung 65 in die umgekehrte Richtung rotiert, der Anschlag 652 über eine geneigte Fläche des Getriebes 641 gedrückt und befestigt leicht den elastische Ring 653. Zu diesem Zeitpunkt schlägt der Anschlag 652 nicht an die Zahnfläche des Getriebes 641 an und dreht auch nicht das große Antriebsritzel 64. Demnach erreicht die Einwegpedalkupplung 65 einen Einwegantrieb.
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Da die Pedalwelle 20 unter relativ hohem Drehmoment bei relativ geringer Drehzahl betrieben wird, ist die Ratsche mehr für die Einwegpedalkupplung 65 geeignet. Andererseits steht das mittlere Antriebsritzel 61 unter relativ geringem Drehmoment bei relativ hoher Drehzahl, sodass das Einweglager besser für die Einwegmotorkupplung 63 geeignet ist.
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Da das kleine Antriebsritzel 62 weniger Zähne umfasst als das mittlere Antriebsritzel 61, und das mittlere Antriebsritzel 61 weniger Zähne als das große Antriebsritzel 64 umfasst, kann die Motorwelle 40 eine Reduzierung der Drehzahl und eine Erhöhung des Drehmoments erreichen.
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Mit Verweis auf die 4, 5 und 7, ist das Kettenrad 70 mit dem Getriebe 60 verbunden und wird durch das Getriebe 60 betätigt. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Kettenrad 70 an einer Außenseite des rechten Gehäuses 13. Das Kettenrad 70 ist um das Antriebsritzelsegment 642 des großen Antriebsritzels 64 des Getriebes 60 befestigt, und steht mit dem Antriebsritzelsegment 642 im Eingriff, sodass das Kettenrad 70 und das große Antriebsritzel 64 durch jeweils den anderen betätigt werden.
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Mit Verweis auf die 3, 5 und 6 ist die Kontrolleinheit 80 sicher in dem Gehäuse 10 befestigt und umfasst eine Leiterplatte 81 und mehrere Leistungsschaltervorrichtungen 83. Eine Normale der Leiterplatte 81 liegt parallel zu der Motorwelle 40. Die Leiterplatte 81 ist elektrisch mit der Statoranordnung 52 verbunden und umfasst ein Rotorerfassungssegment 811. Das Rotorerfassungssegment 811 grenzt an die Rotoranordnung 51 an und ermittelt die Rotoranordnung 51. Die Leistungsschaltervorrichtungen 83 sind elektrisch mit der Leiterplatte 81 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kontrolleinheit 80 zwischen dem mittleren Gehäuse 12 und dem linken Gehäuse 11 befestigt. Die Leiterplatte 81 ist an der Rückseite der Pedalwelle 20 befestigt. Eine linke Fläche der Leiterplatte 81 grenzt an das linke Gehäuse 11 an, und die Leiterplatte 81 ist sicher mit dem linken Gehäuse 11 über Schrauben befestigt. Die Leiterplatte 81 ist elektrisch mit dem Sensor 32 verbunden. Das Rotorerfassungssegment 811 ist an einer Vorderseite der Leiterplatte 81 ausgebildet, und grenzt an einer linken Fläche der Magnetschleife 511 der Rotoranordnung 51 an, sodass das Rotorerfassungssegment 811 die Magnetfelder ermittelt, die sich axial von dem S Magnetpol oder dem N Magnetpol erstrecken. Die Kontrolleinheit 80 umfasst weiter einen Kondensator 82, der an einer rechten Fläche der Leiterplatte 81 befestigt ist. Der Kondensator 82 ist zwischen der Leiterplatte 81 und dem mittleren Antriebsritzel 61 des Getriebes 60 befestigt. Die Leiterplatte 81, der Kondensator 82, das mittlere Antriebsritzel 61 und das kleine Antriebsritzel 62 liegen alle auf derselben Seite der Pedalwelle 20, um dicht angeordnet zu sein, und das Gehäuse 10 kann im Volumen reduziert werden, um die dicht angeordneten Komponenten unterzubringen. Die Leistungsschaltervorrichtungen 83 sind an der linken Fläche der Leiterplatte 81 befestigt. Jede Leistungsschaltervorrichtung 83 umfasst einen Schaltkörper 832 und mehrere Anschlüsse 831. Die Anschlüsse 831 sind mit dem Schaltkörper 832 und der Leiterplatte 81 verbunden. Jeder Anschluss 831 ist vertikal geneigt, sodass der Schaltkörper 832 parallel zu der Leiterplatte 81 liegt. Jeder Schaltkörper 832 umfasst eine Metallwärmeableitungsfläche 833. Die Metallwärmeableitungsflächen 833 verlaufen in eine Richtung weg von der Leiterplatte 81, und grenzen an einer Innenfläche des linken Gehäuses 11 an. Die Leistungsschaltervorrichtungen 83 sind im Inneren der entsprechenden Wärmeableitungsrippe 111 angeordnet. Die Leistungsschaltervorrichtung 83 ist bevorzugt, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET).
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Mit Verweis auf die 1, 6, 10 und 11 umfasst die Bildschirmeinheit 90 einen Analog-zu-Digital-Umwandler 93 und ein Digitalkabel 91. Ein Ende des Digitalkabels 91 ist mit dem Analog-zu-Digital Umwandler 93 verbunden. Das andere Ende des Digitalkabels 91 ist über das Kabelloch 122 des Gehäuses 10 befestigt und ist elektrisch mit der rechten Fläche der Leiterplatte 81 verbunden.
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Mit Verweis auf die 1, 2 und 6 ist, wenn die elektrische Vorrichtung wie beschrieben im Gebrauch ist, das Gehäuse 10 der Antriebsvorrichtung auf einem Fahrradrahmen 100 befestigt. Die drei Rahmenverbinder 121 des mittleren Gehäuses 12 sind sicher mit einem Verbindungssegment 110 des Fahrradrahmens 100 über Schrauben befestigt. Zwei Kurbeln 120 sind jeweils an zwei Seiten der Pedalwelle 20 befestigt und eine Rollenkette umgibt das Kettenrad 70.
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Mit Verweis auf die 1 und 10, ist die Bildschirmeinheit 90 auf einem Bolzen 140 des Fahrrads befestigt, und ist mit Peripherievorrichtungen des Fahrrads über Analogkabel 92 verbunden, sodass die Bildschirmeinheit 90 die Informationen der Peripherievorrichtungen anzeigt.
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Mit Verweis auf die 3, 5 und 6 umfasst die beschriebene Antriebsvorrichtung die folgenden Vorteile. Da die Normale der Leiterplatte 81 der Kontrolleinheit 80 parallel zu der Motorwelle 40 ist, grenzt das Rotorerfassungssegment 811 der Leiterplatte 81 axial an die Magnetschleife 511 der Rotoranordnung 51 an, was dem Rotorerfassungssegment 811 erlaubt, den Magnetpol der Magnetschleife 511 zu ermitteln. Aus diesem Grund kann die einzelne Leiterplatte 81 die Rotoranordnung 51 erfassen und die elektrische Verbindung mit anderen Komponenten aufrecht erhalten. Infolge dessen kann das Gehäuse 10 im Volumen reduziert werden, um Beeinträchtigung mit einem Hinterrad zu verhindern.
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Da die Anschlüsse 831 der Leistungsschaltervorrichtung 83 vertikal geneigt sind, ist der Schaltkörper 832 parallel zu der Leiterplatte 81 und ragt nicht zu sehr aus der Leiterplatte hervor. Zusätzlich grenzen die Leistungsschaltervorrichtungen 83 an einer Innenfläche des Gehäuses 10 ohne irgendeinen Abstand zwischen den Leistungsschaltervorrichtungen 83 und der Innenfläche des Gehäuses 10 an. Infolgedessen kann das Gehäuse 10 weiter im Volumen reduziert werden.
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Da die Wärmeableitungsrippen 111 integral an einer Außenfläche des Gehäuses 10 ausgebildet sind und an der Außenseite der entsprechenden Leistungsschaltervorrichtung 83 angeordnet sind, kann der Abstand der Wärmeableitungsrippen 111, um aus der Außenfläche hervorzuragen, verkürzt werden, um weiter das Gesamtvolumen der Antriebsvorrichtung zu reduzieren.
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Mit Verweis auf die 5 bis 7, sind die Komponenten der Antriebsvorrichtung dicht in dem Gehäuse 10 angeordnet. Die Pedalwelle 20, der Empfänger 31, der Sensor 32, die Motorwelle 40, die Rotoranordnung 51 und die Statoranordnung 52 sind in der Reihenfolge umeinander montiert. Die Leiterplatte 81, der Kondensator 82, das mittlere Antriebsritzel 61 und das kleine Antriebsritzel 62 befinden sich alle auf derselben Seite der Pedalwelle 20. Das Gehäuse 10 kann all die Komponenten, die oben erwähnt worden sind, mit einem verringerten Volumen aufnehmen.
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Da zudem die Komponenten in dem Gehäuse 10 in geringer Menge vorliegen oder dicht beieinander, ist mehr Raum verfügbar, um die Rotoranordnung 51 und die Statoranordnung 52 mit größeren Außendurchmessern unterzubringen, um die Antriebsritzelsleistung zu erhöhen.
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Andererseits, da die Komponenten der Antriebsvorrichtung dicht in dem Gehäuse 10 angeordnet sind, muss keine externe Komponente außerhalb des Gehäuses 10 befestigt sein, und dementsprechend werden die Kabel außerhalb des Gehäuses 10 und die Komponenten für die Installation wie Schrauben ebenso reduziert oder weggelassen. Daher ist die Antriebsvorrichtung besser geeignet, um auf dem Fahrradrahmen 100 installiert zu werden. Während der Reparatur oder Wartungsarbeiten muss der Benutzer nur die Antriebsvorrichtung auseinander bauen, welches den Bedienkomfort im Gebrauch erleichtert.
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Da die Komponenten der Antriebsvorrichtung dicht in dem Gehäuse 10 angeordnet sind, kann das Gehäuse 10 die Komponenten, wie den Empfänger 31, den Sensor 32, und die Kabel, die mit der Kontrolleinheit 80 verbunden sind, vor Schaden oder Beeinträchtigung im Gebrauch schützen.
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Mit Verweis auf die 1, 6, 10 und 11 kann bezüglich der Bildschirmeinheit 90 der Analog-zu-Digital Umwandler 93 alle Analogkabel 92 integrieren, die mit den Peripherievorrichtungen in dem einzelnen Digitalkabel 91 verbunden sind. Demnach sind die Bildschirmeinheit 90 und die Kontrolleinheit 80 nur über das einzelne Digitalkabel 91 verbunden, welches effektiv die Anzahl der Kabel reduziert und eine Unorganisation der Kabel vermeidet.
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Mit Verweis auf die 1, 5 bis 7 tritt der Fahrer, wenn die elektrische Vorrichtung wie beschrieben im Gebrauch ist, in die Pedale 130, um die Pedalwelle 20 zu drehen. Daraufhin dreht die Pedalwelle 20 nacheinander den Empfänger 31, die Einwegpedalkupplung 65, das große Antriebsritzel 64 und das Kettenrad 70. Das Kettenrad 70 betätigt das Hinterrad über die Rollerkette.
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Wenn die Kontrolleinheit 80 den Motor betätigt, ist die Statoranordnung 52 elektrifiziert und erzeugt ein Magnetfeld. Das Magnetfeld dreht die Rotoranordnung 51, die in der Statoranordnung 52 befestigt ist. Daraufhin dreht die Rotoranordnung 51 nacheinander die Motorwelle 40, das mittlere Antriebsritzel 61, die Einwegmotorkupplung 63, das kleine Antriebsritzel 62, das große Antriebsritzel 64 und das Kettenrad 70. Das Kettenrad 70 betätigt das Hinterrad über die Rollerkette.
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Entsprechend den oben erwähnten technischen Eigenschaften, kann das große Antriebsritzel 64 auch durch das Treten des Fahrers oder über den Motor betätigt werden. Wenn die Drehzahl des großen Antriebsritzels 64, welche durch das Treten des Fahrers betätigt wird, höher als die Drehzahl des großen Antriebsritzels 64 ist, welche über den Motor betätigt wird, arbeitet die Einwegmotorkupplung 63 und verhindert, dass das große Antriebsritzel 64 mit dem kleinen Antriebsritzel 62 das mittlere Antriebsritzel 61, die Rotoranordnung 51 und die Statoranordnung 52 beeinträchtigen.
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Im Gegensatz dazu arbeitet, wenn die Drehzahl des großen Antriebsritzels 64, die über den Motor betätigt wird, höher als die Drehzahl des großen Antriebsritzels 64 ist, die durch das Treten des Fahrers betätigt wird, die Einwegpedalkupplung 65 und verhindert, dass der große Antriebsritzel 64 die Pedalwelle 20 und die Kurbeln 120 beeinträchtigt.
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Im Ergebnis werden, wenn die Drehzahl des großen Antriebsritzels 64, die durch den Motor betätigt wird, der Drehzahl des großen Antriebsritzels 64, die durch das Treten des Fahrers betätigt wird, entspricht, die Kraft, die über den Motor erzeugt wird und die Kraft, die durch den Fahrer erzeugt wird, integriert, um Kraft und Leistung für den Fahrer zu sparen.
