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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltwerk für Fahrräder und insbesondere ein elektronisches Schaltwerk mit Positionierungsfunktion.
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Stand der Technik
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Im taiwanesischen Patent
TW 1518001 umfasst das herkömmliche elektrische Schaltwerk einen Befestigungsabschnitt, ein Antriebselement, eine Übertragungseinheit, eine sich mitbewegende Einheit und einen Kettenumschaltungsabschnitt. Der Befestigungsabschnitt weist ein erstes Gelenk und ein Befestigungsende auf, wobei das Befestigungsende mit dem Hinterrahmen und das erste Gelenk mit der sich mitbewegenden Einheit verbunden ist, wobei eine erste Vertiefung an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Gelenk und der sich mitbewegenden Einheit vorgesehen ist, wobei das Antriebselement das Antriebsrad zur Drehung antreibt, wobei die Übertragungseinheit eine Übertragungswelle und einen Übertragungsblock aufweist, wobei die Übertragungswelle mit einem angetriebenen Rad und einem Gewindesegment versehen ist, wobei das Antriebsrad ein Leerlaufrad antreibt und dann das Leerlaufrad ein angetriebenes Rad antreibt, wobei der Übertragungsblock mit einem Schraubenloch und einem mehrere Eingriffszähne aufweisenden Übertragungsabschnitt versehen ist, wobei der Übertragungsblock durch sein Schraubenloch mit dem Gewindesegment verschraubt und auf der Übertragungswelle bewegbar ist.
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Die sich mitbewegende Einheit umfasst einen Hauptkörper, ein Drehrad und einen Zahnradsatz, wobei der Hauptkörper ein erstes Ende, ein zweites Ende, eine Zentralachse, einen Aufnahmeraum und eine Abdeckung aufweist, wobei das erste Ende mit dem ersten Gelenk verbunden und um das erste Gelenk drehbar ist, wobei der Zahnradsatz am Hauptkörper angeordnet ist, wobei das Drehrad mit dem Übertragungsabschnitt in Eingriff steht, wobei die Zentralachse durch das Drehrad hindurchgeführt ist, wobei ein Umfassungsring auf einer Seite des Drehrads angeordnet ist, wobei eine vorstehende Taste am Außenumfang des Umfassungsrings vorgesehen ist.
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Der Kettenumschaltungsabschnitt weist ein zweites Gelenk auf und ist drehbar mit dem zweiten Ende des Hauptkörpers verbunden und ist somit um den Hauptkörper drehbar, wobei eine zweite Vertiefung an der Verbindungsstelle zwischen dem zweiten Gelenk und dem zweiten Ende vorgesehen ist. Der Kettenumschaltungsabschnitt ist mit einem Schaltwerkarm verbunden, wobei der Schaltwerkarm mit Schaltrollen, auf die die Kette aufgelegt werden kann, ausgestattet ist, wobei ein Spalt, durch den die Kette hindurchgeführt werden kann, zwischen dem Hauptkörper und dem Schaltwerkabschnitt vorgesehen ist. Der Zahnradsatz umfasst ein Hauptübertragungszahnrad und ein erstes Zahnrad, die beide im Aufnahmeraum angeordnet sind, sowie ein zweites Zahnrad, wobei das Hauptübertragungszahnrad sich zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad befindet und mit den beiden in Eingriff steht, wodurch das Hauptübertragungszahnrad gleichzeitig das erste und das zweite Zahnrad antreibt, wobei das Hauptübertragungszahnrad mit einem in Richtung der Abdeckung weisenden Flansch versehen ist, wobei der Flansch des Hauptübertragungszahnrads durch die Mitte eines Hauptübertragungslagers hindurchgeführt ist, wobei das Hauptübertragungszahnrad mit einem Zentralloch versehen ist, wobei die Lochwand des Zentrallochs mit einer Nut versehen ist, wobei die auf der Außenseite des Drehrads befindliche vorstehende Taste mit der Nut in Eingriff steht.
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Eine nicht kreisförmige erste Wellenbohrung ist in der Mitte des ersten Zahnrads vorgesehen und dient zur Drehverbindung mit der ersten Welle, wobei die erste Welle ein Ende aufweist, das die gleiche Form wie die erste Wellenbohrung hat, sodass das erste Zahnrad die erste Welle zur Drehung antreiben kann. Ein erstes Lager ist zwischen einem Stützrahmen und der ersten Welle angeordnet, wobei eine zweite Wellenbohrung in der Mitte des zweiten Zahnrads vorgesehen ist und zur Drehverbindung mit der zweiten Welle dient, wobei die zweite Welle ein Ende aufweist, das die gleiche Form wie die zweite Wellenbohrung hat, wobei die zweite Welle drehbar mit einem zweiten Lager verbunden ist, wobei das zweite Lager zwischen der zweiten Welle und dem Stützrahmen angeordnet ist, wobei die zweite Welle durch das zweite Zahnrad hindurchgeführt ist, sodass das zweite Zahnrad die zweite Welle zur Drehung antreiben kann.
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Dadurch, dass mehrere Verbindungselemente durch den Stützrahmen hindurchgeführt werden, ist die Abdeckung mit dem Hauptkörper verschraubbar. Die Abdeckung ist mit einem Durchgangsloch, durch das die Übertragungswelle hindurchgeführt werden kann, versehen. Das Antriebselement und das Antriebsrad sind auf der Abdeckung angebracht.
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Nach dem Start kann das Antriebselement das Antriebsrad zur Drehung antreiben, wobei das Antriebsrad mittels eines Leerlaufrads das angetriebene Rad zur Drehung antreibt, anschließend treibt das angetriebene Rad die Übertragungswelle zur Drehung an, wobei das Gewindesegment der Übertragungswelle mit dem Schraubenloch des Übertragungsblocks verschraubt ist, sodass der Übertragungsblock entlang der Übertragungswelle verschiebbar ist, wobei der Übertragungsabschnitt des Übertragungsblocks mit dem Zahnabschnitt des Drehrads in Eingriff steht, um das Drehrad zur Drehung um die Zentralachse anzutreiben. Anschließend treibt das Hauptübertragungszahnrad das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad zur Drehung an. Dadurch, dass der erste Flansch des ersten Zahnrads auf die erste Vertiefung des Hauptkörpers und der zweite Flansch des zweiten Zahnrads auf die zweite Vertiefung abgestimmt ist, kann das Hauptübertragungszahnrad gleichzeitig das erste und das zweite Zahnrad so antreiben, dass die beiden den Hauptkörper zusammen antreiben und dieser somit um den als Achse dienenden Befestigungsabschnitt drehbar ist, sodass der Kettenumschaltungsabschnitt den Schaltwerkarm so antreibt, dass er verschoben wird, und somit die am Schaltwerkarm angebrachten Schaltrollen verschiebbar sind. Auf diese Weise ist die über die Schaltrollen laufende und durch den Spalt hindurchgeführte Kette verschiebbar und kann die Kette auf das Zielritzel der hinteren Ritzel eines Fahrrads aufgelegt werden, um das Ziel der Änderung der Geschwindigkeit zu erreichen.
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Wenn jedoch das elektrische Schaltwerk über einen bestimmten Zeitraum verwendet wird und sich ein Verschleiß zwischen dem Hauptübertragungszahnrad und dem ersten Zahnrad bzw. dem zweiten Zahnrad ergibt und sich somit das Hauptübertragungszahnrad von den beiden lockert, führt es bei der Übertragung zwischen dem Hauptkörper, dem Befestigungsabschnitt und dem Schaltwerkabschnitt zu einem Verlust der Genauigkeit, wodurch die Änderung der Geschwindigkeit fehlschlägt.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hauptplatine im Inneren des Schaltwerks anzuordnen, um einen Positionssensor anbringen zu können, wobei eine Positionierachse mit dem ersten angetriebenen Zahnrad mitgedreht werden kann, wobei die Positionierachse mit einer dem Positionssensor zugewandten Magnetfelderzeugungseinheit versehen ist, wobei, wenn das Hauptübertragungszahnrad und das erste bzw. das zweite angetriebene Zahnrad sich durch Verschleiß voneinander gelockert haben, der Positionssensor verwendet werden kann, um die Winkelpositionsänderungen mittels des Positionssensors zu erfassen und die Parameter der Steuerung zu korrigieren und die normale Positionierung zur Änderung der Geschwindigkeit wiederherzustellen und somit bei der Kettenumschaltung eine normale Geschwindigkeitsänderungsfunktion zu gewährleisten.
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Zur Lösung der obigen Aufgabe offenbart die vorliegende Erfindung ein elektronisches Schaltwerk, das einen Hauptkörper, einen Stützrahmen, eine Antriebseinheit, einen Befestigungsabschnitt, einen Schaltwerkabschnitt und ein Positionierungssystem umfasst, wobei der Hauptkörper ein Hauptübertragungszahnrad, das mit einem ersten angetriebenen Zahnrad und einem zweiten angetriebenen Zahnrad in Eingriff bringbar ist, aufweist; wobei der Stützrahmen am Hauptkörper angeordnet ist und zur Anordnung und Positionierung des Hauptübertragungszahnrads und des ersten und des zweiten angetriebenen Zahnrads dient, wobei der Stützrahmen mit einem ersten Stützloch versehen ist; wobei die Antriebseinheit mittels einer Übertragungsbaugruppe das Hauptübertragungszahnrad zur Drehung antreibt; wobei der Befestigungsabschnitt mit dem Hinterrahmen eines Fahrrads befestigt ist und einen mit dem ersten angetriebenen Zahnrad verbundenen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, wodurch der erste Verbindungsabschnitt bewegbar mit dem ersten Ende des Hauptkörpers verbunden ist; wobei der Schaltwerkabschnitt einen mit dem zweiten angetriebenen Zahnrad verbundenen zweiten Verbindungsabschnitt aufweist, wodurch der Schaltwerkabschnitt bewegbar mit dem zweiten Ende des Hauptkörpers verbunden ist, wobei der Schaltwerkabschnitt mit mindestens einer zum Auflegen einer Fahrradkette dienenden Schaltrolle ausgestattet ist; wobei das Positionierungssystem eine Hauptplatine, eine Verarbeitungseinheit sowie einen Positionssensor, die jeweils auf der Hauptplatine angeordnet sind, und eine Positionierachse, die im ersten Stützloch des Stützrahmens angeordnet und mit dem ersten angetriebenen Zahnrad verbunden ist, umfasst, wobei korrespondierend mit dem Positionssensor die Positionierachse mit einer Magnetfelderzeugungseinheit versehen ist, wobei die Verarbeitungseinheit die vom Positionssensor gesendeten Positionierungsinformationen empfängt.
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Hierbei ist das erste angetriebene Zahnrad in der dem Stützrahmen zugewandten Richtung mit einer ersten Vertiefung versehen, wobei eine erste Wellenbohrung in der Mitte des ersten angetriebenen Zahnrads vorgesehen ist, wobei die Positionierachse einen mit der ersten Vertiefung kombinierten Vorsprung aufweist, wobei sich ein vorstehender Stab in der der ersten Wellenbohrung zugewandten Richtung vom Vorsprung erstreckt, wobei der vorstehende Stab mit der ersten Wellenbohrung des ersten angetriebenen Zahnrads kombiniert ist.
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Hierbei weist die Positionierachse einen Aufnahmeraum auf, wobei die Magnetfelderzeugungseinheit im Aufnahmeraum angeordnet ist.
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Hierbei ist die Positionierachse mittels eines ersten Lagers im ersten Stützloch des Stützrahmens untergebracht.
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Hierbei ist die Antriebseinheit mit einem Steuermodul versehen, um die Anzahl der Umdrehungen und die Geschwindigkeit der Antriebseinheit steuern zu können, wobei das Steuermodul elektrisch mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist.
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Hierbei umfasst die Hauptplatine ferner eine elektrisch mit der Verarbeitungseinheit verbundene Speichereinheit, wobei in der Speichereinheit eine Vergleichstabelle gespeichert ist, wobei die Vergleichstabelle Positionierungsinformationen und Vergleichsinformationen über die Position des elektronischen Schaltwerks enthält, wobei nach dem Erhalten der Positionierungsinformationen die Verarbeitungseinheit auf die Vergleichstabelle zugreift, um die Position des elektronischen Schaltwerks zu erhalten und das Steuermodul zu korrigieren.
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Hierbei ist der Positionssensor ein Hall-Effekt-Sensor, wobei die dem Positionssensor zugewandte Seite der Magnetfelderzeugungseinheit einen N-Pol und einen S-Pol aufweist.
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Hierbei ist die Positionierachse ein Bolzen, wobei der vorstehende Stab ein Außengewinde aufweist, wobei die erste Wellenbohrung ein zur Schraubverbindung mit dem vorstehenden Stab dienendes Innengewinde aufweist, wobei die Positionierachse mit dem ersten angetriebenen Zahnrad mitgedreht werden kann.
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Hierbei sind der Positionssensor und die Antriebseinheit jeweils auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Hauptplatine angeordnet.
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Hierbei haben der Positionssensor und die Magnetfelderzeugungseinheit miteinander keinen physischen Kontakt.
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Wenn das Schaltwerk über einen langen Zeitraum verwendet wird und das Hauptübertragungszahnrad sich vom ersten angetriebenen Zahnrad bzw. vom zweiten angetriebenen Zahnrad lockert und es dadurch bei der Übertragung zu einem Verlust der Genauigkeit führt und zudem die mit dem ersten angetriebenen Zahnrad mitgedrehte Positionierachse ihre normale Drehfunktion verliert und die im Aufnahmeraum der Positionierachse angeordnete Magnetfelderzeugungseinheit nicht auf eine genaue Winkelposition gedreht werden kann, kann in diesem Fall durch den auf der Hauptplatine befindlichen Positionssensor ein Erfassen durchgeführt und dann das erfasste Winkelpositionssignal der Magnetfelderzeugungseinheit zur Korrektur an das Steuermodul zurückgesendet werden, um die Winkelpositionsänderungen mittels des Positionssensors zu erfassen und die Parameter der Steuerung zu korrigieren und die normale Positionierung zur Änderung der Geschwindigkeit wiederherzustellen und somit bei der Kettenumschaltung eine normale Geschwindigkeitsänderungsfunktion zu gewährleisten.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Ansicht, in der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit dem Hinterrahmen eines Fahrrads kombiniert ist;
- 2 zeigt eine Außenansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im kombinierten Zustand;
- 3 zeigt eine erste perspektivische Explosionsansicht des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 4 zeigt eine zweite perspektivische Explosionsansicht des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 5 zeigt eine schematische Teilansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im kombinierten Zustand;
- 6 zeigt eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im kombinierten Zustand;
- 7 zeigt ein Blockdiagramm des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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Zum vollständigen Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben. Die vorstehende Beschreibung stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken.
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Es wird auf die 1 bis 6 Bezug genommen. Die vorliegende Erfindung offenbart ein elektronisches Schaltwerk, das zum Umwerfen einer Fahrradkette dient, wobei die Kette umgeworfen und von den mehreren Ritzeln mit dem Zielritzel (nicht gezeigt) in Eingriff gebracht wird, um das Ziel des Gangwechsels zu erreichen. Das elektronische Schaltwerk umfasst einen Hauptkörper 10, einen Stützrahmen 14, eine Abdeckung 15, ein Positionierungssystem 16, eine Antriebseinheit 20, eine Übertragungsbaugruppe 30, ein Getriebe 40, einen Befestigungsabschnitt 50 und einen Schaltwerkabschnitt.
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Der Hauptkörper 10 ist jeweils bewegbar mit dem Befestigungsabschnitt 50 und dem Schaltwerkabschnitt 60 verbunden und ist ein längliches Gehäuse, das in verschiedenen Richtungen ein erstes Ende 101 und ein zweites Ende 102 aufweist, wobei der Hauptkörper 10 in der dem Befestigungsabschnitt 50 entgegengesetzten Richtung eine Verbindungsfläche 107 aufweist, wobei die Verbindungsfläche 107 mit einer nach innen gehenden länglichen zurückgesetzten Kammer 103 versehen ist, wobei jeweils ein erstes vertieftes Loch 104 und ein zweites vertieftes Loch 105 an zwei Enden der zurückgesetzten Kammer 103 vorgesehen sind und sich eine Zentralachse 106 zwischen dem ersten und dem zweiten vertieften Loch 104, 105 befindet. Das erste vertiefte Loch 104 dient zur Kombination mit der Achse des ersten angetriebenen Zahnrads 11 eines Kreissektors, wobei das erste angetriebene Zahnrad 11 mit einem nicht kreisförmigen ersten Eingriffsabschnitt 111 versehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Eingriffsabschnitt 111 ein quadratischer Stab und ist eine erste Wellenbohrung 112 in der Mitte des ersten angetriebenen Zahnrads 11 vorgesehen und weist die erste Wellenbohrung 112 ein Innengewinde auf und ist eine erste Vertiefung 113 in der der Abdeckung 15 zugewandten Richtung vorgesehen. Das zweite vertiefte Loch 105 dient zur Kombination mit der Achse des zweiten angetriebenen Zahnrads 12 eines Kreissektors, wobei das zweite angetriebene Zahnrad 12 mit einem nicht kreisförmigen zweiten Eingriffsabschnitt 121 versehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Eingriffsabschnitt 112 ein quadratischer Stab und ist eine zweite Wellenbohrung 122 in der Mitte des zweiten angetriebenen Zahnrads 12 vorgesehen und ist eine zweite Vertiefung 123 in der der Abdeckung 15 zugewandten Richtung vorgesehen. Die Zentralachse 106 ist drehbar mit einem Hauptübertragungszahnrad 13 verbunden, wobei das Hauptübertragungszahnrad 13 mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 11 und dem zweiten angetriebenen Zahnrad 12 in Eingriff bringbar ist, sodass das Hauptübertragungszahnrad 13 das erste angetriebene Zahnrad 11 und das zweite angetriebene Zahnrad 12 zur Drehung antreiben kann, wobei die Verbindungsfläche 107 mit mehreren Schraubenlöchern 108 versehen ist, wobei der Hauptkörper 10 in der der zurückgesetzten Kammer 103 entgegengesetzten Richtung mit einem kreisförmigen ersten Vorsprung 109 und einem kreisförmigen zweiten Vorsprung 110 versehen ist.
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Der Stützrahmen 14 ist ein am Hauptkörper 10 angeordneter Scheibenkörper und seine Form entspricht der Form der Verbindungsfläche 107 des Hauptkörpers 10, wobei der Stützrahmen 14 auf der Verbindungsfläche 107, auf der das erste und das zweite angetriebene Zahnrad 11, 12 und das Hauptübertragungszahnrad 13 angeordnet sind, angeordnet ist, wobei der Stützrahmen 14 mit einem ersten Stützloch 141 und einem zweiten Stützloch 142, die dem ersten bzw. dem zweiten angetriebenen Zahnrad 11, 12 zugewandt sind, versehen ist, wobei ein Durchgangsloch 143 zwischen dem ersten Stützloch 141 und dem zweiten Stützloch 142 vorgesehen ist, wobei die Zentralachse 106 durch das Durchgangsloch 143 des Stützrahmens 14 hindurchgeführt ist.
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Die Abdeckung 15 ist dem Hauptkörper 10 zugewandt, um die Antriebseinheit 20, das Getriebe 40 und den Stützrahmen 14 abzudichten, wobei mehrere Verbindungselemente 151 wie z. B. Schrauben durch die Abdeckung 15 und den Stützrahmen 14 hindurchgeführt und in die Schraubenlöcher 108 des Hauptkörpers 10 eingeschraubt sind.
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Es wird auf die 3, 4 und 7 Bezug genommen. Das Positionierungssystem 16 umfasst eine Hauptplatine 161, einen auf der Hauptplatine 161 angeordneten Positionssensor 162, eine Positionierachse 163, eine auf der Positionierachse 163 angeordnete Magnetfelderzeugungseinheit 164, eine Verarbeitungseinheit 17 und eine elektrisch mit der Verarbeitungseinheit 17 verbundene Speichereinheit 18, wobei der Positionssensor 162 ein Hall-Effekt-Sensor ist, wobei die Positionierachse 163 mittels eines ersten Lagers 165 im ersten Stützloch 141 des Stützrahmens 14 untergebracht ist, wobei die Positionierachse 163 in der dem Hauptkörper 14 zugewandten Richtung einen Vorsprung 166 aufweist, wobei sich ein vorstehender Stab 167 von der Außenseite des Vorsprungs 166 erstreckt, wobei der vorstehende Stab 167 ein Außengewinde, das mit dem Innengewinde der ersten Wellenbohrung 112 verschraubt ist, aufweist, wobei der Vorsprung 166 auf die erste Vertiefung 113 des ersten angetriebenen Zahnrads 11 abgestimmt ist, wodurch die Positionierachse 163 mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 11 mitgedreht werden kann und somit die Magnetfelderzeugungseinheit 164 und die Positionierachse 163 zusammen gedreht werden können, wobei die Positionierachse 163 in der der Abdeckung 15 zugewandten Richtung mit einem kreisförmigen Aufnahmeraum 168 versehen ist, wobei der Aufnahmeraum 168 mit einer Magnetfelderzeugungseinheit 164, wie z. B. einem Magneten, versehen ist, wobei die dem Positionssensor 162 zugewandte Seite der Magnetfelderzeugungseinheit 164 einen N-Pol und einen S-Pol aufweist, wobei die Hauptplatine 161 sich zwischen dem Stützrahmen 14 und der Abdeckung 15 befindet und der Positionssensor 162 der Magnetfelderzeugungseinheit 164 zugewandt ist, wobei die Hauptplatine 161 mit mehreren Durchgangsbohrungen 169 versehen ist, wobei die Verbindungselemente 151 durch die jeweiligen Durchgangsbohrungen 169 hindurchgeführt und dann in die Schraubenlöcher 108 des Hauptkörpers 10 eingeschraubt sind.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 20 ein Elektromotor, wobei die Zentralachse 21 der Antriebseinheit 20 drehbar mit einem Antriebsrad 22 verbunden ist. Das Antriebsrad 22 ist ein Zahnrad, wobei das Antriebsrad 22 mittels einer Übertragungsbaugruppe 30 das Hauptübertragungszahnrad 13 zur Drehung antreibt. Die Übertragungsbaugruppe 30 ist ein Untersetzungszahnradsatz. Die Antriebseinheit 20 ist mit einem Steuermodul 23 versehen, um die Anzahl der Umdrehungen und die Geschwindigkeit der Antriebseinheit 20 steuern zu können. Das Steuermodul 23 ist elektrisch mit der Verarbeitungseinheit 17 verbunden, wobei in der Speichereinheit 18 eine Vergleichstabelle gespeichert ist, wobei die Vergleichstabelle Positionierungsinformationen und Vergleichsinformationen über die Position des elektronischen Schaltwerks enthält. Nach dem Erhalten der Positionierungsinformationen greift die Verarbeitungseinheit 17 auf die Vergleichstabelle zu, um die Position des elektronischen Schaltwerks zu erhalten und das Steuermodul 23 zu korrigieren.
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Die Übertragungsbaugruppe 30 ist an einem Getriebe 40 und einem Gehäusesitz 41 angebracht, wobei der Gehäusesitz 41 auf der der Abdeckung 15 zugewandten Seite des Stützrahmens 14 angeordnet und das Getriebe 40 mit einem Wellenrohr 42 und einem dem Hauptkörper 10 zugewandten Innenraum 43 versehen ist, wobei der Innenraum 43 mit dem Wellenrohr 42 durchgängig verbunden ist, wobei der Gehäusesitz 41 mit einem ersten Loch 411, einem zweiten Loch 412 und einem dritten Loch 413 versehen ist, wobei die Übertragungsbaugruppe 30 eine im Wellenrohr 42 des Getriebes 40 angeordnete Schneckenstange 31 und ein an einem Ende der Schneckenstange 31 befindliches angetriebenes Rad 32 umfasst, wobei das angetriebene Rad 32 mit dem Antriebsrad 22 in Eingriff bringbar ist, wodurch das angetriebene Rad 32 zur Drehung angetrieben und die Schneckenstange 31 gedreht werden kann. Die Schneckenstange 31 ist mit einem Schneckengetriebe 33 kombiniert, um das Schneckengetriebe 33 zur Drehung anzutreiben. Das Schneckengetriebe 33 ist drehbar mit einer Achse 341 des ersten Zahnrads 34 verbunden, um das erste Zahnrad 34 zur Drehung anzutreiben. Das erste Zahnrad 34 ist mit einem zweiten Zahnrad 35 in Eingriff bringbar, um das zweite Zahnrad 35 zur Drehung anzutreiben. Das zweite Zahnrad 35 ist koaxial mit einem dritten Zahnrad 36 angeordnet, um das dritte Zahnrad 36 zur Drehung anzutreiben. Das dritte Zahnrad 36 steht mit einem vierten Zahnrad 37 in Eingriff, um das vierte Zahnrad 37 zur Drehung anzutreiben. Das vierte Zahnrad 37 umgibt die Achse eines fünften Zahnrads 38, wodurch das fünfte Zahnrad 38 mit dem vierten Zahnrad 37 mitgedreht werden kann. Ein Flansch ist in der dem fünften Zahnrad 38 zugewandten Richtung des vierten Zahnrads 37 vorgesehen, wobei ein zweites Lager 39 den Außenumfang des Flanschs 371 umgibt, wobei sich das zweite Lager 39 zwischen dem dritten Loch 413 des Gehäusesitzes 41 und dem Flansch 371 des vierten Zahnrads 37 befindet, wodurch das vierte Zahnrad 37 am Gehäusesitz 41 angeordnet ist. Die Achse des fünften Zahnrads 38 ist durch den Stützrahmen 14 hindurchgeführt, wodurch das fünfte Zahnrad 38 mit dem Hauptübertragungszahnrad 13 in Eingriff steht, um das Hauptübertragungszahnrad 13 zur Drehung anzutreiben. Das zweite Loch 412 des Gehäusesitzes 41 dient zur Hindurchführung der Achse des dritten Zahnrads 36, wobei sich das dritte Zahnrad 36 in der Ringausnehmung 414 des Gehäusesitzes 41 befindet, wobei sich die Ringausnehmung 414 auf der dem Getriebe 40 zugewandten Seite des zweiten Lochs 412 befindet. Die Achse des dritten Zahnrads 36 ist durch das zweite Loch 412 hindurchgeführt, wobei das erste Loch 411 des Gehäusesitzes 41 zur Hindurchführung der Achse 341 des ersten Zahnrads 34 dient. Hierbei besitzt das erste Zahnrad 34 weniger Zähne als das zweite Zahnrad 35, das dritte Zahnrad 36 weniger Zähne als das vierte Zahnrad 37 und das fünfte Zahnrad 38 weniger Zähne als das Hauptübertragungszahnrad 13. Die Schneckenstange 31 treibt das Schneckengetriebe 33 zur Drehung an. Dies stellt eine Untersetzungsübertragung dar. Somit ist die Übertragungsbaugruppe 30 ein Untersetzungszahnradsatz und im Innenraum 43 des Getriebes 40 angeordnet. Ferner ist das Getriebe 40 mit einem Schraubenloch 415 versehen, wobei ein auf der rechten Seite der Abdeckung 15 befindliches Verbindungselement 151 durch die Abdeckung 15 hindurchgeführt und dann mit dem Schraubenloch 415 des Getriebes 40 verschraubt ist.
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Der Befestigungsabschnitt 50 ist zylindrisch und ein Ende von ihm ist mit dem Hinterrahmen 100 eines Fahrrads verbunden, wobei das zweite Ende des Befestigungsabschnitts 50 mittels eines ersten Verbindungsabschnitts 51 mit dem Hauptkörper 10 verbunden ist, wobei der erste Verbindungsabschnitt 51 in der dem Hauptkörper 10 zugewandten Richtung mit einer ersten Aufnahmeausnehmung 52 versehen ist, wobei die erste Aufnahmeausnehmung 52 auf den ersten Vorsprung 109 des Hauptkörpers 10 abgestimmt ist, wobei ein nicht kreisförmiges erstes Montageloch 53 im Inneren der ersten Aufnahmeausnehmung 52 vorgesehen ist, wobei das erste Montageloch 53 mit dem ersten vertieften Loch 104 des Hauptkörpers 10 durchgängig verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das erste Montageloch 53 ein quadratisches Loch und ist eine erste Welle 54 durch die Mitte der ersten Montagelochs 53 hindurchgeführt, wobei die erste Welle 54 auf die erste Wellenbohrung 114 des ersten angetriebenen Zahnrads 11 abgestimmt und der erste Eingriffsabschnitt 111 des ersten angetriebenen Zahnrads 11 mit dem ersten Montageloch 53 kombinierbar ist.
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Der Schaltwerkabschnitt 60 dient zur Führung einer Fahrradkette und ist am zweiten Ende 102 des Hauptkörpers 10 vorgesehen und umfasst einen zweiten Verbindungsabschnitt 61, der mit dem Hauptkörper 10 verbunden ist, und einen Schaltwerkarm 62, der mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 61 verbunden ist. Der Schaltwerkabschnitt 60 ist mit mindestens einer zum Auflegen der Kette dienenden Schaltrolle 63 versehen. Der zweite Verbindungsabschnitt 61 ist in der dem Hauptkörper 10 zugewandten Richtung mit einer zweiten Aufnahmeausnehmung 64 versehen. Die zweite Aufnahmeausnehmung 64 ist auf den zweiten Vorsprung 110 des Hauptkörpers 10 abgestimmt, wobei ein nicht kreisförmiges zweites Montageloch 65 im Inneren der zweiten Aufnahmeausnehmung 64 vorgesehen ist, wobei das zweite Montageloch 65 mit dem zweiten vertieften Loch 105 des Hauptkörpers 10 durchgängig verbunden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Montageloch 65 ein quadratisches Loch und ist eine zweite Welle 66 durch die Mitte des zweiten Montagelochs 65 hindurchgeführt, wobei die zweite Welle 55 auf die zweite Wellenbohrung 122 des zweiten angetriebenen Zahnrads 12 abgestimmt und der zweite Eingriffsabschnitt 121 des zweiten angetriebenen Zahnrads 12 mit dem zweiten Montageloch 65 kombinierbar ist.
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Bei der obigen Struktur ist die Zentralachse 21 der Antriebseinheit 20 drehbar mit dem Antriebsrad 22 verbunden, wobei das Antriebsrad 22 mittels der Übertragungsbaugruppe 30 das Hauptübertragungszahnrad 13 zur Drehung antreibt, wobei das Hauptübertragungszahnrad 13 mit dem ersten bzw. dem zweiten angetriebenen Zahnrad 11, 12 in Eingriff bringbar ist, wodurch das erste und das zweite angetriebene Zahnrad 11, 12 gleichzeitig zur Drehung angetrieben werden können, wobei die Achse des ersten und des zweiten angetriebenen Zahnrads 11, 12 jeweils durch das erste vertiefte Loch 104 bzw. das zweite vertiefte Loch 105 des Hauptkörpers 10 umgeben sind. Der erste Eingriffsabschnitt 111 des ersten angetriebenen Zahnrads 11 ist auf das erste Montageloch 53 des ersten Verbindungsabschnitts 51 abgestimmt, um den ersten Verbindungsabschnitt 51 zur Drehung anzutreiben. Der zweite Eingriffsabschnitt 121 des zweiten angetriebenen Zahnrads 12 ist auf das zweite Montageloch 65 des zweiten Verbindungsabschnitts 61 abgestimmt, um den zweiten Verbindungsabschnitt 61 zur Drehung anzutreiben, sodass der Befestigungsabschnitt 50 und der Schaltwerkabschnitt 60 bewegbar mit dem Hauptkörper 10 verbunden sind und die am Schaltwerkabschnitt 60 angebrachten Schaltrollen 63 mit dem Schaltwerkabschnitt 60 mitbewegt werden können und somit die über die Schaltrollen 63 laufende Kette ebenfalls mitbewegt werden kann, sodass die Kette umgeworfen wird und von den mehreren Ritzeln mit dem Zielritzel in Eingriff bringbar ist, um das Ziel des Gangwechsels zu erreichen.
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In der vorliegenden Erfindung ist der Stützrahmen 14 mit einer Positionierachse 163 versehen, wobei die Positionierachse 163 mit dem ersten angetriebenen Zahnrad 11 mitgedreht werden kann, wobei der Aufnahmeraum 168 der Positionierachse 163 mit einer Magnetfelderzeugungseinheit 164 versehen ist, wobei die Magnetfelderzeugungseinheit 164 einen N-Pol und einen S-Pol aufweist, wobei die zwischen dem Stützrahmen 14 und der Abdeckung 15 befindliche Hauptplatine 161 in der der Magnetfelderzeugungseinheit 64 zugewandten Richtung mit einem Positionssensor 162 versehen ist, wobei der Positionssensor 162 die Winkelposition der Magnetfelderzeugungseinheit 164 erfasst und dann das erfasste Signal zur Korrektur an das Steuermodul zurücksendet. Wenn dementsprechend das Schaltwerk über einen langen Zeitraum verwendet wird und sich das Hauptübertragungszahnrad 13 vom ersten angetriebenen Zahnrad 11 bzw. vom zweiten angetriebenen Zahnrad 12 lockert und es dadurch bei der Übertragung zu einem Verlust der Genauigkeit führt und die im Aufnahmeraum 168 der Positionierachse 163 angeordnete Magnetfelderzeugungseinheit 164 nicht auf eine genaue Winkelposition gedreht werden kann, kann durch den auf der Hauptplatine 161 befindlichen Positionssensor 162 ein Erfassen durchgeführt und dann das erfasste Winkelpositionssignal der Magnetfelderzeugungseinheit 164 zur Korrektur an das Steuermodul zurückgesendet werden, um die Winkelpositionsänderungen mittels des Positionssensors zu erfassen und die Parameter der Steuerung zu korrigieren und die normale Positionierung zur Änderung der Geschwindigkeit wiederherzustellen und somit bei der Kettenumschaltung eine normale Geschwindigkeitsänderungsfunktion zu gewährleisten.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 100:
- Hinterrahmen
- 10:
- Hauptkörper
- 101:
- erstes Ende
- 102:
- zweites Ende
- 103:
- zurückgesetzte Kammer
- 104:
- erstes vertieftes Loch
- 105:
- zweites vertieftes Loch
- 106:
- Zentralachse
- 107:
- Verbindungsfläche
- 108:
- Schraubenloch
- 109:
- erster Vorsprung
- 110:
- zweiter Vorsprung
- 11:
- erstes angetriebenes Zahnrad
- 111:
- erster Eingriffsabschnitt
- 112:
- erste Wellenbohrung
- 113:
- erste Vertiefung
- 12:
- zweites angetriebenes Zahnrad
- 121:
- zweiter Eingriffsabschnitt
- 122:
- zweite Wellenbohrung
- 123:
- zweite Vertiefung
- 13:
- Hauptübertragungszahnrad
- 14:
- Stützrahmen
- 141:
- erstes Stützloch
- 142:
- zweites Stützloch
- 143:
- Durchgangsloch
- 15:
- Abdeckung
- 151:
- Verbindungselement
- 16:
- Positionierungssystem
- 161:
- Hauptplatine
- 162:
- Positionssensor
- 163:
- Positionierachse
- 164:
- Magnetfelderzeugungseinheit
- 165:
- erstes Lager
- 166:
- Vorsprung
- 167:
- vorstehender Stab
- 168:
- Aufnahmeraum
- 169:
- Durchgangsbohrung
- 17:
- Verarbeitungseinheit
- 18:
- Speichereinheit
- 20:
- Antriebseinheit
- 21:
- Zentralachse
- 22:
- Antriebsrad
- 23:
- Steuermodul
- 30:
- Übertragungsbaugruppe
- 31:
- Schneckenstange
- 32:
- angetriebenes Rad
- 33:
- Schneckengetriebe
- 34:
- erstes Zahnrad
- 341:
- Achse
- 35:
- zweites Zahnrad
- 36:
- drittes Zahnrad
- 37:
- viertes Zahnrad
- 371:
- Flansch
- 38:
- fünftes Zahnrad
- 39:
- zweites Lager
- 40:
- Getriebe
- 41:
- Gehäusesitz
- 411:
- erstes Loch
- 412:
- zweites Loch
- 413:
- drittes Loch
- 414:
- Ringausnehmung
- 415:
- Schraubenloch
- 42:
- Wellenrohr
- 43:
- Innenraum
- 50:
- Befestigungsabschnitt
- 51:
- erster Verbindungsabschnitt
- 52:
- erste Aufnahmeausnehmung
- 53:
- erstes Montageloch
- 54:
- erste Welle
- 60:
- Schaltwerkabschnitt
- 61:
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 62:
- Schaltwerkarm
- 63:
- Schaltrolle
- 64:
- zweite Aufnahmeausnehmung
- 65:
- zweites Montageloch
- 66:
- zweite Welle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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