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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Fahrräder
und insbesondere einen motorisierten Fahrradumwerfer.
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Viele
aktuelle Fahrräder
weisen elektronisch gesteuerte Fahrradbauelemente auf. Beispielsweise beinhalten
einige Fahrräder
automatische Gangschaltungen, wobei elektronisch motorisierte vordere und
hintere Umwerfer automatisch durch einen Mikrocomputer, basierend
auf einer Fahrradgeschwindigkeit, gesteuert werden. Ein Typ eines
motorisierten Umwerfers beinhaltet einen Motor, der mit Abstand
zum Umwerfer angeordnet ist und mit dem Umwerfer durch ein herkömmliches
Bowden-Kabel verbunden ist, wobei der Motor die Kabelseele des Bowden-Kabels
einzieht oder nachlässt,
um den Umwerfer zu betätigen.
Ein weiterer Typ von motorisiertem Umwerfer integriert den Motor
mit dem Umwerfer, so dass die Motorantriebswelle den Umwerfer-Gelenkgetriebemechanismus
direkt antreibt. Durch eine derartige Konfiguration wird die Notwendigkeit
eines Bowden-Kabels beseitigt, was den gesamten Umwerfermechanismus
kompakter macht.
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Zwar
weist ein Umwerfer mit einem integrierten Motor viele Vorteile auf,
er weist jedoch ebenfalls Nachteile auf. Beispielsweise muss der
Umwerfer selbst größer gemacht
werden, um den Motor und die dazugehörigen Bauelemente unterzubringen.
Da der Umwerfer an der Seite des Fahrradrahmens montiert ist, steht
ein größerer Umwerfer
stärker
als ein herkömmlicher
Umwerfer in seitlicher Richtung vor. Dies erzeugt wiederum die Gefahr,
dass der Umwerfer durch Steine oder andere Hindernisse getroffen
wird, wenn in unwegsamem Gelände
gefahren wird, oder der Umwerfer beschädigt oder zerstört wird,
wenn das Fahrrad umfällt.
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Einige
motorisierte Umwerfer beinhalten Getriebe-Untersetzungsmechanismen,
die eine Mehrzahl von untereinander verbundenen Zahnrädern unterschiedlicher
Größe aufweisen,
so dass Motoren von höherer
Drehzahl und geringerem Drehmoment verwendet werden können, um
den Umwerfer-Gelenkgetriebemechanismus präzise zu bewegen. Wenn der Motor
mit dem Umwerfer integral ist, dann muss der Zahnrad-Untersetzungsmechanismus ebenfalls
mit dem Umwerfer integral sein. Typischerweise ist der Zahnrad-Untersetzungsmechanismus in
das Umwerfer-Basiselement
eingebaut, mit dem der Umwerfer am Fahrradrahmen befestigt ist.
In derartigen Fällen
sind die Schwenkzapfen für
die verschiedene Größe aufweisenden
Zahnräder
am Basiselement befestigt und möglicherweise
am Umwerfer-Gelenkgetriebemechanismus und/oder der Motorantriebswelle.
Als Ergebnis muss manchmal der gesamte Umwerfer zerlegt werden,
um den Motor oder den Zahnrad-Untersetzungsmechanismus
zu warten. Außerdem
sind manchmal die Schwenkzapfen dauerhaft am Basiselement, am Gelenkgetriebemechanismus
und/oder an der Motorantriebswelle befestigt, derart, dass der gesamte
Umwerfer ausgetauscht werden muss, wenn der Zahnrad-Untersetzungsmechanismus
abgenutzt oder beschädigt
ist.
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US-B-6679797
zeigt einen motorisierten Fahrradumwerfer, der ein Basiselement
und ein eine Kettenführungseinrichtung
tragendes bewegliches Element aufweist. Das bewegliche Element ist
mit dem Basiselement durch ein Vierstift-Gelenkgetriebe beweglich verbunden.
Eine Motoreinheit ist mit dem Basiselement außerhalb eines Raums des Vierstift-Gelenkgetriebes
starr verbunden und mit Gelenkgetriebeelementen des Vierstift-Gelenkgetriebes verbunden,
um die Kettenführung
zu bewegen. Die starre Anordnung des Motors außerhalb des Vierstift-Gelenkgetriebes des
Umwerfers benötigt
zusätzlichen
Platz und ein Zerlegen der Motoreinheit gemeinsam mit dem Basiselement
kann schwierig werden.
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In
Anbetracht des zuvor Beschriebenen geht für Fachleute aus dieser Beschreibung
klar hervor, dass ein Bedarf nach einem verbesserten motorisierten
Umwerfer besteht.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, einen motorisierten Fahrradumwerfer
zu erzeugen, der kompakte Abmessungen aufweist.
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Ein
weiteres Ziel besteht darin, einen motorisierten Umwerfer zu erschaffen,
der ein müheloses Zerlegen
zu Wartungs- und Instandhaltungszwecken ermöglicht.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft verschiedene Merkmale eines motorisierten Umwerfers.
Bei einer Ausführungsform
weist ein Fahrradumwerfer auf: ein Basiselement zur Befestigung
an einem Fahrrad, ein bewegliches Element zum Tragen einer Kettenführung, ein
erstes Gelenkelement, das mit dem Basiselement über einen ersten Gelenkstift
schwenkbar verbunden ist und mit dem beweglichen Element über einen zweiten
Gelenkstift schwenkbar verbunden ist, ein zweites Gelenkelement,
das mit dem Basiselement über
einen dritten Gelenkstift schwenkbar verbunden ist und mit dem beweglichen
Element über
einen vierten Gelenkstift schwenkbar verbunden ist, und einen Motor,
der ein primäres
Motorgehäuse
aufweist, durch welches hindurch sich eine Antriebswelle erstreckt
und einen Antriebswellenvektor definiert, der vom primären Motorgehäuse weg
weist. Der erste Gelenkstift, der zweite Gelenkstift, der dritte
Gelenkstift und der vierte Gelenkstift definieren Kanten eines fiktiven
Raumes, wobei durchgehende strichpunktierte Geraden, welche die
Enden des ersten Gelenkstiftes, des zweiten Gelenkstiftes, des dritten
Gelenkstiftes und des vierten Gelenkstiftes in nicht überkreuzender
Weise verbinden, verbleibende Kanten des fiktiven Raumes definieren.
Zumindest ein Teil des primären
Motorgehäuses
ist in dem fiktiven Raum angeordnet, und der Antriebswellenvektor
weist von einer Ebene weg, die den zweiten Gelenkstift und den vierten
Gelenkstift enthält.
Zusätzliche
erfinderische Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung
klar hervor, und diese Merkmale können, allein oder in Kombination
mit den zuvor beschriebenen Merkmalen, die Basis weiterer Erfindungen
bilden, wie dargelegt in den Ansprüchen und deren Äquivalenten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Fahrrades;
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2 ist
eine detailliertere Seitenansicht des hinteren Umwerfers;
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3 ist
eine Ansicht von hinten des hinteren Umwerfers;
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4 ist
eine Ansicht von unten des hinteren Umwerfers in einer Position
eines hohen Gangs;
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5 ist
eine Ansicht von unten des hinteren Umwerfers in einer Position
eines niedrigen Gangs;
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6 ist
ein Querschnitt des hinteren Umwerfers entlang Linie VI-VI in 3;
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7 ist
eine Ansicht von oben des Basiselementes des hinteren Umwerfers;
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8 ist
eine Ansicht von vorn des Basiselementes des hinteren Umwerfers;
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9 ist
eine Ansicht von unten des Basiselementes des Umwerfers, wobei die
Abdeckung des Zahnrad-Untersetzungsmechanismus entfernt ist;
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10 ist
ein Querschnitt des Basiselementes des Umwerfers entlang Linie X-X
in 8;
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11 ist
ein Querschnitt des Basiselementes des Umwerfers entlang Linie XI-XI
in 8;
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12 ist
eine schematische Ansicht des Umwerfermotors, der in einem durch
die Gelenkgetriebestifte definierten fiktiven Raum angeordnet ist;
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13 ist eine Ansicht des Zahnrad-Untersetzungsmechanismus,
der vom Basiselement entfernt ist; und
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14 ist eine explorierte Ansicht des Zahnrad-Untersetzungsmechanismus.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform des Fahrrades 4.
Das Fahrrad 4 weist einen Rahmenkörper 8 auf, der dadurch
aufgebaut ist, dass Rohre zur herkömmlichen Doppeldiamant-Konfiguration
verschweißt
sind. Eine vordere Gabel 12 ist an der Vorderseite des
Rahmenkörpers 8 für eine Drehung
um eine geneigte Achse montiert, und eine Lenkstangenbaugruppe 16 ist
an der Oberseite der Vordergabel 12 montiert. Ein Sattel 18 ist am
oberen mittleren Teil des Rahmenkörpers 8 montiert,
ein Antriebsmechanismus 20 ist am unteren Teil des Rahmenkörpers 8 montiert,
ein Vorderrad 24 ist am unteren Ende der Vordergabel 12 drehbar
montiert und ein Hinterrad 28 ist an der Rückseite
des Rahmenkörpers 8 drehbar
montiert. Ein vorderer Bremsmechanismus 32 wird verwendet,
um ein Vorderrad 24 zu bremsen, und ein Hinterradbremsmechanismus 36 wird
verwendet, um ein Hinterrad 28 zu bremsen.
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Ein
Antriebsmechanismus 20 weist auf: eine Pedalkurbelbaugruppe 40,
die am Tretlager des Rahmenkörpers 8 montiert
ist, eine vordere Gangschaltung 44, die einen am Rahmenkörper 8 montierten vorderen
Umwerfer 46 und eine Mehrzahl von (z. B. zwei) Kettenrädern 48 beinhaltet,
die zur Rechten der Pedalkurbelbaugruppe 40 montiert sind,
und eine Hintergangschaltung 50, die einen an der Rückseite des
Rahmenkörpers
montierten hinteren Umwerfer 52 und eine Mehrzahl von (z.
B. acht) am Hinterrad 28 montierten hinteren Kettenrädern 54 beinhaltet. Der
vordere Umwerfer 46 kommt wahlweise mit einer Kette 60 auf
einem der Mehrzahl von vorderen Kettenrädern 48 in Eingriff,
und ein hinterer Umwerfer 52 kommt wahlweise mit einer
Kette 60 auf einem der Mehrzahl von hinteren Kettenrädern 54 in
Eingriff.
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Eine
Lenkstangenbaugruppe 16 weist einen Lenkervorbau 64,
der am Oberteil der Vordergabel 12 montiert ist, und eine
Rennlenkstange 66 auf, die am Oberteil des Lenkervorbaus 64 montiert
ist. Kombinierte Brems-/Schalthebelbaugruppen 70 (lediglich die
auf der rechten Seite angeordnete Brems-/Schalthebelbaugruppe ist
dargestellt) bekannter Konstruktion sind an gegenüberliegenden oberen
gekrümmten
Seiten der Lenkstange 66 montiert. Die auf der linken Seite
angeordnete Brems-/Schalthebelbaugruppe 70 wird
verwendet, um den vorderen Bremsmechanismus 32 mittels
einer Bremskabelbaugruppe 72 zu betätigen, und die auf der rechten
Seite angeordnete Brems-/Schalthebelbaugruppe 70 wird verwendet,
um den hinteren Bremsmechanismus 36 mittels einer Bremskabelbaugruppe 74 zu
betätigen.
Die Brems-/Schalthebelbaugruppen 70 sind aufgebaut, um
eine vordere Gangschaltung 44 und eine hintere Gangschaltung 50 mittels
einer Steuereinheit 78 manuell zu steuern, die mittig an
der Lenkstange 66 angebracht ist. Die Steuereinheit 78 steuert
automatisch elektronisch die Funktionsweise des vorderen Umwerfers 46 und
des hinteren Umwerfers 52 mittels einer elektrischen Kabelbaugruppe 84,
in bekannter Weise reagierend auf Signale von einem Raddrehsensor,
der einen Reed-Schalter 86, der am Rahmkörper 8 montiert
ist, und einen am Vorderrad 24 montierten Magneten 88 aufweist,
wobei die Signale vom Reed-Schalter 86 durch eine elektrische
Kabelbaugruppe 90 empfangen werden. Alternativ steuert
die Steuereinheit 78 elektronisch die Funktionsweise des
vorderen Umwerfers 46 und des hinteren Umwerfers 52,
in bekannter Weise reagierend auf die manuelle Betätigung der
kombinierten Brems-/Schalthebelbaugruppen.
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2 ist
eine Seitenansicht des hinteren Umwerfers 52, 3 ist
eine hintere Ansicht des hinteren Umwerfers 52, 4 ist
eine Ansicht von unten des hinteren Umwerfers 52 in einer
hohen Gangposition (wenn die Kette 60 mit dem kleinsten
hinteren Kettenrad 54 in Eingriff ist) und 5 ist
eine Ansicht von unten eines hinteren Umwerfers 52 in einer
niedrigen Gangposition (wenn die Kette 60 mit dem größten Kettenrad 54 in
Eingriff ist). Wie in diesen Figuren dargestellt, weist der hintere
Umwerfer 52 auf: ein Basiselement 100, das so
aufgebaut ist, dass es den hinteren Umwerfer 52 an der
Rückseite
des Rahmenkörpers 8 befestigt,
ein bewegliches Element 104, das eine Kettenführung 108 schwenkbar
trägt,
und erste und zweite Verbindungselemente 120 und 124, die
zwischen dem Basiselement 100 und dem beweglichen Element 104 so
verbunden sind, dass sich das bewegliche Element 104 relativ
zum Basiselement 100 bewegt. Die Kettenführung 108 lagert
drehbar eine Führungsumlenkrolle 112 und
eine Spannumlenkrolle 116, welche die Kette 60 so
führt,
dass sie mit ausgewählten
der Mehrzahl von hinteren Kettenrädern 54 in Eingriff
kommt.
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Das
erste Verbindungselement 120 weist ein erstes Ende 126 und
ein zweites Ende 134 auf, wobei das erste Ende 126 mit
dem Basiselement 100 über einen
ersten Gelenkstift 128 schwenkbar verbunden ist und ein
zweites Ende 134 mit einem beweg lichen Element 104 über einen
zweiten Gelenkstift 138 schwenkbar verbunden ist. In ähnlicher
Weise weist das zweite Gelenkelement 124 ein erstes Ende 142 und
ein zweites Ende 150 auf, wobei das erste Ende 142 mit
dem Basiselement 100 über
einen dritten Gelenkstift 146 schwenkbar verbunden ist
und ein zweites Ende 150 mit dem beweglichen Element 104 über einen
vierten Gelenkstift 154 schwenkbar verbunden ist. Bei dieser
Ausführungsform
ist das erste Ende 142 des zweiten Gelenkelementes 124 durch
eine auf dem dritten Gelenkstift 146 ausgebildete Abflachung 156 (8)
festgekeilt, so dass sich das zweite Gelenkelement 124 und
der dritte Gelenkstift 146 als Einheit drehen. Eine Feder 160 (6)
ist zwischen dem ersten Gelenkelement 120 und dem zweiten
Gelenkelement 124 angeordnet, um das Spiel in einem Getriebeuntersetzungsmechanismus 210 zu beseitigen.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Feder 160 eine Schraubenfeder mit einem ersten
Ende 162 und einem zweiten Ende 166, wobei das
erste Ende 162 eine Vorspannkraft gegen ein erstes Gelenkelement 120 ungefähr in der
Mitte zwischen dem ersten Gelenkstift 128 und dem zweiten
Gelenkstift 138 ausübt
und ein zweites Ende 166 eine Vorspannkraft gegen ein zweites
Gelenkelement 124 in unmittelbarer Nähe zum vierten Gelenkstift 154 ausübt.
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Das
Basiselement 100 weist einen im Wesentlichen zylindrischen
Rahmenbefestigungsabschnitt 170 und ein Antriebsgehäuse 174 auf.
Der Rahmenbefestigungsabschnitt 170 beinhaltet eine Befestigungsbolzenöffnung 178 und
einen Drehanschlag 180. Ein Rahmenbefestigungsbolzen 182 verläuft durch
eine Befestigungsbolzenöffnung 178 hindurch,
um den Rahmenbefestigungsabschnitt 170 am Rahmenkörper 2 drehbar
zu montieren. Eine (nicht dargestellte) herkömmliche Vorspannfeder ist innerhalb
der Befestigungsbolzenöffnung 178 angeordnet
und umgibt den Rahmenbefestigungsbolzen 182, um eine Anschlagplatte 183 (3)
relativ zu einem Rahmenbefestigungsabschnitt 170 so vorzuspannen,
dass ein Drehanschlag 184 (2) auf einer
Anschlagplatte 183 gegen einen Drehanschlag 180 auf
dem Rahmenbefestigungsabschnitt 170 in bekannter Weise
ansteht.
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Das
Antriebsgehäuse 174 weist
ein Hauptgehäuse 190 und
eine Abdeckung 194 auf, die mittels Schrauben 198 an
einem Hauptgehäuse 190 befestigt
ist. Vorzugsweise ist die Abdeckung 194 an einer Unterseite
des Hauptgehäuses 190 derart
befestigt, dass Wasser oder andere Verunreinigungen nicht in das
Innere des Hauptgehäuses 190 eindringen
können.
Das Hauptgehäuse 190 ist
in integraler Weise als ein einziges Stück mit einem Rahmenbefestigungsabschnitt 170 ausgebildet
und definiert einen Antriebsbauelementraum 202 (6),
der ein Antriebsbauelement wie beispielsweise einen Elektromotor 206 und
einen Getriebeuntersetzungsmechanismus 210 aufnimmt.
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Der
Motor 206 umfasst ein Hauptmotorgehäuse 214 (8),
das in einem im Wesentlichen zylindrischen Motorbefestigungsabschnitt 218 des Hauptgehäuses 190 angeordnet
ist, eine Motorantriebswelle 222 (10), die
sich vom primären
Motorgehäuse 214 nach
außen
erstreckt und einen Antriebswellenvektor V definiert, der vom primären Motorgehäuse 214 weg
weist, und ein Motorwellen-Antriebszahnrad 230,
das am freien Ende der Motorantriebswelle 222 befestigt
ist. Bei dieser Ausführungsform
ist das Antriebsgehäuse 174 derart
aufgebaut, dass das gesamte Primärmotorgehäuse 214 innerhalb
des Basiselementes 100 angeordnet ist.
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Wie
schematisch in 12 dargestellt, definieren ein
erster Gelenkstift 128, ein zweiter Gelenkstift 138,
ein dritter Gelenkstift 146 und ein vierter Gelenkstift 154 Kanten
eines fiktiven Raumes 250, und gerade durchgehende strichpunktierte
Linien PH1-PH8, welche die Enden des ersten Gelenkstiftes 128,
des zweiten Gelenkstiftes 138, des dritten Gelenkstiftes 146 und
des vierten Gelenkstiftes 154 in nicht-überkreuzender
Weise verbinden, definieren die verbleibenden Kanten eines fiktiven
Raumes 250. Außerdem
liegen der erste Gelenkstift 128 und der dritte Gelenkstift 146 in
einer Ebene P1, und der zweite Gelenkstift 138 und der
vierte Gelenkstift 154 liegen in einer Ebene P2. Der Antriebswellenvektor
V weist von der Ebene P2 weg, derart, dass ein relativer Winkel θ zwischen
einem Antriebswellenvektor V und einer Ebene P2 vorzugsweise zwischen
45° und 135° liegt, wenn
dieser in der Ebene P3 gemessen wird, die senkrecht zum ersten Gelenkstift 128,
zum zweiten Gelenkstift 138, zum dritten Gelenkstift 146 und
zum vierten Gelenkstift 154 ist. Zumindest ein Teil des
primären
Motorgehäuses 214 ist
innerhalb des fiktiven Raums 250 angeordnet. Als Ergebnis dieser
Merkmale, die allein oder in Kombina tion vorliegen können, kann
das Basiselement 100 und somit der hintere Umwerfer 52 kompakter
gemacht werden.
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13 ist eine Ansicht eines Getriebeuntersetzungsmechanismus 210,
der vom Antriebsgehäuse 174 entfernt
wurde, und 14 ist eine explodierte
Ansicht eines Getriebeuntersetzungsmechanismus 210. Bei
dieser Ausführungsform
ist der Getriebeuntersetzungsmechanismus 210 eine in sich
abgeschlossene Einheit, die im Antriebsbauelementenraum 210 des
Antriebsgehäuses 174 derart
untergebracht ist, dass der Getriebeuntersetzungsmechanismus 210 vollständig innerhalb
des Basiselementes 100 angeordnet ist und als Einheit vom
Basiselement 100 entfernt werden kann. Wie in 13 und 14 dargestellt,
weist ein Getriebeuntersetzungsmechanismus 210 einen Getriebeträger 300 auf,
der eine Getriebeuntersetzungseinheit 298 und eine Positionsabtasteinheit 299 trägt. Die
Getriebeuntersetzungseinheit 298 umfasst einen Hauptträger 302,
der eine Hauptträgerabdeckung 303 beinhaltet,
die beide aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein können, ein erstes
Zahnrad 304, das mit dem Hauptträger 302 über einen
Drehzapfen 306 drehbar verbunden ist und das mit dem Motorwellen-Antriebszahnrad 320 in
Eingriff ist, um eine Drehantriebskraft vom Motor 206 aufzunehmen;
ein zweites Zahnrad 310, das mit dem Hauptträger 302 über einen
Drehzapfen 312 drehbar verbunden ist und das mit einem
getriebenen Abschnitt oder Bauelement wie beispielsweise einem Gelenkantriebszahnrad 314 (9)
in Eingriff ist, das sich integral mit dem dritten Gelenkstift 146 und dem
zweiten Gelenkelement 124 dreht; und eine Mehrzahl von
Zwischenzahnrädern 316, 318, 320 und 322,
die zwischen dem ersten Zahnrad 304 und dem zweiten Zahnrad 310 gekoppelt
sind, um die Drehzahl zwischen Motorwellen-Antriebszahnrad 230 und Gelenkantriebszahnrad 314 weiter
zu übersetzen.
Ein einen geringeren Durchmesser aufweisendes Zwischenzahnrad 316 ist
integral mit einem ersten Zahnrad 304 ausgebildet und ist
mit einem einen größeren Durchmesser
aufweisenden Zwischenzahnrad 318 in Eingriff. Ein Zwischenzahnrad 318 ist mit
einem einen geringeren Durchmesser aufweisenden Zwischenzahnrad 320 in
integraler Weise ausgebildet und von diesem durch ein Abstandsstück 319 mit
Abstand angeordnet, wobei die Zwischenzahnräder 318 und 320 mit
einem Hauptträger 302 und
einer Hauptträgerabdeckung 303 über einen
Drehzapfen 321 drehbar verbunden sind. Ein Zwischenzahnrad 320 ist
in Eingriff mit einem einen größeren Durchmesser
aufweisenden Zwischenzahnrad 322, wobei ein Zwischenzahnrad 322 integral
mit einem zweiten Zahnrad 310 ausgebildet ist.
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Ein
Hauptträger 302 beinhaltet
einen halbkreisförmigen
unteren Abschnitt 324 mit einer Öffnung 328 zur Aufnahme
eines dritten Gelenkstiftes 146, einen Hauptkörperabschnitt 332,
einem Motorschnittstellenabschnitt 336 und eine Hauptträgerabdeckung 303.
Der Hauptkörperabschnitt 332 beinhaltet
einen Getriebehohlraum 340, der ein erstes Zahnrad 304 und
ein Zwischenzahnrad 316 aufnimmt, einen Getriebehohlraum 344,
der Zwischenzahnräder 318 und 320 aufnimmt,
und einen Getriebehohlraum 348, der ein Zwischenzahnrad 322 aufnimmt.
Ein Getriebehohlraum 340 beinhaltet eine Drehzapfenöffnung 352,
die ein unteres Ende eines Drehzapfens 306 lagert, ein
Getriebehohlraum 344 beinhaltet eine Drehzapfenöffnung 356,
die ein unteres Ende eines Drehzapfens 321 lagert, und
ein Getriebehohlraum 348 beinhaltet eine Drehzapfenöffnung 360,
die ein unteres Ende eines Drehzapfens 312 lagert. Eine Drehzapfenöffnung 362 ist
in einer Hauptträgerabdeckung 303 ausgebildet,
um ein oberes Ende eines Drehzapfens 321 zu lagern. Eine
Buchse 364 ist in einem Getriebehohlraum 348 zwischen
dem Zwischenzahnrad 322 und dem Hauptkörperabschnitt 332 angeordnet,
um das Zwischenzahnrad 322 zu stabilisieren. Ein Motorschnittstellenabschnitt 336 ist vorgesehen,
um in stabiler Weise eine Schnittstelle zwischen dem Motor 206 und
dem Hauptträger 302 vorzusehen,
und beinhaltet und ein Antriebswellen-Aufnahmeelement 366 mit
einer Antriebswellen-Aufnahmeöffnung 368,
welche eine Antriebswelle 322 aufnimmt, so dass das Motorwellen-Antriebszahnrad 230 mit
einem ersten Zahnrad 304 in Eingriff kommen kann.
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Die
Positionsabtasteinheit 299 ist mit einem ersten Zahnrad 304 funktionsmäßig verbunden
und umfasst ein optisches Positionsabtastelement 370, das
mittels eines Drehzapfens 376 an einen Positionsabtasteinheitsträger 374 (der
aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein kann) gelagert ist,
eine Photosender-/Photoempfängereinheit 378,
die mit dem Positionsabtasteinheitsträger 374 verbunden ist,
ein einen geringeren Durchmesser aufweisendes Positionsabtast- Untersetzungszahnrad 382,
das sich integral mit dem Positionsabtastelement 370 dreht, und
ein einen größeren Durchmesser
aufweisendes Positionsabtast-Untersetzungszahnrad 386,
das mit dem Positionsabtasteinheitsträger 374 über einen Drehzapfen 306 drehbar
verbunden ist. Der Positionsabtasteinheitsträger 374 beinhaltet
eine Drehzapfenöffnung 387,
die ein oberes Ende eines Drehzapfens 312 lagert, eine
Drehzapfenöffnung 388,
die ein oberes Ende eines Drehzapfens 376 lagert, und eine Drehzapfenöffnung 389,
die ein oberes Ende eines Drehzapfens 306 lagert. Eine
Buchse 391 ist zwischen einem zweiten Zahnrad 310 und
einem Positionsabtasteinheitsträger 374 angeordnet,
um das zweite Zahnrad 310 zu stabilisieren. Das Positionsabtast-Untersetzungszahnrad 386 beinhaltet
eine Verbindungswelle 390 mit einem Paar von Keilvorsprüngen 394,
die mit einem entsprechenden Paar von Keilöffnungen 398 in einem
ersten Zahnrad 304 in Eingriff sind, so dass sich das Positionsabtast-Untersetzungszahnrad 386 integral
mit einem ersten Zahnrad 304 dreht. Als Ergebnis der Positionsabtast-Untersetzungszahnräder 382 und 386 dreht
sich das Positionsabtastelement 370 ebenfalls integral mit
einem ersten Zahnrad 304, jedoch mit einer größeren Drehzahl.
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Es
sollte ohne Weiteres klar sein, dass der Hauptträger 302 ein erstes
Zahnrad 304, ein zweites Zahnrad 310 und die Mehrzahl
von Zwischenzahnrädern 316, 318, 320 und 322 als
im Wesentlichen in sich abgeschlossene Einheit lagert, und ein Positionsabtasteinheitsträger 374 ein
Positionsabtastelement 370, einen Photosender-/Photoempfängereinheit 378 und
Positionsabtast-Untersetzungszahnräder 382 und 386 als
eine im Wesentlichen in sich abgeschlossene Einheit drehbar lagert.
Als Ergebnis dieser Struktur kann der Getriebeuntersetzungsmechanismus 210 aus
dem Basiselement 100 zum Austauschen oder Reparieren als
Einheit entfernt werden und die Getriebeuntersetzungseinheit 298 und die
Positionsabtasteinheit 299 können voneinander als im Wesentlichen
in sich abgeschlossene Einheiten für ein separates Austauschen
oder Reparieren voneinander getrennt werden. Außerdem kann, dadurch, dass
Zahnradträgerteilen,
wie beispielsweise der Hauptträger 302,
die Hauptträgerabdeckung 303 und
der Positionsabtasteinheitsträger 374 aus
einem Kunststoffmaterial ausgebildet sind, die Herstellungskosten
verringert werden und auch das vom Betrieb der Zahnräder herrührende Geräusch vermindert
werden.
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Zwar
wurden im Vorhergehenden verschiedene Ausführungsformen erfinderischer
Merkmale beschrieben, jedoch können
weitere Modifikationen verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der
Erfindung abzuweichen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert
ist.