DE602004009401T2

DE602004009401T2 - Motoreinheit einer elektrischen Fahrradgangschaltung

Info

Publication number: DE602004009401T2
Application number: DE602004009401T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Ichida; Kazuhiro Fujii
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2004-02-26
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: US20080132364A1; JP2005239139A; EP1568594A1; ATE375290T1; DE602004009401D1; TW200528341A; US20050189158A1; CN1663875A; TWI241267B; JP4157872B2; US8282519B2; EP1568594B1; US7341532B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein eine elektrische Umwerfermotoreinheit für einen motorisierten Fahrradumwerfer. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Fahrradumwerfer, der durch einen Motor betätigt wird, wobei bei diesem ein Motor mit einem Antriebsstrang versehen ist, der eine Abtriebswelle aufweist, die konfiguriert ist, um einen Umwerfer zu betätigen.
Hintergrundinformation
Fahrradfahren wird gerade zunehmend populär, sowohl als Form der Erholung als auch als Transportmittel. Außerdem hat sich Fahrradfahren zu einem sehr populären Wettkampfsport entwickelt, und zwar sowohl für Amateure als auch für professionelle Fahrer. Unabhängig davon, ob das Fahrrad für Erholungs-, Transport- oder Wettkampfzwecke verwendet wird, führt die Fahrradindustrie laufend eine Verbesserung der verschiedenen Bauteile des Fahrrades durch.
In letzter Zeit wurden Fahrräder mit elektrischen Bauelementen ausgerüstet, um das Fahren einfacher und genussreicher für den Fahrer zu machen. Einige Fahrräder sind mit automatischen Schalteinheiten ausgerüstet, die gemäß den Fahrtbedingungen durch einen Fahrradcomputer oder eine Steuereinheit automatisch angepasst werden. Insbesondere wurden in letzter Zeit die vorderen und hinteren Umwerfer automatisiert.
Allgemein gesagt ist ein vorderer Umwerfer typischerweise am Sitzrohr des Fahrradrahmens oder der Tretlageraufnahme befestigt. Im Wesentlichen beinhaltet ein vorderer Umwerfer ein feststehendes Element oder ein Basiselement, das an einem Fahrradrahmen nicht-beweglich befestigt ist, und ein bewegliches Element, das so gelagert ist, dass es relativ zum feststehenden Element beweglich ist. Typischerweise ist das feststehende Element ein rohrförmiges Festspannelement, das am Sitzrohr befestigt ist. Das bewegliche Element weist typischerweise eine Kettenführung mit einem Paar von Käfigplatten auf, um mit einer Kette in Kontakt zu kommen und diese zwischen den vorderen Kettenrädern zu bewegen. Das bewegliche Element ist für gewöhnlich in einer gegebenen Richtung relativ zum feststehenden Element mittels einer Feder vorgespannt. Das bewegliche Element wird für gewöhnlich relativ zum feststehenden Element durch Einziehen und/oder Nachlassen eines Schaltsteuerkabels bewegt, das mit dem vorderen Umwerfer verbunden ist. Das bewegliche Element und das feststehende Element sind für gewöhnlich über Schwenkgelenkstücke untereinander verbunden. Bei einem manuell betätigten vorderen Umwerfer ist ein Steuerkabel mit einem der Schwenkgelenkstücke verbunden, um ein Drehmoment auf dieses aufzubringen, wodurch bewirkt wird, dass die Gelenkstücke den beweglichen Abschnitt bewegen. Das Steuerkabel ist am Gelenkstück in einer solchen Position befestigt, dass eine Betätigungskraft auf das Steuerkabel aufgebracht wird. Diese auf das Kabel wirkende Kraft wird in ein Schwenkdrehmoment des Gelenkstücks umgewandelt.
Ein motorbetriebener Fahrradumwerfer, wie dargestellt durch EP 1 010 613 A weist einen elektrisch angetriebenen Umwerfermotor und eine Getriebebaugruppe mit einer Abtriebswelle auf, die mit einem Umwerfergelenkgetriebe verbunden ist. Das Umwerfergelenkgetriebe ist mit eine Kettenführung funktionsmäßig verbunden. Die Drehbewegung der Abtriebswelle bewegt direkt das Umwerfergelenkgetriebe, so dass die Kettenführung in eine vorbestimmte Schaltposition bewegt wird. Die direkte Rotationsbewegung des Umwerfergelenkgetriebes mittels der Abtriebswelle erfordert vergleichsweise große Kräfte im Antriebsmotor und im Getriebestrang.
EP 1 310 423 A zeigt einen motorisierten Stellantrieb für ein Fahrradgangschaltungsbauelement. Ein Motor ist mit einer Getriebebaugruppe verbunden, die eine Abtriebswelle aufweist. Die Drehbewegung der Abtriebswelle wird verwendet, um ein Steuerkabel einzuziehen und nachzulassen, das mit einem Schaltmechanismus verbunden ist, der in eine vorbestimmte Schaltposition geschaltet werden soll. Die Transformation der Rotationsbewegung der Abtriebswelle auf ein Steuerkabel, das zum Schalten des Schaltmechanismus verwendet wird, ist kompliziert und könnte einen Defekt zur Folge haben.
Für Fachleute geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass ein Bedarf nach einer verbesserten motorisierten vorderen Fahrradumwerferbaugruppe besteht. Die Erfindung zielt auf diesen Mangel der Technik sowie weitere Mängel ab, wie für Fachleute aus der nachfolgenden Beschreibung klar hervorgeht.
INHALT DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine elektrische Umwerfermotoreinheit für eine motorisierte vordere Fahrradumwerferbaugruppe bereitzustellen, die zuverlässig ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine elektrische Umwerfermotoreinheit für eine motorisierte vordere Fahrradumwerferbaugruppe bereitzustellen, die dauerhaft ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine elektrische Umwerfermotoreinheit für eine motorisierte vordere Fahrradumwerferbaugruppe bereitzustellen, die relativ einfach und kostengünstig in Herstellung und Montage ist.
Die zuvor beschriebenen Ziele können dadurch erreicht werden, dass eine motorisierte Umwerferbaugruppe gemäß Anspruch 1 der Erfindung bereitgestellt wird. Die motorisierte Umwerferbaugruppe beinhaltet einen Umwerfermotor, einen Umwerfermotorträgereinrichtung, eine Abtriebswelle, ein Motorgelenkgetriebe, ein Umwerfergelenkgetriebe und eine Kettenführung. Die Umwerfermotorträgereinrichtung beinhaltet ein Umwerfermotorgehäuse, welches den Umwerfermotor trägt, und ein motorisiertes Umwerferbefestigungselement, das konfiguriert und angeordnet ist, um einen Befestigungskörper und einen Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt zu bilden. Die Abtriebswelle ist mit dem Umwerfermotor funktionsmäßig verbunden und an der Umwerfermotorträgereinrichtung drehbar gelagert. Die Abtriebswelle ist mit dem Motorgelenkgetriebe durch einen exzentrischen Antriebsstift verbunden, dessen Achse gegen eine Rotationsachse der Abtriebswelle versetzt ist. Das Umwerfergelenkgetriebe ist mit dem Motorgelenkgetriebe funktionsmäßig verbunden. Die Kettenführung ist mit dem Befestigungskörper durch ein Umwerfergelenkgetriebe beweglich verbunden, derart, dass das Umwerfergelenkgetriebe, das mit dem Motorgelenkgetriebe funktionsmäßig verbunden ist, die Kettenführung zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition bewegt, und zwar reagierend auf eine Bewegung des exzentrischen Antriebsstiftes um die Drehachse der Abtriebswelle.
Diese und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung gehen für Fachleute aus der folgenden detaillierten Beschreibung klar hervor, die in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend sei Bezug genommen auf die anliegenden Zeichnungen, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden. In diesen sind:
1 eine Seitenansicht eines Fahrrades, das mit einer motorisierten vorderen Umwerferbaugruppe gemäß der Erfindung ausgerüstet ist;
2 eine vergrößerte Seitenansicht des in 1 dargestellten motorisierten vorderen Umwerfers in einer niedrigen Schaltposition;
3 eine vergrößerte Vorderseitenansicht des in 1 und 2 dargestellten motorisierten vorderen Umwerfers in der niedrigen Schaltposition;
4 eine vergrößerte Ansicht von hinten des in 1 bis 3 dargestellten motorisierten vorderen Umwerfers in der niedrigen Position;
5 eine Draufsicht von oben des in 1 bis 4 dargestellten motorisierten hinteren Umwerfers in der niedrigen Schaltposition;
6 eine partielle Ansicht von hinten des in 1 bis 5 dargestellten motorisierten hinteren Umwerfers, wobei ein Abschnitt des Befestigungskörpers zu Darstellungszwecken ausgebrochen dargestellt ist;
7 eine Seitenansicht des motorisierten vorderen Umwerfers in der oberen Schaltposition;
8 eine Vorderseitenansicht des motorisierten vorderen Umwerfers in der oberen Schaltposition;
9 eine Ansicht von hinten des motorisierten vorderen Umwerfers in der oberen Schaltposition;
10 eine partielle Ansicht von hinten des hinteren Umwerfers, wobei ein Abschnitt des Befestigungskörpers zu Darstellungszwecken ausgebrochen dargestellt ist;
11 eine partielle Ansicht von hinten des motorisierten vorderen Umwerfers, wobei sich das Motorgelenkgetriebe in einer niedrigen Position befindet und das Umwerfergelenkgetriebe derart gehalten ist, dass die Kettenführung in einer oberen Position bleibt;
12 eine vordere perspektivische Ansicht des Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers für den in 1 bis 11 dargestellten vorderen Umwerfer gemäß der Erfindung;
13 eine perspektivische Ansicht von hinten des in 12 dargestellten Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers;
14 eine Vorderseitenansicht des in 12 und 13 dargestellten Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers;
15 eine Ansicht von hinten des in 12 bis 14 dargestellten Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers;
16 eine Ansicht von rechts des in 12 bis 15 dargestellten Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers;
17 eine Draufsicht des in 12 bis 16 dargestellten Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers;
18 eine Querschnittansicht des in 12 bis 17 dargestellten Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers, gesehen entlang Schnittlinie 18-18 von 15;
19 eine perspektivische Seitenansicht des rechten oder äußeren Gelenkstücks für den in 1 bis 11 dargestellten vorderen Umwerfer gemäß der Erfindung;
20 eine rechte Seitenansicht des in 19 dargestellten rechten Gelenkstücks;
21 eine Ansicht von hinten des in 19 und 20 dargestellten rechten Gelenkstücks;
22 eine Querschnittansicht des in 19 bis 21 dargestellten rechten Gelenkstücks, gesehen entlang Schnittlinie 22-22 von 21;
23 eine Ansicht von hinten des Motorgelenkstücks für den in 1 bis 11 dargestellten vorderen Umwerfer gemäß der Erfindung;
24 eine Längsschnittansicht des in 23 dargestellten Motorgelenkstücks, gesehen entlang Schnittlinie 24-24;
25 eine Stirnseitenansicht des in 23 und 24 dargestellten Motorgelenkstücks;
26 eine Seitenansicht eines Sicherheitsgelenkstücks für den in 1 bis 11 dargestellten vorderen Umwerfer gemäß der Erfindung;
27 eine Seitenansicht des in 26 dargestellten Sicherheitsgelenkstücks;
28 eine Ansicht von innen des in 26 und 27 dargestellten Sicherheitsgelenkstücks;
29 eine Ansicht von unten des in 26 bis 28 dargestellten Sicherheitsgelenkstücks gemäß der Erfindung;
30 eine Seitenansicht der Sicherheitsstückfeder für den in 1 bis 11 dargestellten vorderen Umwerfer gemäß der Erfindung;
31 eine Seitenansicht der in 30 dargestellten Sicherheitsstückfeder;
32 eine Axialansicht der Abtriebswelle für den in 1 bis 11 dargestellten vorderen Umwerfer gemäß der Erfindung;
33 eine Seitenansicht der in 32 dargestellten Abtriebswelle;
34 eine perspektivische Ansicht der Abtriebswelle mit an dieser montiertem Abtriebsgetriebe gemäß der Erfindung;
35 eine Seitenansicht der Abtriebswelle, und zwar mit an dieser montiertem Abtriebswellenzahnrad;
36 eine Vorderansicht der vorderen Umwerfermotoreinheit bei entfernter Abdeckung;
37 eine Vorderansicht der Motoreinheit, wobei die Abdeckung und die Schaltungsplatine zu Darstellungszwecken entfernt sind;
38 eine Vorderansicht der Motoreinheit, wobei die Abdeckung, die Schaltungsplatine und das Abtastrad entfernt sind, um den Antriebsstrang der Motoreinheit des vorderen Umwerfers darzustellen;
39 eine Ansicht von innen der Motorumhüllung oder des -gehäuses für die Motoreinheit des vorderen Umwerfers;
40 eine Ansicht von der Außenseite des in 39 dargestellten Gehäuses für die Motoreinheit des vorderen Umwerfers;
41 eine Seitenansicht des in 39 und 40 dargestellten Gehäuses für die Motoreinheit des vorderen Umwerfers;
42 eine Querschnittansicht des in 39 bis 41 dargestellten Gehäuses für die Motoreinheit des vorderen Umwerfers, gesehen entlang Schnittlinie 42-42 von 39;
43 eine vergrößerte partielle Querschnittansicht des unteren Abschnittes des Gehäuses der Motoreinheit des vorderen Umwerfers, wobei an dieser die Abtriebswelle und das Abtriebswellenzahnrad befestigt ist;
44 eine vordere perspektivische Ansicht der Abdeckung der Motoreinheit des vorderen Umwerfers;
45 eine Vorderansicht der in 44 dargestellten Abdeckung für die Motoreinheit des vorderen Umwerfers;
46 eine Ansicht von innen her der in 44 und 45 dargestellten Abdeckung für die Motoreinheit des vorderen Umwerfers;
47 eine Querschnittansicht der Abdeckung für die Motoreinheit des vorderen Umwerfers;
48 eine vergrößerte Seitenansicht eines motorisierten vorderen Umwerfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
49 eine vergrößerte Ansicht von hinten des in 48 dargestellten vorderen Umwerfers in der unteren Position;
50 eine vergrößerte Ansicht von hinten des in 48 und 49 dargestellten motorisierten vorderen Umwerfers in der unteren Position und bei entfernter rückwärtiger Abdeckung;
51 eine vergrößerte Ansicht von hinten des in 48 und 49 dargestellten motorisierten vorderen Umwerfers in der oberen Position und bei entfernter rückwärtiger Abdeckung;
52 eine vordere perspektivische Ansicht des Befestigungselementes des motorisierten vorderen Umwerfers für den in 48 bis 51 dargestellten vorderen Umwerfer gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
53 eine Vorderseitenansicht des in 52 dargestellten Befestigungselementes des vorderen Umwerfers;
54 eine Ansicht von hinten des in 52 und 53 dargestellten Befestigungselementes des vorderen Umwerfers;
55 eine Ansicht von rechts des in 52 bis 54 dargestellten Befestigungselementes des vorderen Umwerfers;
56 eine Ansicht von hinten der rückwärtigen Abdeckung für den in 48 bis 51 dargestellten motorisierten vorderen Umwerfer gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
57 eine perspektivische Ansicht von hinten der in 56 dargestellten rückwärtigen Abdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
58 eine Vorderansicht der in 56 und 57 dargestellten rückwärtigen Abdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
59 eine Querschnittansicht der in 56 und 57 dargestellten rückwärtigen Abdeckung, gesehen entlang Schnittlinie 59-59 von 58;
60 eine perspektivische Ansicht von hinten der Zwischenabdeckung für den in 48 bis 51 dargestellten motorisierten vorderen Umwerfer gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
61 eine Seitenansicht von links der in 60 dargestellten Zwischenabdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
62 eine Ansicht von hinten der in 60 und 61 dargestellten Zwischenabdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
63 eine Ansicht von rechts der in 60 bis 62 dargestellten Zwischenabdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
64 eine Aufsicht auf die Unterseite der in 60 bis 62 dargestellten Zwischenabdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
65 eine Ansicht von hinten der vorderen Abdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
66 eine Ansicht von rechts der vorderen Abdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
67 eine Vorderansicht der vorderen Abdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
68 eine perspektivische Ansicht von hinten der vorderen Abdeckung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
69 eine diagrammartige Ansicht des Antriebsstrangs, der zwischen dem Motor und der Abtriebswelle verbunden ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
70 eine Ansicht von hinten der Abtriebswelle gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
71 eine Ansicht von rechts der Abtriebswelle gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
72 eine Vorderansicht der Abtriebswelle gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
73 eine Querschnittansicht der Abtriebswelle gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung gesehen entlang Schnittlinie 73-73 von 72;
74 eine Vorderansicht der Motoreinheit, die in dem Befestigungselement für den motorisierten vorderen Umwerfer montiert ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
75 eine Vorderansicht der Motoreinheit, die in dem Befestigungselement für den motorisierten vorderen Umwerfer montiert ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei Abschnitte der Trägerstruktur für die Motoreinheit zu Darstellungszwecken ausgebrochen dargestellt sind;
76 eine Ansicht von hinten der Verbindung zwischen der Motoreinheit und dem Motorgelenkgetriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei Abschnitte der Trägerstruktur für die Motoreinheit zu Darstellungszwecken ausgebrochen dargestellt sind;
77 eine perspektivische Draufsicht der unteren Getriebeträgereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
78 eine Draufsicht der unteren Getriebeträgereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
79 eine Querschnittansicht der unteren Getriebeträgereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, gesehen entlang Schnittlinie 79-79 von 78;
80 eine Ansicht von hinten der Schaltungsplatine gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
81 eine axiale Ansicht der obere/untere Bürsten aufweisenden Abtasteinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
82 eine Seitenansicht der obere/untere Bürsten aufweisenden Abtasteinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausgewählte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Für Fachleute geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung lediglich zu Darstellungszwecken dient und nicht dem Zweck einer Einschränkung der Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.
Zu Anfang Bezug nehmend auf 1 ist ein Fahrrad 10 dargestellt, das mit einer motorisierten vorderen Umwerferbaugruppe 12 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist. Das Fahrrad 10 beinhaltet weiter einen Fahrradrahmen 14, der ein Sitzrohr 16 aufweist, wobei die motorisierte vordere Umwerferbaugruppe 12 am Sitzrohr 16 mittels eines Beschlags 18 und Befestigungseinrichtungen oder Bolzen 19 befestigt ist, wie aus 1 bis 5 zu ersehen. Der vordere Umwerfer 12 wird in herkömmlicher Weise durch eine elektronische Schalteinheit 20 betrieben, die mit einer elektrischen Steuervorrichtung über ein elektrisches Schaltkabel verbunden ist, um eine Kette 21 zwischen mindestens zwei Kettenrädern 22 und 23 des Fahrradantriebsstrangs 24 zu bewegen. Jede Steuervorrichtung ist vorzugsweise mit einem Paar von Schaltknöpfen ausgerüstet, die mit der elektronischen Schalteinheit 20 funktionsmäßig verbunden sind, vorzugsweise gemäß U.S.-Patent Nr. 6,073,730 (übertragen an Shimano, Inc.) und U.S.-Patent Nr. 6,212,078 (übertragen an Shimano, Inc.).
Da diese Teile des Fahrrades 10 in der Technik allgemein bekannt sind, werden diese Teile hier nicht detailliert erörtert oder dargestellt, außer wenn sie zur Verwendung in Verbindung mit der Erfindung modifiziert wurden. Außerdem können verschiedene herkömmliche Fahrradteile, die hier nicht erläutert und/oder dargestellt sind, ebenfalls in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden.
Die motorisierte vordere Umwerferbaugruppe 12 beinhaltet im Wesentlichen eine motorisierte vordere Umwerfereinheit 31, ein motorisiertes vorderes Umwerferbefestigungselement 32, eine Motoreinheit 33 des vorderen Umwerfers und ein Motorgelenkgetriebe 34. Die motorisierte vordere Umwerfereinheit 31, die Motoreinheit 33 des vorderen Umwerfers und das Motorgelenkgetriebe 34 sind alle am Befestigungselement 32 des motorisierten vorderen Umwerfers montiert, das konfiguriert und angeordnet ist, um die motorisierte Umwerferbaugruppe 12 mit dem Sitzrohr 16 des Fahrradrahmens 14 fest zu verbinden.
Wie später noch detaillierter erläutert wird, ist die motorisierte vordere Umwerferbaugruppe 12 aufgebaut, um sich zwischen mindestens einer unteren Schaltposition, wie dargestellt in 1 bis 6, und einer oberen Schaltposition, wie dargestellt in 7 bis 10, zu bewegen. Außerdem ist, wie in 11 dargestellt, das Motorgelenkgetriebe 34 mit einer Umwerfer-Schutzanordnung gestaltet, derart, dass die Umwerfermotoreinheit 33 betätigt werden kann, sogar wenn die motorisierte vordere Umwerfereinheit 32 blockiert wird. Die grundlegende Funktionsweise des Schaltens der Kette 21 ist relativ herkömmlich, und wird daher hier nicht detailliert dargestellt.
Wie am besten aus 1 bis 11 zu ersehen, beinhaltet die vordere Umwerfereinheit 31 im Wesentlichen eine Kettenführung 40, ein Umwerfergelenkgetriebe 41 und einen Befestigungskörper 42, der Teil des Befestigungselementes 32 ist, wie später noch erläutert wird. Das Umwerfergelenkgetriebe 41 bildet, zusammen mit der Kettenführung 40 und dem Befestigungskörper 41, vorzugsweise ein Viergelenkgetriebe, das die seitliche Bewegung der Kettenführung 40 steuert. Das Umwerfergelenkgetriebe 41 ist so konfiguriert und angeordnet, dass es funktionsmäßig zwischen dem Befestigungskörper 42 und der Kettenführung 40 verbunden ist, und zwar für eine seitliche Bewegung der Kettenführung 40 zwischen mindestens einer oberen Schaltposition und einer unteren Schaltposition, d. h. mindestens ersten und zweiten Schaltpositionen. Insbesondere ist die Kettenführung 40 mit dem Befestigungskörper 42 über ein Umwerfergelenkgetriebe 41 beweglich verbunden, das mit dem Motorgelenkgetriebe 34 funktionsmäßig verbunden ist, um die Kettenführung 40 zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition zu bewegen, reagierend auf eine Betätigung der vorderen Umwerfermotoreinheit 33. Diese seitliche Bewegung der Kettenführung 40 bewirkt, dass die Kette 21 zwischen den Kettenrädern 22 und 23 des Fahrradantriebsstrangs 24 umgeschaltet wird.
Die Kettenführung 40 ist vorzugsweise aus einem harten steifen Material aufgebaut. Beispielsweise ist die Kettenführung 40 vorzugsweise aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise einem steifen Blech aufgebaut, das in die gewünschte Form gebogen ist. Wie am besten aus 3, 4, 8 und 9 zu ersehen, weist die Kettenführung 40 erste und zweite Schaltschwenkpunkte P₁ bzw. P₂ auf, um das Umwerfergelenkgetriebe 41 an der Kettenführung 40 schwenkbar zu befestigen. Insbesondere verbinden die Schwenkstifte 43 und 44 die Kettenführung 40 schwenkbar mit dem Umwerfergelenkgetriebe 41. Die Kettenführung 40 weist einen Kettenaufnahmeschlitz auf, der durch ein Paar von vertikalen Schaltplatten 40a und 40b gebildet ist. Die vertikalen Schaltplatten 40a und 40b sind ausgebildet, um mit der Kette 21 in Eingriff zu kommen, und bewegen somit die Kette 21 im Wesentlichen in Richtung quer zum Fahrrad 10. Die Schaltplatten 40a und 40b sind miteinander durch ein Paar von Platten 40c und 40d verbunden. Die obere Platte 40c ist zwischen den Schaltplatten 40a und 40b integral ausgebildet. Das eine Ende der unteren Platte 40d ist mit der äußeren Schaltplatte 40b integral ausgebildet, und deren anderes Ende ist an der inneren Schaltplatte 40a mittels einer Befestigungseinrichtung wie beispielsweise einer Schraube oder einer Niete befestigt.
Das Umwerfergelenkgetriebe 41 beinhaltet im Wesentlichen ein erstes oder äußeres Gelenkstück 45 und ein zweites oder inneres Gelenkstück 46, deren erste Enden mit dem Befestigungskörper 42 schwenkbar verbunden sind und deren zweite Enden mit der Kettenführung 40 schwenkbar verbunden sind. Speziell weist das erste Gelenkstück 45 in erstes Ende 45a, das mit einem ersten festen Schwenkpunkt P₃ des Befestigungskörpers 42 mittels eines Schwenkstiftes 47 schwenkbar verbunden ist, und ein zweites Ende 45b auf, das mit dem ersten verschobenen Schwenkpunkt P₁ der Kettenführung 40 mittels des Schwenkstiftes 43 schwenkbar verbunden ist. In ähnlicher Weise weist das zweite Gelenkstück 46 ein erstes Ende 46a, das mit einem zweiten festen Schwenkpunkt P₄ des Befestigungskörpers 42 mittels eines Schwenkstiftes 48 schwenkbar verbunden ist, und ein zweites Ende 46b auf, das mit dem zweiten verschobenen Schwenkpunkt P₂ der Kettenführung 40 mittels des Schwenkstiftes 44 schwenkbar verbunden ist.
Wie aus der vorhergehenden Erörterung klar hervorgeht, ist das Umwerfergelenkgetriebe 41 vorzugsweise ein Viergelenkgetriebe, das durch das erste äußere Gelenkstück 45, das zweite oder innere Gelenkstück 46, den Abschnitt der Kettenführung 40, die sich zwischen den ersten und zweiten verschobenen Schwenkpunkten P₁ und P₂ erstreckt, und den Abschnitt des Befestigungskörpers 42 ausgebildet ist, der sich zwischen den ersten und zweiten festen Schwenkpunkten P₃ und P₄ erstreckt. Somit sind die Schwenkachsen der Schwenkpunkte P₁, P₂, P₃ und P₄ alle im Wesentlichen parallel zueinander.
Wenn das Umwerfergelenkgetriebe 41 die Kettenführung 40 in ihrer am weitesten ausgefahrenen Position hält, befindet sich die Kettenführung 40 über dem am weitesten außen befindlichen Kettenrad 22, d. h. dem am weitesten vom Sitzrohr 16 befindlichen Kettenrad. Wenn das Umwerfergelenkgetriebe 41 die Kettenführung 40 in ihrer am weitesten eingezogenen Position erhält, befindet sich die Kettenführung 40 oberhalb des am weitesten innen befindlichen Kettenrades, d. h. dem am nächsten zum Sitzrohr 16 befindlichen Kettenrad. Diese Bewegungen der Kettenführung 40 und des Umwerfergelenkgetriebes 41 werden durch die Schalteinheit gesteuert.
Das erste oder äußere Gelenkstück 45 beinhaltet zwei Gewindebohrungen 45c und 45d, die eine obere Positionseinstellschraube 49 und eine untere Positionseinstellschraube 50 aufnehmen. Die zwei Gewindebohrungen 45c und 45d des ersten oder äußeren Gelenkstücks 45 und die Einstellschrauben 49 und 50 bilden eine mechanische Einstellvorrichtung, mittels der die oberen und unteren Positionen der Kettenführung 40 fein angepasst werden. Somit ist die mechanische Einstellvorrichtung konfiguriert und angeordnet, um die ersten und zweiten Schaltpositionen der Kettenführung 40 relativ zum Befestigungskörper 42 zu verändern. Mit anderen Worten ist die erste oder untere Einstellschraube 50 konfiguriert und angeordnet, um die erste oder untere Schaltposition der Kettenführung 40 relativ zum Befestigungskörper 52 zu verändern, hingegen ist die zweite oder obere Einstellschraube 49 konfiguriert und angeordnet, um die zweite oder obere Schaltposition der Kettenführung 40 relativ zum Befestigungskörper 42 zu verändern. Zwar sind die Einstellschrauben 49 und 50 am ersten oder äußeren Gelenkstück 45 angebracht, jedoch geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die Einstellschrauben 49 und 50 an einem beliebigen Element der folgenden und zwar dem Befestigungskörper 42, der Kettenführung 40 und den Gelenkstücken 45 und 46 angebracht sein kann, wobei ein freies Ende der Einstellschraube entweder mit dem Befestigungskörper 42 oder der Kettenführung 40 oder den Gelenkstücken 45 und 46 des Motorgelenkgetriebes 34 in Kontakt kommt, mit welchem die Einstellschraube jeweils nicht durch Verschrauben verbunden ist. Auch geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass eine Einstellschraube entweder mit dem Motorgelenkgetriebe 34 oder dem Umwerfergelenkgetriebe 41 verschraubbar verbunden sein kann, wobei ein freies Ende der Einstellschraube jeweils entweder mit dem Motorgelenkgetriebe 34 oder dem Umwerfergelenkgetriebe 41 in Kontakt kommt, mit dem die Einstellschraube jeweils nicht durch Verschrauben verbunden ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die erste und untere Einstellschraube 50 konfiguriert und angeordnet, um die erste oder untere Schaltposition der Kettenführung 40 relativ zum Befestigungskörper 42 mittels des freien Endes der mit dem Befestigungskörper 42 in Kontakt kommenden unteren Einstellschraube 50 zu verändern, wohingegen die zweite oder obere Einstellschraube 49 konfiguriert und angeordnet ist, um die zweite oder obere Schaltposition der Kettenführung 40 relativ zum Befestigungskörper 42 mittels des freien Endes der mit dem Motorgelenkgetriebe 34 in Kontakt kommenden oberen Einstellschraube 49 zu verändern, wie später noch erläutert wird.
Wie am besten aus 12 bis 18 zu ersehen, beinhaltet das motorisierte vordere Umwerferbefestigungselement 32 im Wesentlichen einen Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 51, einen vorderen Umwerferbefestigungsabschnitt 52 und einen Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53. Der Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 51, der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 52 und der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53 sind integral als einstückiges unitäres Element ausgebildet. Der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 52 und der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53 bilden eine Umwerfermotor-Trägerstruktur.
Der Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 51 ist konfiguriert und angeordnet, um mit dem Sitzrohr 16 des Fahrradrahmens 14 mittels des Beschlages 18 verbunden zu werden. Der Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 51 beinhaltet einen Vorsprung 54, der von einer ersten Seite des motorisierten vorderen Umwerferbefestigungselementes 32 zu einem freien Ende nach außen vorsteht, das eine gekrümmte Vorderfläche 54a mit einer Gewindebohrung 54b bildet. Die gekrümmte Vorderfläche 54a ist konfiguriert und angeordnet, um mit einem entsprechenden gekrümmten Abschnitt des Beschlages 18 in Kontakt zu kommen, derart, dass das motorisierte vordere Umwerferbefestigungselement 32 nicht relativ zum Beschlag 18 rotiert werden kann. Eine der Befestigungseinrichtungen oder Bolzen 19 ist in die Gewindebohrung 54b des Fahrradrahmen-Befestigungsabschnittes 51 eingeschraubt, hingegen sind die anderen zwei Befestigungseinrichtungen oder Bolzen 19 in die im Sitzrohr 16 ausgebildeten Gewindebohrungen eingeschraubt, derart, dass das motorisierte vordere Umwerferbefestigungselement 32 am Fahrradrahmen 14 mittels des Beschlages 118 befestigt ist.
Der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 52 ist konfiguriert und angeordnet, um mit einem Umwerfergelenkgetriebe 41 einer vorderen Umwerfereinheit 31 verbunden zu werden. Insbesondere weist der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 52 erste und zweite Gelenkstückträgerteile 52a und 52b auf, die konfiguriert und angeordnet sind, um einen Gelenkstückaufnahmeraum zwischen sich zu begrenzen, um die ersten und zweiten Gelenkstücke 45 und 46 aufzunehmen. Somit sind die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteile 52a und 52b konfiguriert und angeordnet, um den vorderen Umwerferbefestigungskörper 42 zu bilden. Die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteiles 52a und 52b beinhalten jeweils ein erstes Schwenkstift-Befestigungsloch 52c, welches die erste Schwenkachse des ersten festen Schwenkpunktes P₂ bildet, und ein zweites Schwenkstift-Befestigungsloch 52d, welches den zweiten feststehenden Schwenkpunkt P₄ bildet. Die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteile 52a und 52b sind derart konfiguriert und angeordnet, dass die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteile 52a und 52b bei den ersten Schwenkstift-Befestigungslöchern 52c einen unterschiedlichen Abstand als die zweiten Schwenkstift-Befestigungslöcher 52d aufweisen, um die unterschiedlichen Größen der ersten und zweiten Gelenkstücke 45 und 46 unterzubringen. Die zweite Schwenkachse des zweiten festen Schwenkpunktes P₄ ist im Wesentlichen parallel zur ersten Schwenkachse des ersten festen Schwenkpunktes P₃. Die erste Schwenkachse der zweiten Schwenkstift-Befestigungslöcher 52d, die den zweiten festen Schwenkpunkt P₄ definiert, verläuft durch die Gewindebohrung 54b hindurch, wie am besten aus 8 zu ersehen.
Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53 ist konfiguriert und angeordnet, um mit der vorderen Umwerfermotoreinheit 33 verbunden zu werden. Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53 beinhaltet eine Mehrzahl (drei) von Gewindebohrungen 53a, die eine Mehrzahl von Befestigungsteilen des Motoreinheit-Befestigungsabschnittes 53 bilden. Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53 beinhaltet auch eine Abtriebswellenaussparung 53b, deren Mittelachse im Wesentlichen parallel zu den Schwenkachsen der ersten und zweiten festen Schwenkpunkte P₃ und P₄ des vorderen Umwerferbefestigungsabschnittes 52 verläuft. Die Abtriebswellenaussparung 53b des Motoreinheit-Befestigungsabschnittes 53 ist ein Loch, das von Material des Motoreinheit-Befestigungsabschnittes 53 umgeben ist. Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53 beinhaltet weiter ein Stiftbefestigungsloch 53c, in dem ein Federbefestigungsstift 55 montiert ist.
Nachfolgend Bezug nehmend auf 2, 7 und 36 bis 47 beinhaltet die vordere Umwerfermotoreinheit 33 im Wesentlichen eine Umwerfermotoreinheit-Trägerstruktur 61 (2, 7, 36 und 39 bis 47), einen Umwerfermotor 62 (37 und 38), einen Motorantriebsstrang 63 (37 und 38), und eine Positionssteuervorrichtung 64 (36 und 37). Die vordere Umwerfermotoreinheit 33 ist am Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 53 angebracht, der eine Umwerfermotorträgereinrichtung bildet. Die vordere Umwerfermotoreinheit 33 ist mit der Kettenführung 40 mittels des Motorgelenkgetriebes 34 und des Umwerfergelenkgetriebes 41 funktionsmäßig verbunden. Somit bewirkt ein Betreiben der vorderen Umwerfermotoreinheit 33 durch die Schalteinheit 20, dass die Kettenführung 40 zwischen den unteren und oberen Schaltpositionen verschoben wird.
Die Umwerfermotoreinheit-Trägerstruktur 61 beinhaltet im Wesentlichen ein Motoreinheit-Gehäuse 71 (39 bis 43) und eine Motoreinheit-Abdeckung 72 (44 bis 47). Das Gehäuse 71 und die Abdeckung 72 sind konfiguriert und angeordnet, um den Umwerfermotor 62 und den Motorantriebsstrang 63 zu umhüllen und zu tragen. Vorzugsweise sind das Gehäuse 71 und die Abdeckung 72 aus einem steifen Material von geringem Gewicht aufgebaut, beispielsweise einem harten Kunststoffmaterial.
Wie aus 37 bis 39 zu ersehen, beinhaltet das Gehäuse 71 eine Aussparung 71a, in der die vordere Umwerfermotoreinheit 33 aufgenommen und getragen wird. Das Gehäuse 71 beinhaltet auch ein Paar von Getriebewel len-Trägerbohrungen 71b und 71c und eine Abtriebswellenbohrung 71d, die konfiguriert und angeordnet sind, um den Motorantriebsstrang 63 zu tragen.
Wie aus 38 zu ersehen, ist der Umwerfermotor 62 am Gehäuse 71 der Umwerfermotoreinheit-Trägerstruktur 61 angebracht. Der Umwerfermotor 62 ist ein elektrischer Reversiermotor, der durch eine Batterie oder einen Generator mit elektrischem Strom versorgt wird. Der Umwerfermotor 62 ist mit der Schalteinheit 20 durch ein elektrisches Kabel verbunden sowie mit einer Stromquelle (Batterie oder Generator) durch ein weiteres elektrisches Kabel verbunden. Der Umwerfermotor 62 weist eine Antriebswelle 75 auf, die mit dem Motorantriebsstrang 63 funktionsmäßig verbunden ist. Elektrische Reversiermotoren, wie beispielsweise der Umwerfermotor 62, sind allgemein bekannt. Daher wird der Umwerfermotor 62 hier nicht detailliert erörtert oder dargestellt.
Wie aus 37 und 38 zu ersehen, beinhaltet der Motorantriebsstrang 63 im Wesentlichen eine Schneckentrieb 81, ein erstes Zwischenzahnrad 82, ein zweites Zwischenzahnrad 83 und ein Abtriebszahnrad 84. Das Abtriebszahnrad 84 ist an einer Abtriebswelle 85 angebracht. Der Motorantriebsstrang 63 überträgt eine Drehbewegung der Antriebswelle 75 des Umwerfermotors 62 auf das Motorgelenkgetriebe 34 über die Abtriebswelle 85. Insbesondere ist der Schneckentrieb 81 an der Antriebswelle 75 des Umwerfermotors 62 angebracht, wobei die spiralige Verzahnung des Schneckentriebs 81 mit einem ersten Satz von Zähnen des ersten Zwischenzahnrades 82 in Eingriff ist. Das erste Zwischenzahnrad 82 weist einen zweiten Satz von Zähnen auf, der mit einem ersten Satz von Zähnen des zweiten Zwischenzahnrades 83 in Eingriff ist, der wiederum einen zweiten Satz von Zähnen aufweist, der mit den Zähnen des Abtriebszahnrades 84 in Eingriff ist. Das Abtriebszahnrad 84 ist an der Abtriebswelle 85 montiert, die ihrerseits mit dem Motorgelenkgetriebe 34 verbunden ist. Somit ist der Motorantriebsstrang 63 zwischen der Antriebswelle 75 des Umwerfermotors 62 und der Abtriebswelle 85 angeordnet.
Wie aus 43 zu ersehen, ist die Abtriebswelle 85 im Abtriebswellenloch 71d des Gehäuse 71 durch ein Lager 86 drehbar gelagert. Selbstverständlich geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass das Lager 86, anstatt am Gehäuse 71, am Befestigungselement 32 des motorisierten Umwerfers montiert sein kann, derart, dass die Abtriebswelle 85 am Befestigungselement 32 des motorisierten Umwerfers drehbar gelagert ist. In jedem Fall ist die Abtriebswelle 85 konfiguriert und angeordnet, um sich um eine Drehachse A₁ zwischen einer ersten Drehposition und einer zweiten Drehposition, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, durch eine Rotation der Abtriebswelle 75 des Umwerfermotors 62 zu drehen. Die Abtriebswelle 85 beinhaltet einen exzentrischen Antriebsstift 85a, der eine Achse A₂ aufweist, die gegen eine Rotationsachse A₁ der Antriebswelle 85 versetzt ist.
Wie aus 36 und 37 zu ersehen, beinhaltet die Positionssteuervorrichtung 64 im Wesentlichen eine Schaltungsplatine 87, ein Positionsabtastelement 88, eine Photounterbrechereinrichtung oder Lichtschranke 89 und eine obere/untere Bürsten aufweisende Abtasteinrichtung 90. Die Schaltungsplatine 87 weist eine Mehrzahl von elektrischen Schaltungen auf, die auf dieser in herkömmlicher Weise ausgebildet sind, um den Betrieb des Umwerfermotors 62 mittels der Schalteinheit 20 zu steuern. Insbesondere weist die Schaltungsplatine 87 eine elektrische Kontaktplatte auf, wobei elektrische Kontaktbürsten 87a, 87b und 87c mit dieser in freitragender Weise verbunden sind. Diese Bürsten 87a, 87b und 87c kommen mit der obere/untere Bürsten aufweisenden Abtasteinrichtung 90 in Kontakt, der am Abtriebszahnrad 84 angebracht ist. Mit anderen Worten rotiert die obere/untere Bürsten aufweisende Abtasteinrichtung 90 gemeinsam mit dem Abtriebszahnrad 84. Die Bürsten 87a, 87b und 87c kommen wahlweise mit drei elektrischen Kontakten in Kontakt. Mit anderen Worten arbeiten die Bürsten 87a, 87b und 87c mit den Kontakten 90a, 90b und 90c zusammen, um einen elektrischen Stromkreis zu schließen, mit dem der Umwerfermotor 82 entweder in der ersten Drehrichtung oder der zweiten (entgegengesetzten) Drehrichtung an getrieben wird. Die Position der Abtriebswelle 85 wird unter Verwendung des Positionsabtastelementes 88 und der Lichtschranke 89 bestimmt. Das Positionsabtastelement 88 ist am ersten Zwischenzahnrad 82 angebracht, derart, dass sich die Positionsabtasteinrichtung 88 mit diesem dreht. Das Positionsabtastelement 88 ist mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Öffnungen versehen, die durch die Lichtschranke 89 erfasst werden. Mit anderen Worten tastet die Lichtschranke 89 die Öffnungen im Positionsabtastelement 88 ab, um die Relativposition des ersten Zwischenzahnrades 82 zu bestimmen. Da die Position des ersten Zwischenzahnrades 82 in direktem Bezug zur Position der Abtriebswelle 85 steht, kann die Position der Abtriebswelle 85 ohne Weiteres bestimmt werden. Daher kann die Schalteinheit 20 die Position der Kettenführung 40 basierend auf der Relativposition des ersten Zwischenzahnrades 82 bestimmen.
Erneut Bezug nehmend auf 1 bis 11, beinhaltet das Motorgelenkgetriebe 34 im Wesentlichen ein Antriebs- oder Motorgelenkstück 91, ein Sicherheitsgelenkstück 82, ein Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 und ein Positionsvorspannelement 94. Das Sicherheitsgelenkstück 92 und das Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 bilden eine Blockierschutzanordnung. Das Motorgelenkgetriebe 34 ist zwischen dem exzentrischen Antriebsstift 85a der Abtriebswelle 85 und dem Umwerfergelenkgetriebe 41 funktionsmäßig verbunden. Diese Blockierschutzanordnung ist konfiguriert und angeordnet, um sich zwischen einem Kraftübertragungszustand und einem Kraftumgehungszustand (Override) zu bewegen.
Wie aus 4, 6, 9, 10 und 11 zu ersehen, ist das Antriebsgelenkstück 91 relativ zur Abtriebswelle 85 und dem Umwerfergelenkgetriebe 41 konfiguriert und angeordnet, um die Kettenführung 40 zwischen der ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition umzuschalten. Das Antriebsgelenkstück 91 weist, wie insbesondere aus 23 bis 25 zu ersehen, ein erstes Antriebsgelenkstückende 91a und ein zweites Antriebsgelenkstückende 91b auf. Das erste Antriebsgelenkstückende 91a ist am exzentrischen Antriebsstift 85a der Abtriebswelle 85 angebracht, derart, dass der exzentrische Antriebsstift 85a innerhalb der im ersten Antriebsgelenkstückende 91a ausgebildeten Löcher rotieren kann. Das zweite Antriebsgelenkstückende 91b ist mit dem Sicherheitsgelenkstück 92 mittels eines Schwenkstiftes 95 schwenkbar verbunden. Somit wird, wenn die Abtriebswelle 85 rotiert wird, das Antriebsgelenkstück 91 bewegt oder verschoben. Die Längsachse L des Antriebsgelenkstücks 91 erstreckt sich zwischen den ersten und zweiten Antriebsgelenkstückenden 91a und 91b. Die Längsachse L des Antriebsgelenkstücks 91 weist eine erste Orientierung auf (4 und 6), wenn sich die Kettenführung 40 in der ersten Schaltposition befindet, und eine zweite Orientierung auf (9 und 10), wenn sich die Kettenführung 40 in der zweiten Schaltposition befindet, wobei die ersten und zweiten Orientierungen der Längsachse L des Antriebsgelenkstücks 91 um weniger als 45° verändert sein.
Wie am besten aus 26 bis 29 zu ersehen, weist das Sicherheitsgelenkstück 92 vorzugsweise ein erstes Sicherheitsgelenkstückende 92a, ein zweites Sicherheitsgelenkstückende 92b und eine Steuerungs- oder Anschlagwange 92c auf. Das erste Sicherheitsgelenkstückende 92a des Sicherheitsgelenkstückes 92 ist mit dem zweiten Antriebsgelenkstückende 91b des Antriebsgelenkstücks 91 mittels des Schwenkstiftes 95 schwenkbar verbunden. Das zweite Sicherheitsgelenkstückende 92b ist mit dem ersten oder äußeren Gelenkstück 45 des Umwerfergelenkgetriebes 41 funktionsmäßig verbunden. Die Steuerungs- oder Anschlagwange 92c erstreckt sich vom zweiten Sicherheitsgelenkstückende 92b aus und ist angeordnet, um mit der oberen Einstellschraube 49 in Kontakt zu kommen, wenn das Motorgelenkgetriebe 34 zur oberen Schaltposition angetrieben wird, wie aus 10 zu ersehen. Somit ist die zweite oder obere Einstellschraube 49 konfiguriert und angeordnet, um die zweite oder obere Schaltposition der Kettenführung 40 relativ zum Befestigungskörper 42 zu verändern, und zwar dadurch, dass das freie Ende der oberen Einstellschraube 49 mit der Steuerungs- oder Anschlagwange 92c des Sicherheitsgelenkstücks 92 in Kontakt kommt.
Beim Einstellen der vorderen Umwerfereinheit 31 wird die vordere Umwerfereinheit 31 am Rahmen 12 mittels des Befestigungselementes 32 des motorisierten vorderen Umwerfers und mittels des Beschlages 18 montiert. Dann wird die obere Schaltposition durch Einstellen der oberen Einstellschraube 49 so eingestellt, dass die Kettenführung 40 oberhalb des vorderen Kettenrades 22 angeordnet ist. Dieses Einstellen der oberen Schaltposition bewirkt, dass sich die relative Orientierung zwischen dem äußeren Gelenkstück 46 und dem Sicherheitsgelenkstück 92 ändert. Insbesondere ändert das Einstellen der oberen Einstellschraube 49 die relative Orientierung zwischen dem äußeren Gelenkstück 46 und dem Sicherheitsgelenkstück 92 dadurch, dass der Vorspannkraft des Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelementes 93 entgegengewirkt wird, d. h. das Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 zusammengedrückt wird. Sobald die obere Schaltposition eingestellt wurde, wird auch die untere Schaltposition durch Einstellen der oberen Einstellschraube 49 eingestellt, da sich die Kettenführung 40 mit dem äußeren Gelenkstück 46 bewegt. Somit wird als Nächstes die untere Position unter Verwendung der unteren Einstellschraube 50 eingestellt, die mit dem Befestigungskörper 4 in Kontakt kommt, derart, dass die Kettenführung 40 oberhalb des kleinen vorderen Kettenrades 23 angeordnet ist. Mit anderen Worten verändert das Einstellen der unteren Einstellschraube 50 die relative Orientierung zwischen dem äußeren Gelenkstück 46 und dem Sicherheitsgelenkstück 92, wenn die Kettenführung 40 oberhalb des vorderen Kettenrades 23 angeordnet ist, dadurch, dass der Vorspannkraft des Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelementes 93 weiter entgegengewirkt wird, d. h. das Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 weiter zusammengedrückt wird.
Wie am besten aus 30 und 31 zu ersehen, ist das Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 vorzugsweise eine Torsionsfeder, die einen ge wendelten Abschnitt 93a, einen ersten Schenkelabschnitt 93b und einen zweiten Schenkelabschnitt 93c aufweist. Der gewendelte Abschnitt 93a ist um den Schwenkstift 47 herum angeordnet, der das Sicherheitsgelenkstück 92 mit dem ersten oder äußeren Gelenkstück 45 verbindet. Der erste Schenkelabschnitt 93b des Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelementes 93 kommt mit dem Sicherheitsgelenkstück 92 in Eingriff, hingegen ist der zweite Schenkelabschnitt 93b mit dem ersten oder äußeren Gelenkstück 45 des Umwerfergelenkgetriebes 41 in Kontakt. Somit ist das Sicherheitsgelenkstück 92 im Gegenuhrzeigersinn um den Schwenkstift 97 vorgespannt, bei Betrachtung von der Rückseite des Umwerfers her. In ähnlicher Weise ist das erste oder äußere Gelenkstück 45 ebenfalls im Uhrzeigersinn um den Schwenkstift 47 vorgespannt, bei Betrachtung von der Rückseite des Umwerfers her. Mit anderen Worten ist das Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 konfiguriert und angeordnet, um eine Vorspannkraft aufzubringen, die normalerweise eine im Wesentlichen starre Verbindung zwischen dem Antriebsgelenkstück 91 und dem Umwerfergelenkgetriebe 41 aufrechterhält. Demgemäß ist das Sicherheitsgelenkstück 92 mit dem Umwerfergelenkstück 41 schwenkbar verbunden, und das Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 ist zwischen dem Sicherheitsgelenkstück 92 und dem Umwerfergelenkstück 41 funktionsmäßig verbunden, um das Sicherheitsgelenkstück 92 aus dem Kraft-Umgehungzustand in den Kraft-Übertragungszustand vorzuspannen, derart, dass eine normalerweise im Wesentlichen starre Verbindung zwischen dem Sicherheitsgelenkstück und dem Umwerfergelenkgetriebe 41 aufrechterhalten wird.
Somit erfolgt, wie aus 11 zu ersehen, wenn die Kettenführung 40 in der oberen Position blockiert und das Motorgelenkgetriebe 34 durch die Abtriebswelle 85 zu einer unteren Schaltposition hin angetrieben wird, ein Rotieren des Sicherheitsgelenkstücks 92 im Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 47, bei Betrachtung von der Rückseite des Umwerfers her, und zwar entgegen der Vorspannkraft des ersten Schenkelabschnittes 93b des Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelementes 93. Somit ist ein nicht-starre Ver bindung zwischen dem Sicherheitsgelenkstück 92 und dem Umwerfergelenkgetriebe 41 ausgebildet, und zwar unter Verwendung des Sicherheitsgelenkstücks 92 und des Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelementes 93. Mit anderen Worten bilden das Sicherheitsgelenkstück 92 und das Sicherheitsgelenkstück-Vorspannelement 93 eine nicht-starre Verbindung, die ein zweites Antriebsgelenkstückende 91b des Antriebsgelenkstücks 91 mit dem Umwerfergelenkgetriebe 41 verbindet. Diese nicht-starre Verbindung bildet die Blockierschutzanordnung.
Das Positionsvorspannelement 94 ist vorzugsweise eine Zugfeder, deren erstes Ende mit dem exzentrischen Antriebsstift 85a verbunden ist und deren zweites Ende mit dem Federbefestigungsstift 55 des Motoreinheit-Befestigungsabschnittes 53 verbunden ist. Das Positionsvorspannelement 94 ist derart konfiguriert und angeordnet, dass die Vorspannkraft des Positionsvorspannelementes 94 das Motorgelenkgetriebe 34 entweder in der oberen Position oder der unteren Position hält. Mit anderen Worten ist, wenn das Motorgelenkgetriebe 34 sich in der oberen Position befindet, die Kraftlinie des Positionsvorspannelementes 94 gegen die Drehachse A₁ der Abtriebswelle 85 versetzt, so dass eine im Uhrzeigersinn wirkende Kraft auf die Abtriebswelle 85 aufgebracht wird, bei Betrachtung von der Rückseite des Umwerfers her. Jedoch ist, wenn das Motorgelenkgetriebe 34 in die untere Position bewegt wurde, die Kraftlinie des Positionsvorspannelementes 94 derart, dass eine im Gegenuhrzeigersinn wirkende Kraft auf die Abtriebswelle 85 aufgebracht wird. Demgemäß ist das Positionsvorspannelement 94 so konfiguriert und angeordnet, dass es dazu beiträgt, die Kettenführung 40 entweder in der oberen oder der unteren Position zu halten, wenn der Motor nicht mehr mit Energie versorgt wird.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Nachfolgend Bezug nehmend auf 48 bis 82 wird nun eine motorisierte vordere Umwerferbaugruppe 112 gemäß einer zweiten Ausführungsform er läutert. Im Wesentlichen ist die motorisierte vordere Umwerferbaugruppe 112 identisch zur zuvor erläuterten motorisierten vorderen Umwerferbaugruppe 12, abgesehen davon, dass das motorisierte vordere Umwerferbefestigungselement 32 und die Befestigungseinheit 33 des vorderen Umwerfermotors der ersten Ausführungsform durch ein modifiziertes Befestigungselement 132 des vorderen Umwerfers und eine modifizierte vordere Umwerfermotoreinheit 133 ersetzt wurden. Mit anderen Worten sind alle übrigen Teil der vorderen motorisierten Umwerferbaugruppe 112 identisch zur motorisierten vorderen Umwerferbaugruppe 12 der ersten Ausführungsform, abgesehen von dem modifizierten Befestigungselement 132 des motorisierten vorderen Umwerfers und der modifizierten vorderen Umwerfermotoreinheit 133. In Anbetracht der Ähnlichkeit zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform sind die Teile der zweiten Ausführungsform, die zu den Teilen der ersten Ausführungsform identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie die Teile der ersten Ausführungsform versehen. Außerdem können die Beschreibungen der Teile der zweiten Ausführungsform, die identisch zu den Teilen der ersten Ausführungsform sind, der Kürze halber weggelassen werden.
Wie am besten aus 52 bis 55 zu ersehen, beinhaltet das motorisierte vordere Umwerferbefestigungselement 132 im Wesentlichen einen Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 151, einen vorderen Umwerferbefestigungsabschnitt 152 und einen Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 153, der ein integriertes vorderes Umwerfermotorgehäuse 171 beinhaltet. Der Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 151, der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 152 und der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 153 sind integral als einstückiges unitäres Element ausgebildet, zusammen mit dem vorderen Umwerfermotorgehäuse 171. Der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 152 und der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 153 bilden eine Umwerfermotor-Trägerstruktur.
Der Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 151 ist konfiguriert und angeordnet, um mit dem Sitzrohr 16 des Fahrradrahmens 14 mittels des Beschlages 18 verbunden zu werden, in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Der Fahrradrahmen-Befestigungsabschnitt 151 beinhaltet einen Vorsprung 154, der von einer ersten Seite des motorisierten vorderen Umwerferbefestigungselementes 132 zu einem freien Ende nach außen vorsteht, das eine gekrümmte Vorderfläche 154a mit einer Gewindebohrung 154b bildet. Die gekrümmte Vorderfläche 154a ist konfiguriert und angeordnet, um mit einem entsprechenden gekrümmten Abschnitt des Beschlages 18 in Kontakt zu kommen, derart, dass das motorisierte vordere Umwerferbefestigungselement 132 nicht relativ zum Beschlag 18 rotiert werden kann.
Der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 152 ist konfiguriert und angeordnet, um mit einem Umwerfergelenkgetriebe 41 einer vorderen Umwerfereinheit 31 verbunden zu werden, in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Insbesondere weist der vordere Umwerferbefestigungsabschnitt 152 erste und zweite Gelenkstückträgerteile 152a und 152b auf, die konfiguriert und angeordnet sind, um einen Gelenkstückaufnahmeraum zwischen sich zu begrenzen, um die ersten und zweiten Gelenkstücke 45 und 46 aufzunehmen. Somit sind die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteile 152a und 152b konfiguriert und angeordnet, um den vorderen Umwerferbefestigungskörper 142 zu bilden. Die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteile 152a und 152b beinhalten jeweils ein erstes Schwenkstift-Befestigungsloch 152c, welches die erste Schwenkachse des ersten festen Schwenkpunktes P₂ bildet, und ein zweites Schwenkstift-Befestigungsloch 152d, welches den zweiten feststehenden Schwenkpunkt P₄ bildet. Die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteile 152a und 152b sind derart konfiguriert und angeordnet, dass die ersten und zweiten Gelenkstückträgerteile 152a und 152b bei den ersten Schwenkstift-Befestigungslöchern 152c einen unterschiedlichen Abstand als die zweiten Schwenkstift-Befestigungslöcher 152d aufweisen, um die unterschiedlichen Größen der ersten und zweiten Gelenkstücke 45 und 46 unterzubringen. Die erste Schwenkachse der zwei ten Schwenkstift-Befestigungslöcher 152d verläuft durch die Gewindebohrung 154b hindurch, wie am besten aus 53 zu ersehen.
Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 153 ist konfiguriert und angeordnet, um mit der vorderen Umwerfermotoreinheit 133 verbunden zu werden. Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 153 weist einen schalenförmigen Abschnitt auf, der das vordere Umwerfermotorgehäuse 171 bildet. Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 153 weist eine Abtriebswellenöffnung 153b auf, deren Mittelachse im Wesentlichen parallel zu den Schwenkachsen der ersten und zweiten festen Schwenkpunkte des vorderen Umwerferbefestigungsabschnittes 152 ist. Der Motoreinheit-Befestigungsabschnitt 153 beinhaltet weiter verschiedene Befestigungslöcher, um die Teile der vorderen Umwerfermotoreinheit 133 an diesem zu befestigen.
Nachfolgend Bezug nehmend auf 56 bis 82 werden die verschiedenen Teile der vorderen Umwerfermotoreinheit 133 detaillierter erläutert. Die vordere Umwerfermotoreinheit 133 ist ausgelegt, um am Gehäuse 171 des Befestigungselementes 132 des motorisierten vorderen Umwerfers angebracht zu werden. Wie aus 74 zu ersehen, beinhaltet die vordere Umwerfermotoreinheit 133 im Wesentlichen eine Motoreinheit-Abdeckungsstruktur 160, eine Umwerfermotor-Trägerstruktur 161, einen Umwerfermotor 162, einen Motorantriebsstrang 163 und eine Positionssteuervorrichtung 164. Die vordere Umwerfermotoreinheit 133 ist mit der Kettenführung 40 durch das Motorgelenkgetriebe 34 und das Umwerfergelenkgetriebe 41 funktionsmäßig verbunden, in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Somit bewirkt das Betreiben der vorderen Umwerfermotoreinheit 133 mittels der Schalteinheit 20, dass die Kettenführung 40 zwischen den unteren und oberen Schaltpositionen umgeschaltet wird.
Die Motoreinheit-Abdeckungsstruktur 160 der vorderen Umwerfermotoreinheit 133 beinhaltet im Wesentlichen eine hintere Abdeckung 160a (56 bis 59), eine Zwischenabdeckung 160b (60 bis 64), und eine vordere Abdeckung 160c (65 bis 68). Die Teile der Motoreinheit-Abdeckungsstruktur 160 sind aus steifen Materialien aufgebaut, beispielsweise einem harten Kunststoff oder einem Metall. Die rückwärtige Abdeckung 160a, die Zwischenabdeckung 160b und die vordere Abdeckung 160c sind am Gehäuse 171 mittels (nicht dargestellten) Befestigungseinrichtungen fest angebracht. Die rückwärtige Abdeckung 160a besteht vorzugsweise aus Metall und weist eine Abtriebswellen-Aufnahmebohrung 160c auf, die ein Lager 165 aufnimmt. Die genauen Strukturen der hinteren Abdeckung 160a, der Zwischenabdeckung 160b und der vorderen Abdeckung 160c sind für die Erfindung nicht wichtig, und werden daher hier nicht detailliert erläutert.
Wie aus 74 bis 79 zu ersehen, ist die Umwerfermotoreinheit-Trägereinrichtung 161 so konfiguriert und angeordnet, dass sie den Umwerfermotor und den Motorantriebsstrang 163 umschließt und trägt. Die Umwerfermotoreinheit-Trägereinrichtung 161 der dargestellten Ausführungsform beinhaltet eine Hauptträgereinrichtung 161a (74 und 76) und eine untere Getriebeträgereinrichtung 161b (77 bis 79). Vorzugsweise sind die Hauptträgereinrichtung 161a und die untere Getriebeträgereinrichtung 161b der Umwerfermotoreinheit-Trägereinrichtung 161 aus steifen, geringes Gewicht aufweisenden Materialien aufgebaut, beispielsweise einem harten Kunststoff. Die Hauptträgereinrichtung 161a ist so konfiguriert und angeordnet, dass sie den Umwerfermotor 162, den Motorantriebsstrang 163 und die Positionssteuervorrichtung 164 trägt.
Wie aus 69 und 74 zu ersehen, weist der Umwerfermotor 162 eine Antriebswelle 175 auf, die mit dem Motorantriebsstrang 163 funktionsmäßig verbunden ist. Der Umwerfermotor 162 ist ein elektrischer Reversiermotor, der durch eine Batterie oder einen Generator mit elektrischem Strom versorgt wird. Der Umwerfermotor 162 ist mit der Schalteinheit 20 durch ein elektrisches Kabel verbunden sowie mit einer Stromquelle (Batterie oder Generator) durch ein weiteres elektrisches Kabel verbunden.
Wie aus 69 und 74 bis 76 zu ersehen, beinhaltet der Motorantriebsstrang 163 im Wesentlichen ein Antriebszahnrad 180, ein erstes Zwischenzahnrad 181, ein zweites Zwischenzahnrad 182, einen Schneckentrieb 183 und ein Abtriebszahnrad 184. Das Abtriebszahnrad 184 ist an einer Abtriebswelle 185 angebracht. Der Motorantriebsstrang 183 überträgt eine Drehbewegung der Antriebswelle 175 des Umwerfermotors 162 an das Motorgelenkgetriebe 34 mittels der Abtriebswelle 185. Bei dieser Ausführungsform sind die Zahnräder 180 bis 184 alle aus einem Metallmaterial aufgebaut.
Bei dieser Ausführungsform ist das Antriebszahnrad 180 an der Antriebswelle 175 des Umwerfermotors 162 angebracht, wobei die Zähne des Antriebszahnrads mit einem ersten Satz von Zähnen des ersten Zwischenzahnrades 181 in Eingriff sind. Das erste Zwischenzahnrad 181 weist einen zweiten Satz von Zähnen auf, die mit einem ersten Satz von Zähnen des zweiten Zwischenzahnrades 182 in Eingriff sind. Das zweite Zwischenzahnrad 182 und der Schneckentrieb 183 sind an einer getriebenen Zwischenwelle 186 angebracht. Somit bewirkt eine Rotation des zweiten Zwischenzahnrades 182, dass sich der Schneckentrieb 183 mit diesem dreht. Der Schneckentrieb 183 weist einen Spiralzahn auf, der mit dem Abtriebszahnrad 184 in Eingriff ist, um die Abtriebswelle 185 zu rotieren.
Wie aus 49, 74 und 76 zu ersehen, ist die Abtriebswelle 185 an einem hinteren Ende in der Abtriebswellen-Aufnahmebohrung 160c der rückwärtigen Abdeckung 160a mittels des Lagers 165 gelagert, an einem mittleren Abschnitt in der Abtriebswellenbohrung 171d des Gehäuses 171 mittels des Lagers 187 gelagert, und an einem vorderen Ende in einer Bohrung 161c der Hauptträgereinrichtung 161a. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist die Abtriebswelle 185 so konfiguriert und angeordnet, dass sie sich um eine Drehachse A₁ zwischen einer ersten Rotationsposition und einer zweiten Rotationsposition dreht, die zur ersten Drehrichtung entgegenge setzt ist, und zwar durch eine Rotation der Antriebswelle 175 des Umwerfermotors 162. Die Abtriebswelle 185 ist mit dem Motor- oder Antriebsgelenkstück 191 mittels eines exzentrischen Antriebsstiftes 185a verbunden, dessen Achse A₂ gegen die Drehachse A₁ der Abtriebswelle 185 versetzt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der exzentrische Antriebsstift 185a ein separates Teil von der Abtriebswelle 185.
Nachfolgend Bezug nehmend auf 69 und 80 bis 82 beinhaltet die Positionssteuervorrichtung 164 im Wesentlichen eine Schaltungsplatine 188, ein Positionsabtastelement 189, eine Lichtschranke 190, eine obere/untere Bürsten aufweisende Abtasteinrichtung 191, ein Antriebszahnrad 182 und ein Positionsabtastzahnrad 193. Die Schaltungsplatine 188 ist an der Hauptträgereinrichtung 161a so angebracht, dass ihre drei elektrischen Kontakte 188a, 188b und 188c dem Abtriebszahnrad 184 zugewandt sind. Das Positionsabtastelement 189 ist am Positionsabtastzahnrad 183 derart angebracht, dass das Positionsabtastelement 189 und das Positionsabtastzahnrad 193 sich miteinander drehen. Das Positionsabtastelement 189 ist mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Öffnungen versehen, die durch die Lichtschranke 190 erfasst werden. Mit anderen Worten tastet die Lichtschranke 190 die Öffnungen im Positionsabtastelement 189 ab, um die Relativposition des Positionsabtastzahnrades 193 zu bestimmen, das durch den Antriebsstrang 163 über das Antriebszahnrad 192 angetrieben wird. Da die Position des Positionsabtastzahnrades 193 in direktem Bezug zur Position der Abtriebswelle 185 steht, kann die Position der Abtriebswelle 185 ohne Weiteres bestimmt werden. Daher kann die Schalteinheit 20 die Position der Kettenführung 40 basierend auf der Relativposition des Positionsabtastzahnrades 193 bestimmen.
Das Positionsabtastelement 189 ist an der Schaltungsplatine 188 montiert, und es ist konfiguriert und angeordnet, um die Rotationsbewegung des Positionsabtastzahnrades 193 zu erfassen. Das Positionsabtastelement 189 ist mit den drei Kontakten 188a, 188b und 188c der Schaltungsplatine 188 e lektrisch verbunden, um die Rotation des Motors 162 zu steuern. Insbesondere ist die obere/untere Bürsten aufweisende Abtasteinrichtung 191 am Abtriebszahnrad 184 angebracht, um sich mit diesem zu drehen. Die obere/untere Bürsten aufweisende Abtasteinrichtung 193 weist ein Paar von Bürsten 191a und 191b auf. Die Bürste 191b steht in elektrischem Kontakt mit dem elektrischen Kontakt 188a, hingegen steht die Bürste 191b wahlweise entweder mit dem oberen elektrischen Kontakt 188b oder dem unteren elektrischen Kontakt 188c in Kontakt.
Das Antriebszahnrad 192 ist an der getriebenen Zwischenwelle 186 angebracht, an der das zweite Zwischenzahnrad 182 und der Schneckentrieb 183 angebracht sind. Die Zähne des Antriebszahnrads 192 sind in Eingriff mit den Zähnen des Positionsabtastzahnrades 193, derart, dass das Antriebszahnrad 192 das Positionsabtastzahnrad 193 rotiert. Wie zuvor erwähnt, ist das Positionsabtastelement 189 am Positionsabtastzahnrad 193 derart angebracht, dass diese gemeinsam rotieren.
Auch beziehen sich, wie hier zur Beschreibung und Inanspruchnahme der Erfindung verwendet, die folgenden Richtungsangaben "vorne, hinten, oben, unten, vertikal, horizontal, unterhalb und in Querrichtung" sowie jegliche andere ähnliche Richtungsangaben auf die Richtungen eines Fahrrades, das mit der Erfindung ausgerüstet ist. Demgemäß sind diese Begriffe, wie hier zur Beschreibung der Erfindung verwendet, als bezogen auf ein mit der Erfindung ausgerüstetes Fahrrad zu interpretieren.
Es wurden hier zwar lediglich ausgewählte Ausführungsformen verwendet, um diese Erfindung zu erläutern, jedoch geht für Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an diesen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden Ansprüchen definiert ist. Außerdem dient die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung lediglich zu Darstellungszwecken und nicht dem Zweck einer Einschränkung der Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Motorisierte Umwerferbaugruppe, aufweisend einen Umwerfermotor (62, 126); eine Umwerfermotor-Trägereinrichtung (61, 161), die ein Umwerfermotorgehäuse (71, 171), das den Umwerfermotor (62, 162) trägt, ein Anbringungselement (32, 132) des motorisierten Umwerfers, das konfiguriert und angeordnet ist, um einen Befestigungskörper (42, 142) zu bilden, und einen Fahrradrahmen-Anbringungsabschnitt (51, 151) beinhaltet; eine Abtriebswelle (85, 185), die mit dem Umwerfermotor (62, 162) funktionsmäßig verbunden ist und an der Umwerfermotor-Trägereinrichtung (61, 161) drehbar gelagert ist; ein Motor-Gelenkgetriebe (34, 134), das mit der Abtriebswelle (885, 185) funktionsmäßig verbunden ist; ein Umwerfer-Gelenkgetriebe (41, 141), das mit dem Motor-Gelenkgetriebe (34, 134) funktionsmäßig verbunden ist; und eine Kettenführung (40), die mit dem Befestigungskörper (42, 142) mittels des Umwerfer-Gelenkgetriebes (41, 141) beweglich verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (85, 185) mit dem Motor-Gelenkgetriebe (34, 134) durch einen exzentrischen Antriebsstift (85a, 185a) verbunden ist, der eine Achse (A2) aufweist, die von einer Drehachse (A1) der Abtriebswelle (85, 185) versetzt angeordnet ist, derart, dass das Umwerfer-Gelenkgetriebe (41, 141), das mit dem Motor-Gelenkgetriebe (34, 134) funktionsmäßig verbunden ist, die Kettenführung (40) zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition ansprechend auf eine Bewegung des exzentrischen Antriebsstiftes (85a, 185a) um die Drehachse (A1) der Abtriebswelle (85, 185) bewegt.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher der exzentrische Antriebsstift (85a, 185a) ein unitäres Element gemeinsam mit der Abtriebswelle (85, 185) ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher der exzentrische Antriebsstift (85a, 185a) ein von der Abtriebswelle (85, 185) separates Teil ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher die Abtriebswelle (85, 185) entweder am Umwerfermotorgehäuse (71, 171) oder dem Anbringungselement (32, 132) des motorisierten Umwerfers mittels eines Lagers drehbar gelagert ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 1, bei welcher die Abtriebswelle (85, 185) am Anbringungselement (32, 132) des motorisierten Umwerfers mittels eines Lagers drehbar gelagert ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 1, weiter aufweisend: einen Antriebsstrang (63, 163), der eine Verbindung zwischen einer Antriebswelle (75, 175) des Umwerfermotors (62, 162) und der Abtriebswelle (85, 185) bildet.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 6, bei welcher der Antriebsstrang (63, 163) ein Schneckengetriebe (81; 183) beinhaltet, das zwischen der Antriebswelle (75, 175) des Umwerfermotors (62, 162) und einem Abtriebszahnrad (84, 184) montiert ist, das an der Abtriebswelle (85, 185) montiert ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 7, bei welcher der Antriebsstrang (63, 163) weiter mindestens ein Zwischenzahnrad (82; 83; 181; 182) beinhaltet, das zwischen der Antriebswelle (75, 175) des Umwerfermotors (62, 162) und dem Schneckengetriebe (81; 183) montiert ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 6, bei welcher die Drehachse der Abtriebswelle (85, 185) senkrecht bezüglich der Antriebswelle (75, 175) des Umwerfermotors (62, 162) angeordnet ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 6, bei welcher der Antriebsstrang (63, 163) ein Schneckengetriebe (81; 183), das an der Antriebswelle (75, 175) montiert ist, und ein Abtriebszahnrad (84, 184) beinhaltet, das an der Abtriebswelle (85, 185) montiert ist.
Motorisierte Umwerferbaugruppe nach Anspruch 10, bei welcher der Antriebsstrang (63, 163) weiter mindestens ein Zwischenzahnrad (82; 83; 181; 182) beinhaltet, das zwischen dem Schneckengetriebe (81, 183) und dem Abtriebszahnrad (84, 184) montiert ist.