DE10155934A1 - Betätigungsvorrichtung für eine Fahrradkettenschaltung mit einer mit einer Antriebswelle verbundenen Kupplung - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektrisch betriebene Betätigungsvorrichtung für eine Fahrradkettenschaltung beschrieben, wobei sie eine Abtriebswelle, die drehbar mit einer Antriebswelle über eine Kupplung, die eine begrenzte Fehlausrichtung zwischen der Achse der Abtriebswelle und der Achse der Antriebswelle gestattet, verbunden ist. Die Kupplung ist vorzugsweise eine Universalkupplung.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für eine Kettenschaltung eines Fahrrads eines Typs, die eine Getriebemotoreinheit mit einer Abtriebswelle und einer An­ triebswelle, die drehbar mit der Abtriebswelle verbunden ist, umfaßt.

Studien und Forschungen auf dem Gebiet der elektrisch ange­ triebenen Betätigungsvorrichtungen für das Steuern der hinte­ ren Kettenschaltung und/oder der vorderen Kettenschaltung ei­ nes Fahrzeugs haben sich in den letzten Jahren vervielfacht.

Der Anmelder hat früher die italienische Patentanmeldung Nr. TO2000A000774, die am 3. August 2000 eingereicht wurde, und bei der Einreichung dieser Anmeldung noch geheim war, die eine Betätigungsvorrichtung für das Steuern der vorderen Ket­ tenschaltung des obigen Typs beschreibt, wobei die Abtriebs­ welle der Getriebemotoreinheit drehbar mit einer Antriebs­ welle verbunden ist, die eine Schneckenschraube umfaßt, die in einen Zahnradsektor eingreift, der ein einzelnes Teil mit einem der gelenkig gelagerten Arme im gelenkig gelagerten Parallelogrammsystem, das in konventioneller Art das Gabel­ element der vorderen Kettenschaltung mit dem festen Stützkör­ per, der am Rahmen des Fahrrads befestigt ist, verbindet, bildet, präsentiert.

Um den Zusammenbau der vorher vorgeschlagenen Vorrichtung zu vereinfachen und zu beschleunigen, beschreibt diese Erfindung eine Betätigungsvorrichtung des Typs, der zu Beginn dieser Beschreibung beschrieben wurde, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Antriebswelle mit der Abtriebswelle der Getrie­ bemotoreinheit mittels einer Kupplung verbunden ist, die eine begrenzte Fehlausrichtung zwischen der Achse der Abtriebs­ welle des Getriebemotors und der Achse der Antriebswelle ge­ stattet.

Durch diese Konstruktion kann die erfindungsgemäße Vorrich­ tung leicht befestigt werden, ohne daß man sich vergewissern muß, daß die Achsen der Abtriebswelle des Getriebemotors und der Antriebswelle perfekt zusammen fallen.

In einer bevorzugten Form der Ausführungsform ist die Kupp­ lung eine Universalkupplung, die einen zylindrischen Körper mit zwei Endflächen, die Kupplungsoberflächen mit Enden, die zur Abtriebswelle der Getriebemotoreinheit und zur Antriebs­ welle weisen, umfaßt, wobei diese so geformt sind, daß sie eine Fehlausrichtung der Achsen der Wellen gestatten. Vor­ zugsweise zeigt der zylindrische Körper der Universalkupplung zwei Gehäuse in Form von reziprok rechtwinklig entgegenge­ setzten Schlitzen, die gleitend zwei axiale Ansätze, die von den Enden der beiden Wellen, die durch die Kupplung verbunden werden, vorstehen, aufnehmen.

Die Erfindung wird insbesondere auf eine Getriebemotoreinheit des Typs, der in einer anderen italienischen Patentanmeldung mit der Nr. TO2000A000867, die durch den Anmelder am 15. Sep­ tember 2000 eingereicht wurde und bei der Einreichung dieser Anmeldung noch geheim war, beschrieben ist, angewandt. Wie in dieser Anmeldung beschrieben ist, umfaßt die Getriebemotor­ einheit einen Elektromotor, dessen Körper mit einem festen Stützkörper der Kettenschaltung verbunden ist, und ein Unter­ setzungsgetriebe, das ein Planetengetriebe umfaßt, wobei an dessen Abtriebswelle ein Winkelpositionssensor der Welle an­ geordnet ist. Dieser Sensor besteht aus einem Drehpotentiome­ tersensor, der ein Signal, das die Winkelposition der Ab­ triebswelle des Getriebemotors anzeigt, an eine elektronische Steuereinheit am Fahrzeug sendet, die den Betrieb des Elek­ tromotors in Folge des Befehls des Radfahrers, die Ketten­ schaltung in eine bestimmte Betriebsposition zu bringen, ab­ schaltet.

Die Erfindung kann durch die folgende detaillierte Beschrei­ bung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, die nicht einschränkende Beispiele darstellen, besser erläutert werden.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Betätigungsvorrichtung des Typs, der früher in der italienischen Patentanmeldung TO2000A000774 beschrieben wurde, und

Fig. 2 und 3 sind Querschnittsansichten, die die Eigen­ schaften zeigen, die den Gegenstand dieser Erfindung bilden, wobei Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung ei­ nes Teils der Fig. 2 darstellt.

In den Zeichnungen bezeichnet die Ziffer 1 allgemein eine vordere Kettenschaltung eines Fahrrads auf einer Querebene in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrrads. Die Kettenschaltung 1 umfaßt einen befestigten Stützkörper 2 mit einer Klammer 3, die ihn an einem Rohr 4 der Fahrradrahmens nahe der unteren Tretkurbel befestigt. Die Buchstaben A, B bezeichnen zwei konventionelle Innenzahnräder, die mit der rechten Kurbel des Fahrrads verbunden und auf der Tretkurbelspindel befestigt sind. Die Kettenschaltung 1 steuert den ausgewählten Eingriff der (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Fahrradkette auf die zwei Innenzahnräder A, B mittels eines Gabelmechanismus 5, der quer in Bezug auf den befestigten Stützkörper 2 beweglich ist, wobei er mit dem Körper durch ein Parallelogrammsystem 6, das ein Paar Arme 6a, 6b, die in den Punkten 8, 9 und 10, 11 gelenkig am festen Stützkörper 2 und der Gabeleinheit 5 befestigt sind, verbunden ist. Die Position der Gabeleinheit 5 wird durch eine elektrisch betriebene Betätigungsvorrich­ tung 12 bestimmt.

Wie man in Fig. 2 sieht, umfaßt die Betätigungsvorrichtung 12 einen Elektromotor mit einem zylindrischen Körper 13, der an einem Ende durch einen Klammerausleger 14 des festen Kör­ pers 2 befestigt ist, wobei die Befestigung mittels einer Schraube 15 erfolgen kann (siehe Fig. 2).

Wie dies in der vorher erwähnten früheren italienischen Pa­ tentanmeldung TO2000A000867 durch den Anmelder beschrieben wurde, stützt der Körper der elektrischen Betätigungsvorrich­ tung 12 drehbar eine Abtriebswelle 16, die mit der Welle 17 des Elektromotors durch ein Untersetzungsgetriebe 18, das aus einem Planetengetriebe besteht, verbunden ist. Insbesondere ist ein Sonnenrad 19, das in ein oder mehrere Satellitenräder 20 eingreift, die wiederum in das Innenzahnrad 21 eingreifen, das einen einzelnen Teil im Körper 13 des Motors bildet, auf der Welle des Elektromotors 17 befestigt. Die Satellitenzahn­ räder 20 sind drehbar auf einem Zahnradhaltesatz 22, der auf der Abtriebswelle 16 befestigt ist, befestigt. Diese ist drehbar im Körper einer Betätigungsvorrichtung durch ein Paar Kugellager 23, 24, die im Beispiel ein radiales Lager und ein Axiallager zeigen, befestigt. Wie wiederum in der vorher er­ wähnten Patentanmeldung beschrieben wurde, ist die Abtriebs­ welle 16 des Getriebemotors mit einem Wellenwinkelpositions­ sensor 15 verbunden, der aus einer sich drehenden Platte 26 und einer Spindel 16, die eine Bürste trägt, die mit den elektrisch leitenden Platten 28, die mit dem Körper der Betä­ tigungsvorrichtung verbunden sind, zusammen wirkt, besteht. Schließlich ist die Abtriebswelle 16 der Getriebemotoreinheit drehbar mit einer Antriebswelle 30 verbunden, die wiederum, wie das in der Patentanmeldung TO2000A000774 beschrieben ist, eine Schneckenschraube 29, die in ein Kettenzahnrad ein­ greift, wobei es sich um einen integralen Anhang des betätig­ ten Arms 6b des Parallelogrammsystems 6 handelt, einschließt. Bei den vorher vorgeschlagenen Lösungen ist die Antriebswelle 30 starr mit der Abtriebswelle 16 des Getriebemotors verbun­ den. Um somit einen korrekten Betrieb der Vorrichtung zu ge­ währleisten, ist eine gewisse Präzision erforderlich, so daß die Achse 32 der Antriebswelle 30 perfekt mit der Achse 33 der Abtriebswelle 16 des Getriebemotors zusammen fällt. Gemäß dieser Erfindung ist die Welle 30 mit der Welle 16 durch eine Kupplung 34 verbunden, die eine begrenzte Fehlaus­ richtung der Achsen 32 und 33 gestattet, die somit in rezi­ proker Weise parallel, wenn auch in einer gewissen Distanz gehalten werden können, statt daß sie starr miteinander ver­ bunden sind.

Im gezeigten Beispiel ist die Kupplung 34 eine Universalkupp­ lung, die aus einem zylindrischen Körper 35 mit zwei jeweils rechtwinkligen entgegengesetzten Schlitzen 36, 37 auf den beiden gegenüber liegenden Seiten, in die zwei axiale Stege 38, 39, die von den einander zugewandten Enden der Wellen 16 und 30 vorspringen, in gleitender Weise befestigt sind, be­ steht. Natürlich kann auch eine Universalkupplung, bei der der zylindrische Körper 35 vorstehende Kupplungselemente, die mit vertieften Kupplungselementen auf den beiden Enden der Wellen 30, 16 zusammenwirken, aufweist, verwendet werden. Die als Beispiel in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist jedoch im Hin­ blick auf die Größe in axialer Richtung vorteilhaft.

Natürlich kann auch jede andere bekannte Kupplung, die eine begrenzte Fehlausrichtung der beiden Achsen 33, 32 gestattet, statt der Universalkupplung verwendet werden.

Durch die oben beschriebene Anordnung wird die vordere Ket­ tenschaltung im Vorhinein mit der Betätigungsvorrichtung 12 zusammengebaut, bevor sie am Rahmen des Fahrzeugs in einfa­ cher und schneller Weise befestigt werden kann. Die Position der Achse 32 der Welle 30 wird durch die beiden Kugellager 40, 41, die durch den festen Stützkörper 2, der die Antriebs­ welle 30 drehbar abstützt, getragen werden, bestimmt. Die Po­ sition der Abtriebswelle 16 des Getriebemotors wird durch den Eingriff des Körpers 13 des Getriebemotors in einen röhren­ förmigen Klammeransatz 14 des festen Stützkörpers 2 bestimmt. Wenn die Getriebemotoreinheit im Klammeransatz 14 befestigt ist, so kann sich die Achse 33 in Bezug auf die Achse 32 in einer Fehlausrichtung befinden.

Der Zusammenbau der Vorrichtung und ihr nachfolgender korrek­ ter Betrieb werden jedoch durch die Kupplung 34 gewährlei­ stet.

Natürlich können viele Änderungen in der Konstruktion und den Formen der Ausführungsform der hier ins Auge gefaßten Erfin­ dung implementiert werden, wobei sie alle im Kontext des Kon­ zepts, das diese Erfindung, wie sie durch die folgenden An­ sprüche definiert ist, kennzeichnet, enthalten sind.

Claims (6)

1. Betätigungsvorrichtung für eine Fahrradkettenschaltung, umfassend:
eine Getriebemotoreinheit (12), die einen Elektromo­ tor, der eine Abtriebswelle (16) mittels eines Untersetzungs­ getriebes (18) antreibt, umfaßt; und
eine Antriebswelle (30), die drehbar mit der Abtriebs­ welle (16) auf der Erweiterung der Abtriebswelle verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (30) mit der Abtriebswelle (16) mittels einer Kupplung (34), die eine be­ grenzte Fehlausrichtung zwischen der Achse (33) der Abtriebs­ welle (16) des Getriebemotors und der Achse (32) der An­ triebswelle (30) gewährleistet, verbunden ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (34) eine Universalkupplung ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Universalkupplung einen zylindrischen Kör­ per (35) mit zwei Endflächen, die zwei reziprok rechtwinklig entgegengesetzte Schlitze (36, 37), die gleitend in axiale Stege (38, 39) der beiden Endflächen der Abtriebswelle (16) und der Antriebswelle (30) eingreifen, aufweisen, umfaßt.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (25) der Winkel­ position der Abtriebswelle (16) mit der Abtriebswelle (16) verbunden ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensor (25) ein Drehpotentiometer ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kettenschaltung eine vordere Kettenschal­ tung eines Fahrrads ist, bei der die Antriebswelle (30) eine Schneckenschraube (29) umfaßt, und daß die vordere Ketten­ schaltung einen betätigten Arm (6b), der starr mit dem Zahn­ radsektor (31), der in die Schneckenschraube (29) eingreift, verbunden ist, aufweist.