DE102005010373A1

DE102005010373A1 - Sensor für ein Fahrradbauteil zur Erfassung von Betriebscharakteristika

Info

Publication number: DE102005010373A1
Application number: DE102005010373A
Authority: DE
Inventors: Clint D. Kolda; David L. Janesville Wendt; Edward M. Madison Watson
Original assignee: Saris Cycling Group Inc
Current assignee: Saris Cycling Group Inc
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2005-12-15
Also published as: US20050275561A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Erfassungssystem für ein Fahrrad mit einer Erfassungsanordnung zum Erfassen eines oder mehrerer Betriebscharakteristika des Fahrrads und einem Sender, der auf die Erfassungsanordnung reagiert, um ein Signal von einem ersten Ort an dem Fahrrad einem Empfänger zu senden, der an einem zweiten Ort an dem Fahrrad angeordnet ist. Der Sender ist in einem Innenraum beinhaltet, der begrenzt wird durch eine Komponente des Fahrrads an einem ersten Ort an dem Fahrrad und die Fahrradkomponente ist derart aufgebaut, daß sie es ermöglicht, daß das ausgesandte Signal durch die Komponente zu dem Empfänger gelangen kann. Die Erfassungsanordnung kann so ausgestaltet sein, daß sie eine Leistung erfaßt, die von einem Fahrer des Fahrrads zum Zwecke der Bewegung des Fahrrads ausgeübt wird. Die Fahrradkomponente kann ein Nabenteil sein, das einen Teil des angetriebenen Rads des Fahrrads bildet, und weist einen undurchlässigen Abschnitt auf, der eine oder mehrere Öffnungen definiert, und einen durchlässigen Abschnitt, der die eine oder die mehreren Öffnungen besetzt, um zu ermöglichen, daß das ausgesandte Signal durch das Nabenelement zum Zwecke des Sendens zu dem Empfänger gelangen kann. Der durchlässige Abschnitt kann die Form eines Verstärkungsteils haben, das mit dem undurchlässigen Abschnitt zusammenwirkt, um das Nabenelement zu verstärken (Fig. 2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrräder und spezieller ein Fahrrad, das ein System beinhaltet zum Erfassen oder Überwachen eines oder mehrerer Betriebscharakteristika des Fahrrads.

Es ist bekannt, ein Fahrrad mit einem System auszustatten, mit dem ein oder mehrere Betriebscharakteristika des Fahrrades erfaßt oder überwacht werden können, wie beispielsweise die Geschwindigkeit des Rads, die Neigung, das Eingangsdrehmoment, etc.. Ein Beispiel für ein derartiges System zum Erfassen oder Überwachen von Betriebscharakteristika ist in dem US-Patent 6,418,797 von Ambrosina et al. dargestellt, dessen Offenbarung hier unter Bezugnahme beinhaltet sein soll. Dieses US-Patent 6,418,797 offenbart ein System zum Messen des Drehmoments, das an dem angetriebenen Rad des Fahrrads angreift, was wiederum dazu verwendet wird, um die Eingangsleistung zu berechnen. Das in diesem US-Patent 6,418,797 offenbarte System zur Messung des Drehmoments verwendet eine Reihe von Belastungsmessern, welche die Belastung in einem Drehmomentübertragungsteil erfassen, wie beispielsweise einem Verdrehrohr, das zwischen einem Eingangs(leistungs)-Teil und der Nabe des angetriebenen Rades des Fahrrads angeschlossen ist. Die Belastungsmesser liefern Eingangs(leistungs)-Information in Bezug auf das Eingangsdrehmoment, das an dem Drehmomentübertragungsteil anliegt, an eine Leiterplatte weiter, die von der Nabe des angetriebenen Rades getragen ist. Derartige Eingangsinformation wird dann an eine sich an der Platte befindliche Speicher- und Verarbeitungsvorrichtung weitergegeben, die in Form eines Fahrradcomputers vorliegen kann, der ein Display hat, um die Eingangsleistung und andere Information in Echtzeit einem Nutzer zur Verfügung zu stellen und der auch derartige Informationen zum Zwecke einer zukünftigen Verwendung speichert. Eingangssignale können der Speicher- und Verarbeitungsvorrichtung in Form von RF (Radiofrequenz)-Signalen weitergegeben werden, die mit Hilfe einer an der Leiterplatte montierten Antenne übertragen werden. Die Speicher- und Verarbeitungsvorrichtung weist einen Empfänger für die RF-Signale auf, die dann den Speicher- und Verarbeitungsbauteilen der Vorrichtung zugeführt werden. Während diese Anordnung zufriedenstellend arbeitet, werden bei Konstruktionen nach dem Stand der Technik allgemein die Leiterplatte und die Antenne außerhalb der Nabe positioniert, so daß die RF-Signale dem Empfänger in ungestörter Weise übertragen werden können. Die Leiterplatte und die Antenne sind über ein Abdeckteil eingeschlossen, das an einem auswärts weisenden, über die Nabe definierten Befestigungsbereich, befestigt ist. Das Abdeckteil ist aus einem durchlässigen Material, beispielsweise einem thermoplastischen Werkstoff gebildet, das ermöglicht, daß die Signale von der Antenne an den Empfänger übertragen werden können. Während dieses System zufriedenstellend funktioniert, bringt die Anordnung der Leiterplatte und der Antenne außerhalb der Nabe gewisse Nachteile mit sich. Beispielsweise können die Leiterplatte und die Antenne Feuchtigkeit, Schmutz und anderen Verunreinigungen über Risse oder Löcher ausgesetzt sein, die sich über die Zeit in dem Abdeckteil ausbilden und schwer für einen Nutzer erfaßt werden können. Des weiteren, liefert das Abdeckteil den einzigen Schutz für die empfindliche Leiterplatte und Antenne, wodurch jegliche Beschädigung des Abdeckteils auch eine Beschädigung der Leiterplatte und Antenne bewirken kann.

Daher besteht eine Notwendigkeit nach einem drahtlosen System zur Übertragung von Signalen, welche bezeichnend sind für ein oder mehrere Betriebscharakteristika eines Fahrrads und zwar von einem Ort am Fahrrad zu einem anderen, beispielsweise zu einer an einer Platte befindlichen Speicher- und Verarbeitungsvorrichtung, bei welchem die Probleme im Zusammenhang mit drahtlosen Übertragungsanordnungen nach dem Stand der Technik vermieden sind, bei denen die Senderbauteile außerhalb einer Fahrradkomponente, beispielsweise der Nabe des angetriebenen Rades des Fahrrads, angeordnet sind. Es besteht eine weitere Notwendigkeit für ein System, das in Verbindung mit jeglicher Art Fahrradkomponente verwendet werden kann und nicht auf die Verwendung in Verbindung mit einer ein Drehmoment erfassenden Nabe eingeschränkt ist. Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein System vorzusehen, das keine wesentlichen Modifikationen bei bestehenden Fahrradkomponenten erfordert. Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein System vorzusehen, das die Lebensdauer von Erfassungs- und Sendebauteilen erhöht.

Eines oder mehrere dieser Ziele werden erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1, 12 und 23 erreicht.

Insbesondere vorteilhaft kann erfindungsgemäß verhindert werden, daß die oben im Stand der Technik angesprochenen, sensiblen Bauteile Feuchtigkeit, Staub, Schmutz oder ähnlichem ausgesetzt werden und dadurch eine Beschädigung des Sensors und eine Verfälschung der Ergebnisse in Bezug auf die Betriebscharakteristika des Fahrrads, stattfindet.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung, weist eine Fahrradkomponente bzw. ein -bauteil auf: ein Teil, das einen Innenraum bzw. ein Inneres definiert; eine Erfassungsanordnung zum Erfassen wenigstens eines Betriebscharakteristikums des Fahrrads und zum Liefern eines Ausgangssignals, das bezeichnend ist für das wenigstens eine Betriebscharakteristikum des Fahrrads; und einen Sender, der innerhalb des Innenraums des Teils angeordnet ist. Der Sender empfängt das Ausgangssignal von der Erfassungsanordnung und ist derart konfiguriert, daß er ein Signal aussendet, das bezeichnend ist für das Betriebscharakteristikum und das Teil ist derart aufgebaut, daß es dem Sender gestattet, das Signal zu einem Ort zu senden, der außerhalb des Innenraums des Teils liegt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Erfassungsanordnung derart konfiguriert, daß sie ein Eingangsdrehmoment erfaßt, das von einem Fahrer an das Rad des Fahrrads übertragen wird, um dem Fahrrad eine Bewegung zuteil werden zu lassen. Das Teil kann die Form eines Nabenelements haben, das einen Teil des angetriebenen Rades des Fahrrads bildet. Das Nabenelement ist derart aufgebaut, daß es einen undurchlässigen Abschnitt aufweist, der eine oder mehrere Öffnungen definiert und einen durchlässigen Abschnitt, der die eine oder mehreren Öffnungen besetzt, um das Strahlen des Signals durch die eine oder mehreren Öffnungen zu ermöglichen. Bei einer Form umfaßt der durchlässige Abschnitt ein Verstärkungsteil, das mit dem undurchlässigen Abschnitt zusammenwirkt, um das Nabenelement zu verstärken. Der undurchlässige Abschnitt des Nabenelementes definiert einen Durchgang und die eine oder mehreren Öffnungen stehen in Verbindung mit dem Durchgang. Das Verstärkungsteil hat die Form eines rohrförmigen Teils, das ausgestaltet ist, um innerhalb des Durchgangs in Eingriff zu stehen und die eine oder mehreren Öffnungen zu besetzen.

In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Senden eines für ein Betriebscharakteristikum eines Fahrrads bezeichnenden Signals die Vorgänge auf: Erfassen eines Betriebscharakteristikums des Fahrrads; Liefern eines Ausgangssignals, das bezeichnend ist für das erfaßte Betriebscharakteristikum; Zuführen des Ausgangssignals an einen Sender, der an einem ersten Ort an dem Fahrrad innerhalb eines Innenraums angeordnet ist, der durch eine oder mehreren Wände in Verbindung mit einer Komponente des Fahrrads definiert ist; und Betätigen des Senders, um das Signal durch die eine oder mehreren Wände der Komponente des Fahrrads zu senden. Bei einer Version wird der Vorgang des Erfassens eines Betriebscharakteristikums des Fahrrads durchgeführt durch Erfassen eines Drehmoments, das von einem Fahrer des Fahrrads abgegeben wird, um dem Fahrrad eine Bewegung aufzuerlegen. Die Fahrradkomponente kann die Form eines Nabenelementes haben, das einen Teil eines angetriebenen Rades des Fahrrads bildet. Der Vorgang des Betätigens des Senders zum Zwecke des Sendens des Signals durch die eine oder mehreren Wände der Komponente des Fahrrads wird ausgeführt durch Senden des Signals durch ein Fenster, das von dem Nabenelement definiert ist. Das Nabenelement ist aus einem undurchlässigen Material gebildet und das Fenster ist eingeschlossen von einem durchlässigen Element, das es dem Signal ermöglicht, von innerhalb des Inneren des Nabenelementes nach außerhalb des Nabenelementes gesendet zu werden. Das durchlässige Element hat vorzugsweise die Form eines Verstärkungsteils, das zum Zwecke des Verstärkens des Nabenelementes mit dem undurchlässigen Abschnitt zusammenwirkt. Das Verstärkungsteil kann innerhalb eines Durchgangs positioniert sein, der durch das Nabenelement definiert bzw. begrenzt wird. Das Fenster kommuniziert mit dem Durchgang und das Verstärkungsteil hat die Form eines rohrförmigen Teils, das so ausgestaltet ist, daß es innerhalb des Durchgangs erfaßt ist und das Fenster besetzt.

Die Erfindung zielt des weiteren ab auf ein Erfassungssystem von Betriebscharakteristika eines Fahrrads. Das Erfassungssystem für Betriebscharakteristika in Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung beinhaltet eine Erfassungsanordnung zum Erfassen eines oder mehrerer Betriebscharakteristika des Fahrrads und einen Sender, der auf die Erfassungsanordnung reagiert, um ein Signal von einem ersten Ort am Fahrrad zu einem Sender hin auszusenden, der an einem zweiten Ort an dem Fahrrad angeordnet ist. Der Sender ist innerhalb eines Innenraums beinhaltet, der definiert bzw. begrenzt ist durch eine Komponente des Fahrrads bei dem ersten Ort an dem Fahrrad und die Fahrradkomponente ist derart aufgebaut, daß sie es dem ausgesendeten Signal ermöglicht, durch die Komponente zu gelangen, um an den Empfänger übertragen zu werden. Wie oben festgehalten wurde, kann die Fahrradkomponente die Form eines Nabenelements haben, das einen Teil eines angetriebenen Rades des Fahrrads bildet. Das Nabenelement weist einen undurchlässigen Abschnitt auf, der eine oder mehrere Öffnungen definiert und einen durchlässigen Abschnitt, der die eine oder mehreren Öffnungen besetzt, um es dem ausgesendeten Signal zu erlauben, durch das Nabenelement zu gelangen, um zu dem Empfänger übertragen zu werden. Der durchlässige Abschnitt kann die Form eines Verstärkungsteils haben, das mit dem undurchlässigen Abschnitt zusammenwirkt, um das Nabenelement zu verstärken. Der undurchlässige Abschnitt des Nabenelements definiert einen Durchgang und die eine oder mehreren Öffnungen stehen in Verbindung bzw. kommunizieren mit dem Durchgang. Das Verstärkungsteil hat die Form eines rohrförmigen Teils, das ausgestaltet ist, um innerhalb des Durchgangs in Eingriff zu stehen und die eine oder mehreren Öffnungen zu besetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Fahrrads mit dem Sensor- bzw. Erfassungs- und Sendesystem nach der vorliegenden Erfindung;
2 eine isometrische Ansicht einer Nabe, die ausgelegt ist, um einen Teil des angetriebenen Rades des Fahrrads der 1 zu bilden, wobei die Nabe das Erfassungs- und Sendesystem für die Betriebscharakteristika nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
3 eine Höhenansicht der Nabe der 2;
4 eine isometrische Ansicht eines inneren Abschnitts der Nabe der 2 in Darstellung der Komponenten des Erfassungs- und Sendesystems für Betriebscharakteristika nach der vorliegenden Erfindung;
5 eine isometrische Ansicht des inneren Abschnitts der Nabe der 2 in Darstellung unter einem entgegengesetzten Winkel gegenüber der isometrischen Ansicht der 4;
6 eine höhenmäßige Endansicht des inneren Abschnitts der in 4 gezeigten Nabe;
7 eine explosionsartige, isometrische Ansicht der in der Nabe der 2 beinhalteten Komponenten;
8 eine explosionsartige, isometrische Ansicht der in der Nabe der 2 beinhalteten Komponenten in Darstellung unter einem entgegengesetzten Winkel zu der isometrischen Ansicht der 7;
9 eine isometrische Ansicht in Darstellung eines in der Nabe der 2 beinhalteten Montageelements für eine Antenne und eine Leiterplatte;
10 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 der 3; und
11 eine isometrische Ansicht der Unterseite des Montageelements der 9 für eine Antenne und eine Leiterplatte, wobei die Leiterplatten- und Antennenkomponenten daran montiert sind.
Es folgt die Erläuterung der Erfindung und deren weiterer Vorteile und Merkmale anhand der Zeichnungen nach Aufbau und ggf. auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1, beinhaltet ein Fahrrad 20 mit dem Erfassungs- und Sendesystem für Betriebscharakteristika nach der vorliegenden Erfindung eine Rahmenanordnung 22. Ein Lenker 24 ist an dem oberen Ende einer Vordergabel 26 montiert, die an der Vorderseite der Rahmenanordnung 22 in bekannter Weise montiert ist. Ein Vorderrad 28 ist ebenfalls in bekannter Weise an der Vordergabel 26 zwecks Drehung montiert. Ein Sitz 30 und ein angetriebenes Hinterrad 32 sind an der Rahmenanordnung 22, rückwärtig zu dem Lenker 24 und dem Vorderrad 28 montiert. Die Rahmenanordnung 22 trägt des weiteren eine Pedal- und Trittkurbelanordnung 33, welche dem Hinterrad 32 über ein Ketten- und Zahnradantriebssystem auf herkömmliche Weise eine Rotation zuteil werden läßt. Eine Speicher- und Verarbeitungsvorrichtung, die in Form eines Fahrradcomputers 34 vorliegen kann, ist an geeignetem Ort, wie beispielsweise am Lenker 24, an dem Fahrrad 20 befestigt und weist ein Display auf, um dem Nutzer während des Betriebs des Fahrrads 20 relevante Information zu liefern und um Information zu speichern, welche ein oder mehrere Betriebscharakteristika des Fahrrads 20 betrifft.
2 und 3 stellen eine Nabenanordnung 36 dar, die in dem angetriebenen Hinterrad 32 des Fahrrads 20 beinhaltet ist. Auf eine zu erläuternde Weise, erfaßt die Nabenanordnung 36 ein oder mehrere Betriebscharakteristika des Fahrrads 20 und liefert diesbezügliche Information über einen drahtlosen Sender an einen Empfänger, der in Verbindung steht mit dem Fahrradcomputer 34, so daß derartige Signale von dem Fahrradcomputer 34 empfangen und gespeichert und/oder verarbeitet werden können. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nabenanordnung 36 derart ausgestaltet, daß sie das Drehmoment erfaßt, das von dem Fahrer erzeugt wird beim Antreiben des Hinterrads 32. Das erfaßte Drehmoment kann dann in Kombination mit Informationen in Bezug auf die Umdrehungsgeschwindigkeit des Hinterrades 32 dazu verwendet werden, um die vom Fahrer abgegebene Eingangsleistung zu berechnen.
In einer zu erläuternden Weise, ist die Nabenanordnung 36 derart aufgebaut und angeordnet, daß sie Signale aussendet, die bezeichnend sind für das auferlegte Drehmoment und die empfangen werden durch einen Empfänger, der in Verbindung steht mit dem Fahrradcomputer 34, wobei alle Erfassungs- und Sendekomponenten innerhalb der Nabenanordnung 36 eingeschlossen sind.
Im allgemeinen weist die Nabenanordnung 36 ein Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38, ein Nabenelement 40, sowie eine Drehmomentübertragungs- und -Erfassungsanordnung auf, die zwischen dem Eingangsantriebsteil 38 und dem Nabenelement 40 angeordnet ist, um das vorliegende Drehmoment von dem Eingangsantriebsteil 38 zum Zwecke des Antriebs des Hinterrads 32 an das Nabenelement 40 zu übertragen und auch zum Erfassen des ausgeübten Drehmoments und Senden von Signalen, die bezeichnend sind für das ausgeübte Drehmoment, die an den Sender des Radcomputers 34 gesendet werden.
Wie in 2-4 gezeigt, weist das Eingangsantriebsteil 38 eine Reihe von axial verlaufenden, radial beabstandeten äußeren Keilnuten 42 auf. Das Antriebsteil 38 ist derart ausgelegt, daß es im Innenraum bzw. Inneren eines angetriebenen Zahnradkonusses in bekannter Weise aufgenommen ist, der innere Keilnuten aufweist, die derart ausgestaltet sind, daß sie zusammenpassen mit den Keilnuten 42 des Eingangsantriebsteils 38. Auf diese Weise wird eine Eingangsleistung, die an die Antriebskette des Fahrrads 20 abgegeben wurde, über den angetriebenen Zahnkranzkonus an das Eingangsantriebsteil 38 übertragen.
Die Nabenanordnung 36 weist eine Transversalachse 46 auf, die über die Länge der Nabenanordnung 36 verläuft. Die Achse 46 weist freigelegte Endabschnitte 48 und 50 auf, die derart ausgelegt sind, daß sie in Eingriff bringbar sind in Montageschlitze oder ähnlichem, die begrenzt sind durch die Struktur der Rahmenanordnung 22.
Bezugnehmend auf 10, hat das Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 die Form einer Hülse 52, die Teilnuten 42 aufweist und an einem Trägerteil 54 montiert ist, das einen inneren Durchgang 56 definiert. Die Achse 46 verläuft durch den inneren Durchgang 56 des Trägerteils 54. Innere und äußere Lageranordnungen 58, 60 sind zwischen der Achse 46 und dem Trägerteil 54 positioniert, so daß sich das Trägerteil 54 frei in Bezug auf die Achse 46 drehen kann. Die äußere Laufbahn der inneren Lageranordnung 58 liegt an einer Schulter 62 an, die durch den inneren Durchgang 56 definiert wird und die innere Laufbahn der inneren Lageranordnung 58 liegt an einem Ring 64 an, der wiederum an einer Schulter 66 lagert, die an der Achse 46 ausgebildet ist. Ein Schnappring 68 steht in Eingriff mit einer Ausnehmung, die definiert ist durch das Trägerteil 54 in dem inneren Durchgang 56, um die innere Lageranordnung 58 innerhalb des inneren Hohlraums 56 in Position zu halten. Ein Abstandsrohr 70 steht in Eingriff mit der inneren Laufbahn der inneren Lageranordnung 58 gegenüber dem Ring 64 und steht auch in Eingriff mit der inneren Laufbahn der äußeren Lageranordnung 60. Eine Haltemutter 72 mit einem konischen Nabenabschnitt 74 weist Innengewinde auf, die in Eingriff stehen mit Außengewinden, welche definiert werden durch die Achse 46, und zwar außerhalb der äußeren Lageranordnung 60. Der Nasenabschnitt 74 steht in Eingriff mit der inneren Laufbahn der äußeren Lageranordnung 60 gegenüber dem Abstandsrohr 70. Mit diesem Aufbau wirkt die axiale Bewegung der Haltemutter 72 nach innen derart, daß eine Kompressionskraft auf die inneren Laufbahnen der Lageranordnungen 58, 60 und auf das Abstandsrohr 70 ausgeübt wird, um das Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 in Position auf der Achse 46 zu halten. Das auswärts weisende Ende der Haltemutter 72 weist einen Ring 75 mit einer Reihe nach außen weisender Rippen auf, die derart ausgelegt sind, daß sie in einer bekannten Weise in Eingriff stehen mit der inneren Oberfläche eines mit dem Fahrradrahmen 22 in Verbindung stehenden Befestigungsbereichs für die Nabe.
Der Nasenabschnitt 74 der Haltemutter 72 verläuft durch eine Öffnung, die in einer Abdichtscheibe 76 ausgebildet ist, die einen elastischen inneren Abschnitt hat, der in Eingriff steht mit dem konischen Bereich des Nasenabschnitts 74, um eine Abdichtung gegenüber einem Eintreten von Schmutz, Staub und anderen Verunreinigungen in den inneren Durchgang 56 des Trägerteils 54 vorzusehen.
Ein Verdrehrohr 80 ist zwischen dem Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 und dem Nabenelement 40 angeordnet, um das Nabenelement 40 in Reaktion auf das Einwirken einer Eingangsleistung auf das Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38, zu drehen. Das Verdrehrohr 80 weist einen Eingangsendabschnitt 82 auf, der eine Ausnehmung 84 definiert, einen Ausgangsendabschnitt 86 und einen Drehmomentübertragungsabschnitt 88, der zwischen dem Eingangsendabschnitt 82 und dem Ausgangsendabschnitt 86 verläuft. Die mit 90 gezeigten Belastungsmesser sind an dem Drehmomentübertragungsabschnitt 88 montiert. Die Funktion der Belastungsmesser 90 wird später erläutert.
Das Trägerteil 54 des Eingangs(leistungs)-Antriebsteils 38 definiert einen inneren Montageabschnitt 92, der innerhalb der Ausnehmung 84 aufgenommen ist, die definiert ist durch den Eingangsendabschnitt 82 des Verdrehrohrs 80. Ein Ring 94 weist Außengewinde auf, die in Eingriff stehen mit in der Ausnehmung 84 des Eingangsendabschnitts 82 ausgebildeten Innengewinden. Ein Ein-Weg-Sperrklinken- oder Ratschenmechanismus 96 ist angeschlossen zwischen dem Ring 94 und dem inneren Montageabschnitt 92 des Trägerteils 54. In bekannter Weise überträgt der Sperrklinken- oder Ratschenmechanismus 96 ein Drehmoment auf das Verdrehrohr 80, wenn das Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 in eine Richtung angetrieben wird durch Ausüben einer Leistung bzw. Kraft auf den an dem Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 befestigten Eingangszahnkranz über die Kette des Fahrrads 20. Zu allen anderen Zeiten ermöglicht es der Sperrklinken- oder Ratschenmechanismus 96 dem Nabenelement 40, sich frei in Bezug auf das Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 zu drehen.
Das Nabenelement 40 weist voneinander beabstandete Speichenbefestigungsflansche 98, 100 in Kombination mit einem transversalen rohrförmigen Abschnitt 102 auf, der zwischen den Flanschen 98, 100 verläuft und diese verbindet. Der rohrförmige Abschnitt 102 hat die Form einer nach außen gewandten Hülse 104, die eine Reihe von Öffnungen oder Fenstern 106 definiert, die über Gewebeabschnitte 108 voneinander getrennt sind. Die Hülse 104 definiert einen transversal verlaufenden inneren Durchgang und ein Verstärkungsrohr 110 ist innerhalb des inneren Durchgangs der Hülse 104 positioniert. Das Verstärkungsrohr 110 hat einen Außendurchmesser, der lediglich geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser, der definiert ist durch den inneren Durchgang der Hülse 104, so daß das Verstärkungsrohr 110 die Öffnungen 106 besetzt. Das Verstärkungsrohr 110 ist vorzugsweise aus einem leichtgewichtigen, starken Material wie beispielsweise Carbonfasermaterial gebildet, obgleich es selbstverständlich ist, daß jegliches andere zufriedenstellende Material verwendet werden kann. Typischerweise ist das Nabenelement 40 aus einem starken, leichtgewichtigen Metall wie beispielsweise Aluminium gebildet, obgleich es wieder selbstverständlich ist, daß jegliches andere zufriedenstellende Material verwendet werden kann. Es ist daher erkennbar, daß das Nabenelement 40 eine Aluminium/Carbonfaserkompositkonstruktion hat, welche das Gesamtgewicht des Nabenelements 40 verglichen mit dem Gewicht eines massiven Aluminiumelements reduziert, während es die Steifigkeit bzw. Festigkeit des Nabenelements 40 wesentlich verbessert.
Der Speichenbefestigungsflansch 100 verläuft von einem inneren Endabschnitt 112 nach außen, der durch die Hülse 104 des Nabenelements 40 definiert wird. Das innere Ende des Verstärkungsrohrs 110 lagert an einer seitlich weisenden Oberfläche, die durch den inneren Endabschnitt 112 definiert wird. Ein polymerer Lagerring 114 ist zwischen der äußeren Oberfläche des Eingangsendabschnitts 82 des Verdrehrohrs und einer von dem inneren Endabschnitt 112 des Nabenelements 40 definierten inneren Oberfläche, angeordnet, um eine relative Drehung zwischen dem Nabenelement 40 und dem Eingangsendabschnitt 82 aufzunehmen. Eine O-Ring-Dichtung 115 ist innerhalb einer an dem Lagerring 114 angrenzenden Ausnehmung positioniert, um eine Abdichtung gegenüber dem Eingangsendabschnitt 82 des Verdrehrohrs 80 zu schaffen.
Die Hülse 104 des Nabenelements 40 weist des weiteren einen äußeren Endabschnitt 116 auf, von dem sich der Flansch 98 auswärts erstreckt. Der äußere Endabschnitt 116 definiert eine Ausnehmung 118 mit Innengewinde. Der Ausgangsendabschnitt 86 des Verdrehrohrs 80 hat eine axiale Wand 119, die Außengewinde aufweist, die zum Zwecke des Eingriffs mit den Innengewinden in der Ausnehmung 118 ausgestaltet sind. Zusätzlich weist der Ausgangsendabschnitt 86 des Verdrehrohrs 80 des weiteren eine radiale Wand 120 auf, die sich zwischen dem Drehmomentübertragungsabschnitt 88 und der axialen Wand 119 auswärts erstreckt. Eine radiale Wand 120 definiert eine seitlich weisende Oberfläche, die in Eingriff steht mit dem äußeren Ende des Verstärkungsrohrs 110. Eine O-Ring-Dichtung 123 ist zwischen einer durch den äußeren Endabschnitt 116 definierten Schulter und einer durch den äußeren Endabschnitt 86 definierten Lippe angeordnet. Zudem ist eine O-Ring-Dichtung 125 innerhalb einer durch den äußeren Endabschnitt 116 definierten, auswärts weisenden Ausnehmung positioniert.
Das Verdrehrohr 80 weist des weiteren eine innere Wand 124 auf, die sich von der radialen Wand 120 axial auswärts erstreckt. Der an der radialen Wand 120 angrenzende Abschnitt der inneren Wand 124 wirkt zusammen mit der axialen Wand 119 und der radialen Wand 120, um ein bei 122 gezeigtes Batteriekompartiment zu definieren. Eine Reihe radialer Gewebeabschnitte 126 (5, 6) verlaufen zwischen der inneren Wand 124 und dem äußeren Endabschnitt 86, um eine steife bzw. feste Konstruktion des äußeren Endes des Verdrehrohrs 80 vorzusehen.
Außerhalb des Batteriekompartiments 122 definiert die innere Wand 124 des Verdrehrohrs 80 einen Abschlußmontageabschnitt 128, der eine Reihe von Außengewinden 130 definiert. Der Abschlußmontageabschnitt 128 endet in einem äußeren Ende 132.
Das Verdrehrohr 80 definiert einen inneren Durchgang 134, durch den die Achse 46 verläuft. Äußere bzw. innere Lageranordnungen 136, 138 stehen in Eingriff innerhalb des Durchgangs 134, so daß das Verdrehrohr 80 drehbar an der Achse 46 montiert ist. Die äußere Laufbahn jeder Lageranordnung 136, 138 ist innerhalb einer Ausnehmung aufgenommen, die durch den inneren Durchgang 134 definiert ist, wodurch eine Schulter gebildet wird, die in Eingriff steht mit der äußeren Laufbahn der Lageranordnung. Die innere Laufbahn jeder Lageranordnung 136, 138 steht in Eingriff mit der Achse 46, die eine Schulter 140 aufweist. Die innere Laufbahn der inneren Lageranordnung 138 steht in Eingriff mit der Schulter 140, um das Verdrehrohr 80 richtig anzuordnen und dabei das Nabenelement 40 auf der Achse 46. Ein Abstandshalter 141 verläuft zwischen den inneren Laufbahnen der Lageranordnungen 136, 138. Der Abstandshalter 141 weist ein inneres Ende mit vergrößertem Durchmesser auf und ein Magnet 142 ist an dem inneren Ende des Abstandshalters 141 montiert. Der Abstandshalter 141 und der Magnet 142 sind stationär zu der Achse 46 und den inneren Laufbahnen der Lageranordnungen 136, 138 gehalten.
Das Batteriekompartiment 122 weist und öffnet sich in axialer Richtung nach außen. Ein Abdeckteil 144 ist derart ausgestaltet, daß es das Batteriekompartiment 122 einschließt, wie auch den gesamten Bereich zwischen dem Abschlußmontageabschnitt 128 für das Verdrehrohr und dem Ende des Ausgangsendabschnitts 86. Das Abdeckteil 144 weist eine Abschlußwand 146 auf, die mit einer Reihe radial beabstandeter Ausnehmungen 148 (2) ausgebildet sein kann. Der äußere Bereich der Abschlußwand 146 endet in einem Rand 150, welcher derart ausgestaltet ist, daß er zu einem Rand 152 weist und mit diesem in Eingriff steht, der durch den äußeren Endabschnitt 116 des Nabenelements 40 definiert ist. Die Abschlußwand 146 verläuft von einer Montagehülse 154 auswärts, die Innengewinde 156 aufweist, die derart ausgestaltet sind, daß sie zusammenpassen mit den Außengewinden 130 des Abschlußmontageabschnitts 128 für das Verdrehrohr. Das Abdeckteil 144 weist des weiteren eine einwärts verlaufende Lippe 158 auf, die von dem äußeren Ende der Montagehülse 154 einwärts verläuft und die derart ausgestaltet ist, daß sie über dem äußeren Ende 132 des Abschlußmontageabschnitts 128 für das Verdrehrohr liegt und damit in Eingriff steht. Mit diesem Aufbau funktioniert das Abdeckteil 144 derart, daß es das offene Ende des Verdrehrohrs 80 und dessen Nabenelement 40 einschließt, einschließlich des nach außen offenen Batteriekompartiments 122. Der innere Bereich der Abschlußwand 146 steht in Eingriff mit der O-Ring-Dichtung 125, wenn das Abdeckteil 144 mit dem äußeren Endabschnitt in Eingriff steht, um eine Abdichtung zu liefern gegenüber einem Eintritt von Verunreinigungen in das innere des Abdeckteils 144 und das Batteriekompartiment 122. Das Abdeckteil 144 kann leicht entfernt werden durch Drehen des Abdeckteils 144 relativ zu dem Abschlußmontageabschnitt 128 für das Verdrehrohr, um einen leichten Zugang zu dem Batteriekompartiment 122 vorzusehen, wenn dies erforderlich ist.
Während die Zeichnungen das Batteriekompartiment 122, eingeschlossen durch das Abdeckteil 144 zeigen, ist ebenso vorgesehen, daß das Batteriekompartiment 122 unter Verwendung eines Scheibenbremsenadapters eingeschlossen sein kann, wie dies in der korrespondierenden Anmeldung, Serial No. 10/874,664, angemeldet am 23. Juni 2004, gezeigt und beschrieben wurde oder durch jegliche andere zufriedenstellende Anordnung.
Der innere Durchgang 134 des Verdrehrohrs 80 ist über eine Abdichtscheibe 160 verschlossen, die außerhalb der äußeren Lageranordnung 136 angeordnet ist. Eine mit Gewinde versehene Haltemutter 162 steht in Eingriff mit den Gewinden des Endabschnitts 48 der Achse und eine Nabenscheibe 164 ist zwischen der Haltemutter 162 und der Abdichtscheibe 160 angeordnet. Die Haltemutter 162 weist einen Ring 166 auf, der eine Reihe auswärts weisender Rippen hat, die ausgelegt sind, um in bekannter Weise in Eingriff zu stehen mit der inneren Oberfläche eines in Verbindung mit dem Fahrradrahmen 22 stehenden Befestigungsbereichs der Nabe.
Wie bekannt, ist der durch die Achse 46 definierte Durchgang, zur Aufnahme eines Rohres ausgelegt, das an seinen Enden einen Schnelllösmechanismus aufweisen kann, um wahlweise die Nabenanordnung 36 mit dem Rahmen 22 des Fahrrads 20 in Eingriff zu bringen.
Im Betrieb wird eine Eingangsleistung, die abgegeben wird auf das Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38, durch Betätigung des Sperrklinken- oder Ratschenmechanismus 96 auf den Eingangsendabschnitt 82 des Verdrehrohrs übertragen. Diese Eingangsleistung wird dann über den Drehmomentübertragungsabschnitt 88 auf den Ausgangsendabschnitt 86 übertragen, der dann das Nabenelement 40 über den Eingriff des Ausgangsendabschnitts 86 mit dem äußeren Endabschnitt 116 des Nabenelements 40 antreibt, um dabei dem angetriebenen Rad 32 des Fahrrads 20 eine Drehung Teil werden zu lassen. Die an dem Drehmomentübertragungsabschnitt 88 des Verdrehrohrs 80 montierten Belastungsmesser 90 wirken so, daß sie beim Abgeben einer Eingangsleistung an das Verdrehrohr 80 von dem Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 eine Torsion in dem Drehmomentübertragungsabschnitt 88 erfassen. Die Torsions(belastungs)messungen über die Belastungsmesser 90 (in diesem Falle Torsionsmesser), stehen in direkter Beziehung zu dem durch den Fahrer über das Eingangs(leistungs)-Antriebsteil 38 auf das Verdrehrohr 80 ausgeübte Drehmoment. Die Eingabewerte des Belastungsmesser werden dazu verwendet, um das Eingangsdrehmoment zu berechnen, das dann in Kombination mit der Erfassung der Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Rads 32 des Fahrrad in bekannter Weise dazu verwendet werden kann, die von dem Verwender abgegebene Eingangsleistung zu berechnen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Nabenelement 40 des weiteren ein System zum Empfang von Eingangssignalen von den Belastungsmessern 90 auf und zum Übertragen derartiger Belastungseingangsinformation an den Fahrradcomputer 34. Bezugnehmend auf die 4 und 7–10, weist das System eine Leiterplatte 170 auf, die über Leitungen in bekannter Weise mit den Belastungsmessern 90 verbunden ist. Die Leiterplatte 170 ist an einem Montageteil 172 befestigt, das sich zusammensetzt aus einem gekrümmten Körper 174 und einer Halterung 176 zur Befestigung der Platte. Der zentrale Bereich des Körpers 174 weist einen Schlitz 178 auf. Die Leiterplatte 170 weist einen Anschlußkontakt 180 auf, der so ausgestaltet ist, daß er sich in und durch den Schlitz 178 erstreckt. Auf diese Weise hält der Eingriff des Anschlußkontakts 180 innerhalb des Schlitzes 178 die Position eines Endes der Leiterplatte 170 aufrecht, wobei der Rest von dem Halter 176 getragen wird.
Das Montageteil 172 für die Platte weist ein Paar Öffnungen 182 auf, die derart ausgelegt sind, daß sie fluchtend mit einem Paar mit Gewinde versehenen Öffnungen 184 positioniert sind, das in der radialen Wand 120 des Verdrehrohrs 80 ausgebildet ist. Befestigungselemente 186, welche die Form von Schrauben haben können, erstrecken sich durch die Öffnungen 182 und stehen in Eingriff mit den Öffnungen 184 zum Zwecke der Befestigung des Montageteils 172 für die Platte an dem Verdrehrohr 80.
Das Montageteil 172 für die Platte weist einen im allgemeinen ovalen Halteblock 188 auf, der von dem Körper 174 in einer Richtung entgegengesetzt zu der des Montagehalters 176 für die Platte, verläuft. Der Schlitz 178 erstreckt sich durch den Halteblock 188 und der Halteblock 188 ist derart ausgestaltet, daß er in Eingriff bringbar ist mit einer im allgemeinen ovalen Öffnung 190, die in der radialen Wand 120 des Verdrehrohrs 80 ausgebildet ist. Ein Eingriff des Halteblocks 188 innerhalb der Öffnung 190 führt zur Fixierung der Position des Montageteils 172 der Platte relativ zu dem Verdrehrohr 80, so daß die Öffnungen 182 mit den Öffnungen 184 fluchtend, positioniert sind. Der Anschlußkontakt 180 für die Leiterplatte hat eine Länge, die ausreicht, damit er sich vollständig durch die Dicke des Körpers 174 und den Halteblock 178 erstreckt, so daß das Ende des Anschlußkontakts 180 freigelegt ist.
Die Nabenanordnung 36 weist des weiteren eine Energieversorgung für die Leiterplatte 170 und ihre dazugehörigen Komponenten bzw. Bauteile auf. Die Energieversorgung liegt in Form eines Paares Batterien 192 vor, die in Eingriff stehen mit einem Batterieträger 194, der wiederum ausgestaltet ist zur Aufnahme innerhalb des durch den Ausgangsendabschnitt 86 des Verdrehrohrs 80 definierten Batteriekompartiments 122. Der Batterieträger 194 hat eine gekrümmte Form, die der Form des Batteriekompartiments 122 zwischen einem Paar radialer Gewebeabschnitte 126 entspricht und weist Ausnehmungen 196 auf, von denen jede zur Aufnahme einer der Batterien 192 ausgestaltet ist. Zusätzlich weist der Batterieträger 194 leitende Teile auf, die Energie von den Batterien 192 an ein Leitungsteil 198 weitergeben, das innerhalb einer Ausnehmung 200 montiert ist, die durch den Batterieträger 194 zwischen Batterieausnehmungen 196 definiert ist. Das Anschlußteil 198 ist zur Aufnahme des Endes des Anschlußkontakts 180 der Leiterplatte ausgestaltet, der sich durch den Halteblock 188 in das Batteriekompartiment 122 erstreckt. Während der Anschlußkontakt 180 für die Leiterplatte zur Verbindung mit dem Anschlußteil 198 ausgelegt ist, um den innenliegenden elektronischen Komponenten bzw. Bauteilen an der Leiterplatte 170 Energie zuzuführen, sind verschiedenste andere Verbindungen am Anschlußkontakt 180 für die Leiterplatte verfügbar, wie beispielsweise Test und Kalibrierverbindungen bzw. -anschlüsse, die zu Kalibrierzwecken in der Fabrik verwendet werden, wie auch bei der Verwendung im Rahmen der Felddiagnose.
Der Batterieträger 194 ist so ausgestaltet, daß er fluchtend zu einem entsprechend geformten oberen Abschnitt des Batteriekompartiments 122 angeordnet sein kann. Der Batterieträger 194 ist derart ausgestaltet, daß wenn das Abdeckteil 144 in Eingriff steht mit dem Abschlußmontageabschnitt 128 des Verdrehrohrs 80, das Abdeckteil 144 mit dem Batterieträger 194 in Eingriff steht, um den Batterieträger 194 innerhalb des Batteriekompartiments 122 in Position zu halten. Mit diesem Aufbau weisen die Batterien 192 zu der auswärts weisenden Oberfläche der radialen Wand 120 des Verdrehrohrs 80 und stehen mit dieser in Eingriff, um sicherzustellen, daß die Batterien 192 nicht unabsichtlich von dem Batterieträger 194 versetzt werden, wenn der Batterieträger 194 innerhalb des Batteriekompartiments 122 in Eingriff steht.
Die Leiterplatte 170 weist einen bei 204 gezeigten RF-Sender auf. Durch geeignete Verarbeitung und Verdrahtung im Zusammenhang mit der Leiterplatte 170, wie dies bekannt ist, werden Belastungseingänge bzw. -werte von den Belastungsmessern 90 verarbeitet und in RF-Signale umgewandelt, die durch den Sender 204 gesendet werden. Zudem ist ein Hilfssender 206 mit der Schaltung der Leiterplatte 170 verbunden und sendet die gleichen Signale aus, wie diese von dem Sender von 204 ausgesendet werden.
11 zeigt die Anordnung der von dem Montageteil 172 der Leiterplatte getragenen Komponenten. Wie gezeigt, ist die Leiterplatte 170 an der Montagehalterung 176 des Montageteils 172 für die Leiterplatte befestigt. Ein Anschlußende 208 erstreckt sich von der Leiterplatte 170 und ist mit dem Hilfssender 206 verbunden. Der Hilfssender 206 erstreckt sich entlang einer Achse, die senkrecht zu der Achse des Senders 204 ist und ist in einer Position angeordnet, die etwas mehr als 90° gegenüber der Position des Senders 204 ist. Bei diesem Aufbau erzeugen die Sender 204, 206 RF-Felder, die sich vom Inneren der Nabe in alle Richtungen ausbreiten.
Zudem ist ein Zungenschalter 210 an der Unterseite der Leiterplatte 170 montiert. Der Zungenschalter 210 ist derart positioniert, daß im zusammengebauten Zustand der Zungenschalter 210 zu dem an dem inneren Ende des Abstandshalters 141 montierten Magneten 142 fluchtet.
Im Betrieb, wenn also der Nutzer Energie bzw. Leistung an die Pedalanordnung 33 des Fahrrads 20 abgibt, wird eine derartige Energie bzw. Leistung an die Nabenanordnung 36 des angetriebenen Hinterrads 32 übertragen. Die Eingangsleistung wird an das Verdrehrohr 80 übertragen und wird zum Zwecke der Drehung des Hinterrads 32 an die Nabenhülse 104 übertragen. Das Verdrehrohr 80 erfährt eine Last bzw. Torsion, welche über die Belastungsmesser 90 erfaßt wird. Eingangssignale von den Belastungsmessern 90 werden der Leiterplatte 170 zugeführt und verarbeitet und in RF-Signale umgewandelt, die sowohl an den Sender 204, wie auch den Hilfssender 206 gesendet werden. Zudem führt die Drehung des Hinterrads 32 dazu, daß der Zungenschalter 210 über den Magneten 142 bei jeder Drehung des Hinterrads 32 gelangt. Signale von dem Zungenschalter 210 werden der Leiterplatte 170 zugeführt und verarbeitet und wiederum in RF-Signale umgewandelt, die sowohl von dem Sender 204 wie auch dem Sender 206 ausgesendet werden.
Die Hülse 104 des Nabenelements 40 ist aus einem metallischen Material wie beispielsweise Aluminium hergestellt, das es nicht zuläßt, daß RF-Signale von den Sendern 204, 206 nach außerhalb des Nabenelements 40 gesandt werden. Jedoch ist das Material des Verstärkungsrohrs 110 durchlässig, d.h., es läßt zu, daß RF-Signale von den Sendern 204, 206 nach außerhalb des Nabenelements 40 ausgestrahlt werden können. Bei diesem Aufbau gelangen die von den Sendern 204, 206 ausgestrahlten RF-Signale durch die Fenster oder Öffnungen 106 in der Nabenhülse 104, durch das Verstärkungsrohr 110 und werden von dem Empfänger des Fahrradcomputers 34 empfangen. Derartige Signale werden dann verarbeitet, um eine Echtzeitangabe in Bezug auf die Reifengeschwindigkeit und die am Hinterreifen 32 anliegende Eingangsleistung vorzusehen und werden auch zwecks zukünftiger Verwendung und Verarbeitung gespeichert.
Die Verwendung redundanter Sender 204, 206 stellt sicher, daß an allen Stellen während der Drehung des Nabenelements 40 ein starkes Signal ausgesandt wird. Dies kommt dem Nachteil im Zusammenhang mit einem Einzelsender bei, insofern, als die Anwesenheit der Achse, die typischerweise aus einem undurchlässigen Material wie beispielsweise Stahl hergestellt ist, einen Durchlaß des RF-Signals zu dem Empfänger des Fahrradcomputers 34 an einer Stelle bei der Drehung der Nabe verhindert, bei der die Achse zwischen dem Sender und dem Empfänger angeordnet ist. Eine Verwendung der beiden gezeigten und beschriebenen Sender kommt dem durch die Achse erzeugten Knoten oder der Null bei. Des weiteren verhindert die senkrechte Positionierung der Sender 204, 206 relativ zueinander die Ausbildung einer Null, die ansonsten auftreten würde, falls sich die beiden Sender 204, 206 unter gleicher Orientierung befinden würden. Die Positionierung der Sender in einer wie gezeigten, senkrechten Beziehung verhindert die Ausbildung einer elektromagnetischen Null, da die Feldlinien der Sender unter 90° zueinander stehen und stellt sicher, daß an allen Stellen der Drehung der Nabe ein starkes Signal ausgesandt wird.
Bei dem gezeigten und beschriebenen Aufbau ist erkennbar, daß alle elektronischen Bauteile im Zusammenhang mit der Drehmomenterfassung und den Signalsendefunktionen der Nabenanordnung 36 eingeschlossen sind im Inneren des Nabenelements 40. Dichtungen sind an allen Orten angeordnet, die an dem Innenraum angrenzen oder dort hinführen, innerhalb dem die elektronischen Komponenten angeordnet sind, um zu verhindern, daß derartige Komponenten Feuchtigkeit, Schmutz, Staub oder anderen Verunreinigungen ausgesetzt sind. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, bei dem die Komponenten des Senders außerhalb der Nabe angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung liefert daher den Vorteil einer leichtgewichtigen, starken Nabe aufgrund des Kompositaufbaus, der über die Nabenfenster 106 und das Verstärkungsrohr 110 vorgesehen wird und zieht auch einen Vorteil aus der Anwesenheit von Öffnungen in dem Material der Nabe, die eingeschlossen sind von dem Verstärkungsrohr 110, um eine Transmission von RF-Signalen nach außerhalb der Nabe zu ermöglichen.
Während die Erfindung in Bezug auf ein spezielles Ausführungsbeispiel gezeigt und beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß verschiedenste Alternativen und Modifikationen möglich und vorgesehen sind, die innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen. Während die Erfindung in Bezug auf die Erfassung eines Drehmoments und die Transmission von für das erfaßte Drehmoment repräsentative Signale an einen Empfänger beschrieben wurde, ist beispielhaft und ohne Einschränkung vorgesehen, daß jeglichen Betriebscharakteristika des Fahrrads 20 entsprechende Signale in der der Beschriebenen ähnlichen Weise gesendet werden können. Derartige Beispiele umfassen Signale, die bezeichnend sind für die Reifengeschwindigkeit, Neigung des Fahrrads 20, etc.. Während die Erfindung in Bezug auf den direkt mit der Leiterplatte verbundenen Sender beschrieben wurde, der von den Belastungsmessern Signale empfängt, ist des weiteren vorgesehen, daß die Sendekomponenten bzw. -bauteile an Orten liegen können, die von den erfassenden Komponenten entfernt sind und damit über geeignete Verdrahtung oder ähnlichem verbunden werden. Während die Erfindung in Bezug auf elektronische Erfassungs- und Sendekomponenten beschrieben wurde, die innerhalb der Nabe des Fahrradreifens beinhaltet sind, ist zudem vorgesehen, daß die Sendekomponenten in jeglichem Ort an dem Fahrrad vorgesehen sein können. Beispielhaft und ohne Einschränkung können die Sendekomponenten innerhalb eines Abschnitts oder Teils der Fahrradrahmenanordnung 22 beinhaltet sein, die aus einem Material hergestellt ist, mit dem es RF-Signalen möglich ist, nach außerhalb des Rahmenteils gestrahlt zu werden und dadurch von dem in Verbindung mit dem Fahrradcomputer 34 stehenden Empfänger empfangen zu werden. Während das durch die Anwesenheit der Achse innerhalb des Inneren der Nabe auftretende Hindernis als überwindbar gezeigt wurde, indem zwei Sender verwendet werden, die unter 90° zueinander angeordnet sind, ist es zudem selbstverständlich, daß dieses Problem auch überwunden werden kann durch Verwendung einer Antenne mit größerer Schleife, die ein Feld abstrahlt, das das Verdrehrohr umschifft. Jedoch liefert die Verwendung zweier, wie dargestellter, relativ kleiner Antennen eine kompakte Gesamtpackung und gleichzeitig ein starkes Signal an allen Stellen bei der Drehung der Nabe.
Verschiedenste Alternativen und Ausführungsbeispiele sind dazu vorgesehen, innerhalb des Bereichs der folgenden Ansprüche beinhaltet zu sein, die speziell und genau den als Erfindung angesehenen Gegenstand beanspruchen.

Claims

Fahrradkomponente mit: einem Element (40), das einen Innenraum definiert; einer Erfassungsanordnung (90) zum Erfassen wenigstens eines Betriebscharakteristikums des Fahrrads (20) und zum Liefern eines Ausgangssignals, das bezeichnend ist für das wenigstens eine Betriebscharakteristikum des Fahrrads (20); und wenigstens einem Sender (204, 206), der im Inneren des Elements (40) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Sender (204, 206) das Ausgangssignal von der Erfassungsanordnung (90) empfängt und derart ausgestaltet ist, daß er ein Signal aussendet, das bezeichnend ist für das wenigstens eine Betriebscharakteristikum, wobei das Element (40) derart ausgestaltet ist, daß es dem wenigstens einen Sender (204, 206) gestattet, das Signal zu einem Ort zu senden, der außerhalb des Innenraums des Elements (40) liegt.
Fahrradkomponente nach Anspruch 1, bei welcher die Erfassungsanordnung (90) ausgestaltet ist, um eine Leistung zu erfassen, die von einem Fahrer des Fahrrads (20) abgegeben wird, um dem Fahrrad (20) eine Bewegung zuteil werden zu lassen.
Fahrradkomponente nach Anspruch 2, bei welcher das Element ein Nabenelement (40) umfaßt, das einen Teil eines angetriebenen Rades (32) des Fahrrads (20) bildet und wobei das Nabenelement (40) eine Hülse (104) aufweist, die eine Außenwand hat, die einen Durchgang (56) definiert, der den Innenraum des Elements (40) bildet, wobei die Erfassungsanordnung (90) ein Verdrehrohr (80) aufweist, das innerhalb des Durchgangs (56) angeordnet ist und das die von einem Fahrer des Fahrrads (20) abgegebene Eingangsleistung von einer ersten Eingangsseite des Nabenelements (40) an eine zweite Ausgangsseite des Nabenelements (40) überträgt, wobei die Erfassungsanordnung (90) des weiteren einen oder mehrere Belastungsmesser (90) aufweist, die mit dem Verdrehrohr (80) verbunden sind, um die Belastung in dem Verdrehrohr (80) zu erfassen und beim Erfassen der Eingangsleistung zu verwenden, die von einem Fahrer des Fahrrads (20) abgegeben wurde, wobei der wenigstens eine Sender (204, 206) in einem Raum angeordnet ist, der von der Außenwand der Hülse (104) und dem Verdrehrohr (80) begrenzt ist und wobei die Außenwand der Hülse (104) derart aufgebaut ist, daß sie es dem wenigstens einen Sender (204, 206) erlaubt, das Signal zu einem Ort außerhalb des Durchgangs (56) abzustrahlen.
Fahrradkomponente nach Anspruch 3, bei welcher die Außenwand der Hülse (104) einen Kompositaufbau hat mit Abschnitten, die aus einem undurchlässigen Material gebildet sind und Abschnitten, die aus einem durchlässigen Material gebildet sind und die eine Ausstrahlung des Signals zu einem Ort, außerhalb des Durchgangs (56), ermöglichen.
Fahrradkomponente nach Anspruch 4, bei welcher die Außenwand der Hülse (104) eine oder mehrere Öffnungen (106) aufweist, die in dem undurchlässigen Material der Außenwand ausgebildet sind, wobei die eine oder die mehreren Öffnungen (106) in Verbindung stehen mit dem Durchgang (56) und wobei die eine oder mehreren Öffnungen (106) von dem durchlässigen Material besetzt sind.
Fahrradkomponente nach Anspruch 1, bei welcher das Element ein Nabenelement (40) umfaßt, das einen Teil eines angetriebenen Rades (32) des Fahrrads (20) bildet.
Fahrradkomponente nach Anspruch 6, bei welcher das Nabenelement (40) einen undurchlässigen Abschnitt aufweist, der eine oder mehrere Öffnungen (106) definiert und einen durchlässigen Abschnitt, der die eine oder die mehreren Öffnungen (106) besetzt, um eine Übertragung des Signals durch die eine oder die mehreren Öffnungen (106) zu ermöglichen.
Fahrradkomponente nach Anspruch 7, bei welcher der durchlässige Abschnitt ein Verstärkungsteil (110) umfaßt, das mit dem undurchlässigen Abschnitt zusammenwirkt, um das Nabenelement (40) zu verstärken.
Fahrradkomponente nach Anspruch 8, bei welcher der undurchlässige Abschnitt des Nabenelements (40) einen Durchgang definiert, wobei die eine oder die mehreren Öffnungen (106) mit dem Durchgang kommunizieren und wobei das Verstärkungsteil ein rohrförmiges Teil (110) umfaßt, das ausgestaltet ist zum Eingriff in dem Durchgang und zum Besetzen der einen oder mehreren Öffnungen (106).
Fahrradkomponente nach Anspruch 6, bei welcher das Nabenelement (40) ein Paar voneinander beabstandeter Speichenbefestigungsabschnitte (98, 100) umfaßt und einen transversalen Abschnitt (102), der zwischen den Speichenbefestigungsabschnitten (98, 100) verläuft und diese verbindet, wobei die Speichenbefestigungsabschnitte (98, 100) aus einem undurchlässigen Material gebildet sind und wobei wenigstens ein Abschnitt des transversalen Abschnitts (102) aus einem undurchlässigen Material gebildet ist, das eine oder mehrere Öffnungen (106) definiert und wobei jede Öffnung (106) eingeschlossen ist über ein durchlässiges Element, das eine Transmission des Signals durch die eine oder die mehreren Öffnungen (106) ermöglicht.
Fahrradkomponente nach Anspruch 9, bei welcher das Transmission zulassende Element ein Verstärkungsteil (110) umfaßt, das mit dem undurchlässigen Material der Speichenbefestigungsabschnitte (98, 100) und dem transversalen Abschnitt (102) zusammenwirkt, um das Nabenelement (40) zu verstärken.
Verfahren zum Senden eines Signales, das bezeichnend ist für ein Betriebscharakteristikum eines Fahrrads, die Schritte umfassend: Erfassen eines Betriebscharakteristikums des Fahrrads; Vorsehen eines Ausgangssignals, das bezeichnend ist für das erfaßte Betriebscharakteristikum; Zuführen des Ausgangssignals zu einem Sender, der an einem ersten Ort an dem Fahrrad, innerhalb eines Innenraums angeordnet ist, der durch eine oder mehrere Wände definiert ist, die in Verbindung stehen mit einer Komponente des Fahrrads; Betätigen des Senders zum Zwecke des Sendens des Signals durch die eine oder die mehreren Wände der Komponente des Fahrrads; und Empfangen des ausgesendeten Signals bei einem Empfänger, der an einem zweiten Ort an dem Fahrrad angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Schritt des Erfassens eines Betriebscharakteristikums des Fahrrads das Erfassen einer Leistung umfaßt, die abgegeben wird durch einen Fahrer des Fahrrads um dem Fahrrad eine Bewegung aufzuerlegen.
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Fahrradkomponente ein Nabenelement umfaßt, das einen Teil eines angetriebenen Rades des Fahrrads bildet und wobei das Nabenelement eine Hülse aufweist mit einer äußeren Wand, die einen Durchgang definiert, der den Innenraum des Elementes bildet, wobei der Schritt des Erfassens der Leistung, die abgegeben wird von einem Fahrer des Fahrrads zum Zwecke der Bewegung des Fahrrads, durchgeführt wird unter Verwendung eines Verdrehrohrs, das innerhalb des Durchgangs angeordnet ist und das von einem Fahrer des Fahrrads abgegebene Eingangsleistung von einer ersten Eingangsseite des Nabenelements an eine zweite Ausgangsseite des Nabenelements überträgt, sowie einen oder mehrere Belastungsmesser, die mit dem Verdrehrohr verbunden sind, um eine Belastung in dem Verdrehrohr zu erfassen zwecks Erfassung der von einem Fahrer des Fahrrads abgegebenen Eingangsleistung, wobei der Sender in einem Raum angeordnet ist, der zwischen der Außenwand der Hülse und dem Verdrehrohr definiert ist und wobei die Außenwand der Hülse derart aufgebaut ist, daß sie es dem Sender ermöglicht, das Signal zu einem Ort außerhalb des Durchgangs zu senden.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem der Schritt des Betätigens des Senders zum Senden des Signals durch die eine oder die mehreren Wände der Komponente des Fahrrads durchgeführt wird durch Ausbilden der Außenwand der Hülse mit einer Kompositkonstruktion, aufweisend Abschnitte, die aus einem undurchlässigen Material gebildet sind und Abschnitten, die aus einem durchlässigen Material gebildet sind, die ein Senden des Signals zu einem Ort außerhalb des Durchgangs ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des Bildens der Außenwand der Hülse mit einer Kompositkonstruktion durchgeführt wird durch Ausbilden einer oder mehrerer Öffnungen in dem undurchlässigen Material der Außenwand, wobei die eine oder die mehreren Öffnungen mit dem Durchgang kommunizieren und ein Positionieren des durchlässigen Materials innerhalb der einen oder mehreren Öffnungen.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Schritt des Betätigens des Senders zum Senden des Signals durch die eine oder die mehreren Wände der Komponente des Fahrrads ausgeführt wird durch Senden des Signals durch ein Fenster, das definiert wird durch ein Nabenelement, das einen Teil eines angetriebenen Rades des Fahrrads bildet, wobei das Nabenelement gebildet ist aus einem undurchlässigen Material und wobei das Fenster eingeschlossen ist von einem durchlässigen Material, das es dem Signal ermöglicht, von innerhalb des Nabenelements nach außerhalb des Nabenelements gesendet zu werden.
Verfahren nach Anspruch 17, aufweisend den Schritt des Einschließens des Fensters mit einem durchlässigen Teil in Form eines Verstärkungsteils, das zusammenwirkt mit dem undurchlässigen Abschnitt zum Zwecke der Verstärkung des Nabenelements.
Verfahren nach Anspruch 18, bei welchem der Schritt des Einschließens des Fensters mit Hilfe eines durchlässigen Teils ausgeführt wird durch Positionieren des Verstärkungsteils innerhalb eines von dem Nabenelement definierten Durchgangs, wobei das Fenster in Kommunikation steht mit dem Durchgang und wobei das Verstärkungsteil ein rohrförmiges Teil umfaßt, das ausgestaltet ist, um innerhalb des Durchgangs in Eingriff zu stehen und das Fenster zu besetzen.
Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Fahrradkomponente ein Nabenelement umfaßt, das ein Paar voneinander beabstandeter Speichenbefestigungsabschnitte hat und einen transversalen Abschnitt, der zwischen den Speichenbefestigungsabschnitten verläuft und diese verbindet, wobei die Speichenbefestigungsabschnitte aus einem undurchlässigen Material gebildet sind und wobei wenigstens ein Abschnitt des transversalen Abschnitts aus einem undurchlässigen Material gebildet ist, das eine oder mehrere Öffnungen definiert und wobei des weiteren der Schritt beinhaltet ist des Einschließens wenigstens einer der Öffnungen mit einem durchlässigen Teil, das eine Transmission des Signals durch die Öffnung ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Einschließens der Öffnung mit einem durchlässigen Teil ausgeführt wird durch Eingriff eines Verstärkungsteils mit dem Nabenelement, wobei das Verstärkungsteil gebildet ist aus einem durchlässigen Material und zusammenwirkt mit dem undurchlässigen Material der Speichenbefestigungsabschnitte und des transversalen Abschnittes zum Zwecke der Verstärkung des Nabenelements.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Eingriffs des Verstärkungsteils mit dem Nabenelement ausgeführt wird durch Positionieren des Verstärkungsteils innerhalb eines von dem transversalen Abschnitt des Nabenelements definierten Durchgangs.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum eines Fahrrads (20), mit: einer Erfassungsanordnung (90) zum Erfassen einer oder mehrerer Betriebscharakteristika des Fahrrads (20); und wenigstens einem Sender (204, 206), der auf die Erfassungsanordnung (90) reagiert, um ein Signal von einem ersten Ort an dem Fahrrad (20) zu einem Empfänger abzustrahlen, der an einem zweiten Ort an dem Fahrrad (20) angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Sender (204, 206) innerhalb eines Innenraums beinhaltet ist, der durch eine Komponente des Fahrrads (20) an dem ersten Ort an dem Fahrrad (20) definiert ist und wobei die Fahrradkomponente derart aufgebaut ist, daß sie es dem ausgesandten Signal erlaubt, zum Zwecke des Durchgangs zu dem Empfänger durch die Komponente zu gelangen.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 23, bei dem die Erfassungsanordnung (90) ausgestaltet ist, um eine Leistung zu erfassen, die von einem Fahrer des Fahrrads (20) abgegeben wird, um dem Fahrrad (20) eine Bewegung zuteil werden zu lassen.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 24, bei dem die Fahrradkomponente ein Nabenelement (40) umfaßt, das einen Teil eines angetriebenen Rades (32) des Fahrrads (20) bildet und wobei das Nabenelement (40) eine Hülse (104) aufweist, die eine Außenwand hat, die einen Durchgang (56) definiert, der den Innenraum des Elements (40) bildet, wobei die Erfassungsanordnung (90) ein Verdrehrohr (80) aufweist, das innerhalb des Durchgangs (56) angeordnet ist und das die von einem Fahrer des Fahrrads (20) abgegebene Eingangsleistung von einer ersten Eingangsseite des Nabenelements (40) an eine zweite Ausgangsseite des Nabenelements (40) überträgt, wobei die Erfassungsanordnung (90) des weiteren einen oder mehrere Belastungsmesser (90) aufweist, die mit dem Verdrehrohr (80) verbunden sind, um die Belastung in dem Verdrehrohr (80) zu erfassen und beim Erfassen der Eingangsleistung zu verwenden, die von einem Fahrer des Fahrrads (20) abgegeben wurde, wobei der wenigstens eine Sender (204, 206) in einem Raum angeordnet ist, der zwischen der Außenwand der Hülse (104) und dem Verdrehrohr (80) begrenzt ist und wobei die Außenwand der Hülse (104) derart aufgebaut ist, daß sie es dem wenigstens einen Sender (204, 206) erlaubt, das Signal zu einem Ort außerhalb des Durchgangs (56) abzustrahlen.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 25, bei dem die Außenwand der Hülse (104) einen Kompositaufbau hat mit Abschnitten, die aus einem undurchlässigen Material gebildet sind und Abschnitten, die aus einem durchlässigen Material gebildet sind und die eine Ausstrahlung des Signals zu einem Ort, außerhalb des Durchgangs (56), ermöglichen.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 26, bei dem die Außenwand der Hülse (104) eine oder mehrere Öffnungen (106) aufweist, die in dem undurchlässigen Material der Außenwand ausgebildet sind, wobei die eine oder die mehreren Öffnungen (106) in Verbindung stehen mit dem Durchgang (56) und wobei die eine oder mehreren Öffnungen (106) von dem durchlässigen Material besetzt sind.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 23, bei dem die Fahrradkomponente ein Nabenelement (40) umfaßt, das einen Teil eines angetriebenen Rades (32) des Fahrrads (20) bildet.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 28, bei dem das Nabenelement (40) einen undurchlässigen Abschnitt aufweist, der eine oder mehrere Öffnungen (106) definiert und einen durchlässigen Abschnitt der die eine oder die mehreren Öffnungen (106) besetzt, um zu ermöglichen, daß das ausgesandte Signal durch das Nabenelement (40) zwecks Durchlaß zu dem Empfänger, hindurchgelangt.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 29, bei dem der durchlässige Abschnitt ein Verstärkungsteil (110) umfaßt, das mit dem undurchlässigen Abschnitt zusammenwirkt, um das Nabenelement (40) zu verstärken.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 30, bei dem der undurchlässige Abschnitt des Nabenelements (40) einen Durchgang definiert, wobei die eine oder die mehreren Öffnungen (106) mit dem Durchgang kommunizieren und wobei das Verstärkungsteil ein rohrförmiges Teil (110) umfaßt, das ausgestaltet ist zum Eingriff in dem Durchgang und zum Besetzen der einen oder mehreren Öffnungen (106).
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 28, bei dem das Nabenelement (40) ein Paar voneinander beabstandeter Speichenbefestigungsabschnitte (98, 100) umfaßt und einen transversalen Abschnitt (102), der zwischen den Speichenbefestigungsabschnitten (98, 100) verläuft und diese verbindet, wobei die Speichenbefestigungsabschnitte (98, 100) aus einem undurchlässigen Material gebildet sind und wobei wenigstens ein Abschnitt des transversalen Abschnitts (102) aus einem undurchlässigen Material gebildet ist, das eine oder mehrere Öffnungen (106) definiert und wobei jede Öffnung (106) eingeschlossen ist über ein durchlässiges Element, das eine Transmission des Signals durch die eine oder die mehreren Öffnungen (106) ermöglicht.
Erfassungssystem für ein Betriebscharakteristikum nach Anspruch 32, bei dem das Transmission zulassende Element ein Verstärkungsteil (110) umfaßt, das mit dem undurchlässigen Material der Speichenbefestigungsabschnitte (98, 100) und dem transversalen Abschnitt (102) zusammenwirkt, um das Nabenelement (40) zu verstärken.