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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für ein Fahrrad sowie ein Fahrrad mit diesem Kurbeltrieb und ein Steuergerät für ein Elektrofahrrad. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Kurbeltrieb für Fahrräder mit elektrischem Hilfsantrieb.
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Bei Fahrrädern ist es teilweise wünschenswert, das direkt vom Fahrer an den Pedalen erzeugte Moment zu messen. Insbesondere bei Fahrrädern mit elektrischem Hilfsantrieb kann der Fahrerwunsch nach Vortrieb direkt aus dem vom Fahrer an den Pedalen erzeugten Moment abgeleitet werden. Heute üblich sind hierfür Drehmomentensensoren direkt an der Tretwelle. Diese sind bisher aufwändig und teuer. Bekannt sind auch Getriebe, die die Reaktionskraft in einer Vorgelegewelle, die einen Teil eines Getriebes zwischen Tretwelle und Antriebskettenblatt bildet, ermitteln. Bei den Momentensensoren sind solche bekannt, die über Dehnungsmessstreifen Torsionsspannungen in der Antriebswelle messen. Des Weiteren ist es bekannt durch Hinderung des magnetischen Flusses in einem anisotropen Material die Feldänderung zu messen, die durch Torsionsspannungen entsteht. Darüber hinaus sind Drehwinkelsensoren bekannt, die beispielsweise unter dem Begriff "Cipos" der Firma Hella gehandelt werden. Diese Drehwinkelsensoren messen Änderungen der Induktion in einem hochfrequenten Feld erzeugt mit einer Sendespule und empfangen in einer Empfängerspule. Ein besonders gestalteter Rotor bzw. ein Geberrad beeinflussen dieses Feld, so dass letztlich aus der Änderung der Induktion ein Drehwinkel ermittelt werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Kurbeltrieb für ein Fahrrad gemäß Anspruch 1 ermöglicht es nun sehr günstige Drehwinkelsensoren zur Ermittlung des Drehmoments an der Tretwelle zu verwenden. Gleichzeitig entfallen zusätzliche Drehzahlsensoren, da die verwendeten Drehwinkelsensoren sowohl zur Ermittlung des Drehmoments als auch zur Ermittlung der Drehzahl verwendet werden können. Durch Verwendung sehr kleiner Induktivitäten an den Spulen der Drehwinkelsensoren sind hohe Frequenzen (beispielsweise im Bereich von 1–10 MHz) nötig, wodurch das Messprinzip sehr robust gegen Störungen wird. Des Weiteren führt die verwendete Messmethode zu einer sehr hohen Auflösung bei kleinen Winkeln. Wählt man beispielsweise das Signal so, dass es sich bei 30° wiederholt, dann entspricht ein Inkrement in etwa 0,03°. Des Weiteren ist ein Überlastanschlag zu der Tretwelle möglich. Diese Vorteile werden erreicht durch einen Kurbeltrieb für ein Fahrrad, umfassend eine Tretkurbelwellenanordnung, wobei an den beiden freien Enden der Tretkurbelwellenanordnung zwei Tretkurbeln bzw. Pedale des Fahrrads angeordnet werden können. Auf dieser Tretkurbelwellenanordnung ist ein Abtriebsrad, insbesondere ausgebildet als Kettenrad, rotationsfest fixiert. Über dieses Abtriebsrad kann beispielsweise mittels einer Kette die Kraft auf ein Hinterrad des Fahrrads übertragen werden. Des Weiteren befinden sich auf der Tretkurbelwellenanordnung zwei rotationsfest fixierte Geberräder. Diese Geberräder rotieren mit der Tretkurbelwellenanordnung. Zu jedem Geberrad ist ein Drehwinkelsensor angeordnet. Die Drehwinkelsensoren befinden sich erfindungsgemäß nicht auf der Tretkurbelwellenanordnung und rotieren nicht mit. Die beiden Geberräder sind voneinander beabstandet und der Bereich der Tretkurbelwellenanordnung zwischen den beiden Geberrädern ist torsionslabil ausgebildet. Mit den beiden Drehwinkelsensoren kann nun zum Einen die Drehzahl ermittelt werden. Darüber hinaus kann aus der Drehwinkeldifferenz an den beiden Geberrädern das Drehmoment an der Tretkurbelwellenanordnung ermittelt werden. Das Messen des Fahrradmomentes direkt an der Tretwelle eines Fahrrades war bisher aufwändig und das Auskoppeln des Messsignals aus der drehenden Welle war bisher teuer, oder hat dazu geführt, dass die Welle eine große Elastizität aufweisen musste. Mit dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb wird nun ein preiswertes und robustes Messverfahren verwendet, das in den Bauräumen heutiger Fahrräder, insbesondere Elektrofahrrädern, integriert werden kann. Magnetische Störungen, die insbesondere bei FAG-Sensoren kritisch waren, spielen nun keine Rolle, da Drehwinkelsensoren mit einer hohen Frequenz des ausgesendeten Feldes verwendet werden. Infolgedessen ist die realisierte Induktivität relativ klein. Außerdem kann die Anordnung der Drehwinkelsensoren beispielsweise oberhalb der Welle erfolgen. Die Drehwinkelsensoren sind somit in einem Segment beispielsweise über der Welle angeordnet. Die Geberräder, die die Induktivität zwischen Sende- und Empfangsspule variieren, können sich in ihrer Struktur mehrfach wiederholen, wodurch der Bereich, in dem die Auswertung erfolgt, räumlich kleiner und somit die Auflösung größer wird. So können mit den beiden Geberrädern und den beiden Drehwinkelsensoren die Drehwinkeldifferenzen am torsionslabilen Bestandteil der Tretkurbelwellenanordnung sehr gut gemessen werden.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Drehwinkelsensoren berührungslos arbeitende Induktivsensoren sind. Diese Drehwinkelsensoren sind insbesondere auf eine Leiterplatte aufgedruckt. Somit handelt es sich bei der Sender- und Empfängerspule des Drehwinkelsensors nicht um gewickelte Drähte sondern um gedruckte Spulen. Diese induktiven Drehwinkelsensoren sind äußerst kleinbauend und können beispielsweise in den vorhandenen Bauraum bestehender Kurbeltriebe für Fahrräder eingebaut werden. Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass die Drehwinkelsensoren derart ausgebildet sind, dass sie die Tretkurbelwellenanordnung nicht umgreifen sondern seitlich angeordnet sind. Die Drehwinkelsensoren sind bevorzugt nur in einem Segment von bis zu 90° seitlich der Tretkurbelwellenanordnung angeordnet. Dadurch entsteht nicht die Problematik mit dem begrenzten Bauraum im Bereich des Kurbeltriebes und aufgrund der oben beschriebenen berührungslosen Arbeitsweise der Drehwinkelsensoren müssen die Daten nicht mehr aus einer rotierenden Welle ausgekoppelt werden.
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In einer bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass die Tretkurbelwellenanordnung eine Torsionshohlwelle und eine Tretwelle umfasst. An der Torsionshohlwelle werden die beiden Geberräder fixiert, so dass die beiden Geberräder mit der Torsionshohlwelle rotieren. Die Tretwelle ist in der Torsionshohlwelle angeordnet und die beiden Tretkurbeln bzw. Pedale des Fahrrads werden an den beiden freien Enden der Tretwelle befestigt. Der Benutzer des Fahrrads leitet das Drehmoment über die Tretkurbeln direkt in die Tretwelle ein. Die Torsionshohlwelle greift das Drehmoment von der Tretwelle ab. Die beiden Geberräder sind auf der Torsionshohlwelle beabstandet fixiert, so dass anhand der Drehwinkeldifferenz in den beiden Geberrädern das über die Tretwelle auf die Torsionshohlwelle eingeleitete Drehmoment des Fahrrads messbar ist. Durch feine Schlitze in Achsrichtung in der Torsionshohlwelle lässt sich die Anfangsempfindlichkeit noch steigern, da dadurch die gemessene Drehwinkeldifferenz steigt.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Abtriebsrad auf der Torsionshohlwelle fixiert ist. Das Drehmoment wird also über die Tretkurbeln auf die Tretwelle eingeleitet. Von der Tretwelle wird das Drehmoment auf die Torsionshohlwelle übertragen. Auf dieser Torsionshohlwelle wird das vom Fahrer eingeleitete Drehmoment mittels der beiden Geberräder und den Drehwinkelsensoren gemessen. Nach dieser Messung wird das Drehmoment von der Torsionshohlwelle auf das Abtriebsrad übertragen. Das Abtriebsrad steht beispielsweise über eine Kette mit dem Hinterrad des Fahrrads in Antriebsverbindung.
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Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Kraftübertragungsrad, insbesondere Zahnrad, auf der Torsionshohlwelle angeordnet ist. Des Weiteren ist in dem Kurbeltrieb ein Elektromotor vorgesehen. Das Drehmoment dieses Elektromotors wird über dieses Kraftübertragungsrad auf die Torsionshohlwelle eingeleitet. Das Kraftübertragungsrad kann in beide Richtung rotationsfest mit der Torsionshohlwelle verbunden sein. Alternativ befindet sich eine Freilaufanordnung zwischen dem Kraftübertragungsrad und der Torsionshohlwelle, so dass lediglich in einer Rotationsrichtung eine rotationsfeste Fixierung zwischen Torsionshohlwelle und Kraftübertragungsrad vorliegt. Zwischen der Ankerwelle des Elektromotors und dem Kraftübertragungsrad können sich noch weitere Getriebestufen befinden. An der Torsionshohlwelle wird somit das vom Fahrer eingeleitete Drehmoment und das Drehmoment des Elektromotors überlagert. Besonders bevorzugt sind die Komponenten dabei so angeordnet, dass das vom Fahrer erzeugte Drehmoment von der Tretwelle an einer ersten Stelle auf die Torsionshohlwelle übertragen wird. Daraufhin wird an der Torsionshohlwelle mit den beiden Geberrädern das Drehmoment bestimmt. Nach der Messung mit den beiden Geberrädern ist das Kraftübertragungsrad zur Verbindung mit dem Elektromotor und das Abtriebsrad zur Verbindung mit dem Hinterrad des Fahrrads angeordnet. Dadurch wird an den beiden Geberrädern das vom Fahrer erzeugte Drehmoment und nicht das vom Elektromotor erzeugte Drehmoment gemessen. Bevorzugt befindet sich die drehfeste Verbindung zwischen Tretwelle und Torsionshohlwelle in einer ersten Hälfte, also auf einer der beiden Tretkurbeln zugeordneten Seite, und das Kraftübertragungsrad mit dem Abtriebsrad auf der anderen Hälfte der Tretkurbelwellenanordnung.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Tretwelle an nur einer Verbindungsstelle rotationsfest mit der Torsionshohlwelle verbunden ist. Darüber hinaus kann natürlich die Tretwelle an mehreren Stellen gegenüber der Torsionshohlwelle mit Wälz- oder Gleitlagern abgestützt sein. Besonders bevorzugt ist zumindest eines der Geberräder zwischen dieser Verbindungsstelle und dem Kraftübertragungsrad angeordnet. Das zweite Geberrad befindet sich bevorzugt an der Verbindungsstelle oder sehr nahe an der Verbindungsstelle. Besonders bevorzugt befindet sich das erste Geberrad so nah wie möglich am Kraftübertragungsrad. Das zweite Geberrad befindet sich so nah wie möglich an der Verbindungsstelle. Dadurch wird die maximale torsionslabile Länge der Torsionshohlwelle zum Messen der Drehwinkeldifferenz ausgenutzt.
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In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass das Abtriebsrad auf einer Seite der Tretkurbelwellenanordnung angeordnet ist und dass die Verbindungsstelle auf der gegenüberliegenden Seite der Tretkurbelwellenanordnung angeordnet ist. Unterteilt man die Tretkurbelwellenanordnung zwischen den beiden Tretkurbeln bzw. zwischen den beiden freien Enden der Tretkurbelwellenanordnung gedanklich in drei gleiche Drittel, so ist besonders bevorzugt das Abtriebsrad in einem ersten Drittel angeordnet und die Verbindungsstelle zwischen Tretwelle und Torsionshohlwelle befindet sich im dritten Drittel.
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In bevorzugter Ausführung ist eine Auswerteeinheit vorgesehen. Diese Auswerteeinheit kann auch in eine Steuer- oder Regeleinheit integriert werden. Die Auswerteeinheit kann im Gehäuse des Kurbeltriebes oder außerhalb angeordnet werden. In der Auswerteeinheit wird aus den beiden Drehwinkeldifferenzen das resultierende Drehmoment berechnet.
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Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein Fahrrad mit dem soeben beschriebenen Kurbeltrieb und zwei Tretkurbeln an den freien Enden der Tretkurbelwellenanordnung. Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Kurbeltriebs beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen finden entsprechend vorteilhafte Anwendung auf das erfindungsgemäße Fahrrad. Ferner umfasst die Erfindung ein Steuergerät für ein Fahrrad mit elektrischem Hilfsantrieb. Das Steuergerät erhält als Eingangswerte zumindest zwei gemessene Drehzahlwerte. Die Drehzahlen werden am Kurbeltrieb des Fahrrades gemessen. Das Steuergerät ist dazu ausgelegt aus den beiden Drehzahlwerten ein Drehmoment am Kurbeltrieb des Fahrrades zu messen. Insbesondere wird eine Differenz aus den beiden Drehzahlwerten ermittelt. Besonders bevorzugt ist in dem Steuergerät eine Kennlinie hinterlegt, aus der das Drehmoment ermittelt werden kann. Ferner dient das Steuergerät zur Ansteuerung des Elektromotors in Abhängigkeit des vom Fahrer in den Kurbeltrieb eingeleiteten Drehmoments. Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Kurbeltriebs beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen finden entsprechend vorteilhafte Anwendung auf das erfindungsgemäße Steuergerät.
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Der hier vorgestellte Kurbeltrieb bzw. das Fahrrad weisen bevorzugt die beschriebene Torsionshohlwelle mit zwei Geberrädern auf. Das eine Geberrad sitzt an der Einleitstelle des vom Fahrrad erzeugten Drehmoments in die Torsionshohlwelle. Das zweite Geberrad befindet sich im Bereich der Ausleitung des Drehmoments von der Torsionshohlwelle auf das Hinterrad des Fahrrads. Da diese Torsionshohlwelle möglichst steif sein soll, damit der Fahrer des Fahrrads ein direktes Umsetzen seines Moments in Bewegung spürt, muss die gemessene Winkelauflösung der Drehwinkelsensoren möglichst gut, also sehr empfindlich sein. Bevorzugt werden deshalb sehr feine Strukturen für die Sende- und Empfangsspulen verwendet. Die bevorzugt verwendeten dreifachen Spulen, die in Summe bei den Drehwinkelsensoren eine resolverähnliche Auflösung von 360° ermöglichen, lassen sich nahezu beliebig oft auf dem Geberrad wiederholen. Wenn man also die Sende- und Empfängerspulen kleiner macht lässt sich die Auflösung des Drehwinkelsensors erhöhen. Die Grenze ist letztendlich die Struktur der Spulen selbst und die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Auswerteelektronik. Kann man also sehr geringe Winkelteile messtechnisch erfassen, so lassen sich auch aus einer relativ steifen Hohlwelle präzise Momente erfassen. Diese relativ hohe Winkelabtastrate ist deshalb möglich, da die gemessene Welle hier vom Radfahrer selbst getreten wird und auf einem Fahrrad Tretdrehzahlen von 30–120 üblich sind. Ein weiterer Vorteil der hier vorgestellten Art zur Drehmomenterfassung ist, dass automatisch eine Drehzahlinformation der Tretwelle abfällt, so dass bisher verwendete zusätzliche Drehratengeber entfallen können. Für den kleinen Bauraum werden bevorzugt die Spulen der Drehwinkelsensoren auf Platten gedruckt und es werden keine Drähte oder ähnliches für die Spulen gewickelt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigt:
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1 ein Fahrrad mit dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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2 den detaillierten Aufbau des erfindungsgemäßen Kurbeltriebs gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
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3 den schematischen Aufbau eines Drehwinkelsensors des erfindungsgemäßen Kurbeltriebs gemäß dem Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsform der Erfindung
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Im Folgenden wird anhand der 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kurbeltriebs 1 genauer erläutert.
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1 zeigt ein Fahrrad 2 mit dem Kurbeltrieb 1. An dem Kurbeltrieb 1 befindet sich ein Abtriebsrad 4, ausgebildet als Kettenrad. Über dieses Abtriebsrad 4 wird mittels einer Kette ein Drehmoment auf ein Hinterrad 5 des Fahrrades 2 übertragen. An dem Kurbeltrieb 1 ist beidseitig jeweils eine Tretkurbel 3 montiert. Über diese Tretkurbeln 3 kann der Fahrer Drehmoment in den Kurbeltrieb 1 einleiten. Zur Unterstützung des Fahrers umfasst der Kurbeltrieb 1 einen Elektromotor 6. Am Rahmen des Fahrrades 2 ist eine Batterie 7 befestigt. Diese Batterie 7 speist den Elektromotor 6 bzw. kann der Elektromotor 6 auch als Generator betrieben werden und so die Batterie 7 speisen. Des Weiteren befindet sich an dem Fahrrad 2 eine Steuer- und Auswerteeinheit 8. Am Lenker des Fahrrades 2 befindet sich eine Handsteuerung 9, an der der Fahrer den Elektromotor 6 zuschalten und regulieren kann.
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Anhand der 2 wird der Aufbau des Kurbeltriebs 1 genauer erläutert. Der Kurbeltrieb 1 umfasst eine Tretkurbelwellenanordnung 10. Diese Tretkurbelwellenanordnung 10 wiederum umfasst eine Torsionshohlwelle 11 und eine in der Torsionshohlwelle 11 angeordnete Tretwelle 12. Die Tretkurbelwellenanordnung 10 umfasst zwei freie Enden 13, 14. Die beiden freien Enden 13, 14 befinden sich an den Enden der Tretwelle 12. An diesen beiden freien Enden 13, 14 können zwei Tretkurbeln 3 bzw. zwei Pedale montiert werden. Auf der Torsionshohlwelle 11 ist ein erstes Geberrad 15 und ein vom ersten Geberrad 15 beabstandetes zweites Geberrad 17 montiert. Die Rotation des ersten Geberrads 15 wird berührungslos von einem ersten Drehwinkelsensor 16 detektiert. Die Rotation des zweiten Geberrades 17 wird berührungslos von einem zweiten Drehwinkelsensor 18 detektiert. Die beiden Drehwinkelsensoren 16, 18 sind insbesondere als Induktionssensoren ausgebildet. Die Sende- und Empfangsspulen der beiden Drehwinkelsensoren 16, 18 sind auf Leiterplatten aufgedruckt, so dass die Drehwinkelsensoren 16, 18 sehr platzsparend aufgebaut sind. Die beiden Geberräder 15, 17 sind von einem Gehäuse 20 des Kurbeltriebs 1 umschlossen. Die Drehwinkelsensoren 16, 18 sind insbesondere in diesem Gehäuse 20 montiert.
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Die Tretwelle 12 ist an genau einer Verbindungsstelle 19 mit der Torsionshohlwelle 11 rotationsfest verbunden. Darüber hinaus kann die Tretwelle 12 an Lagerstellen 40 in der Torsionshohlwelle 11 gelagert sein. Allerdings übertragen diese Lagerstellen 40 kein Drehmoment von der Tretwelle 12 auf die Torsionshohlwelle 11. Die Torsionshohlwelle 11 ist über ein erstes Wälzlager 21 gegenüber dem Gehäuse 20 gelagert. Die Tretwelle 12 ist über ein zweites Wälzlager 22 ebenfalls gegenüber dem Gehäuse 20 gelagert. Zur Übertragung des Drehmoments von der Tretkurbelwellenanordnung 10, insbesondere von der Torsionshohlwelle 11, auf das Hinterrad 5 des Fahrrades befindet sich das Abtriebsrad 4 rotationsfest angeordnet auf der Torsionshohlwelle 11. Des Weiteren ist auf der Torsionshohlwelle 11 ein Kraftübertragungsrad 23, ausgebildet als Zahnrad, angeordnet. Zwischen dem Kraftübertragungsrad 23 und der Torsionshohlwelle 11 befindet sich eine Freilaufanordnung 25 sowie ein drittes Wälzlager 24. Durch diese Anordnung kann in einer Richtung Drehmoment über das Kraftübertragungsrad 23 auf die Torsionshohlwelle 11 übertragen werden.
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Die Tretkurbelwellenanordnung 10 erstreckt sich entlang der eingezeichneten Längsachse 26. Im unteren Bereich der Darstellung in 2 ist diese Längsachse 26 in drei Drittel aufgeteilt. Das linke, äußere Drittel wird mit Bezugszeichen 27, das rechte äußere Drittel mit Bezugszeichen 28 bezeichnet. Das Abtriebsrad 4 befindet sich bevorzugt im linken äußeren Drittel 27. Die Verbindungsstelle 19 zwischen Tretwelle 12 und Torsionshohlwelle 11 befindet sich insbesondere im rechten äußeren Drittel 28. Dadurch steht ausreichend Platz für die beabstandeten Geberräder 15, 17 zur Messung der Drehwinkeldifferenz bereit. Das erste Geberrad 15 befindet sich im linken Drittel 27 oder im mittleren Drittel, so nah als möglich am Kraftübertragungsrad 23. Das zweite Geberrad 17 befindet sich bevorzugt an der Verbindungsstelle 19. Zwischen den beiden Geberrädern 15, 17 ist die Torsionshohlwelle 11 torsionslabil ausgestaltet. Dadurch entsteht die Drehwinkeldifferenz zwischen den beiden Geberrädern 15, 17. Die Berechnung des vom Fahrer eingeleiteten Drehmoments aus der Drehwinkeldifferenz erfolgt beispielsweise mit der Steuer- und Auswerteeinheit 8. Diese Steuer- und Auswerteeinheit 8 zur Berechnung des Drehmoments kann entgegen der Darstellung in 1 auch direkt am Kurbeltrieb 1, insbesondere im Gehäuse 20 platziert werden.
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Des Weiteren zeigt die 2 den Elektromotor 6 und eine Getriebeanordnung zur Einleitung des Drehmoments des Elektromotors 6 auf das Kraftübertragungsrad 23. Der Elektromotor 6 umfasst einen Stator 29 und einen Rotor 30. Der Rotor 30 rotiert mit einer Motorwelle 31. An einem Ende der Motorwelle 31 befindet sich ein erstes Ritzel 32. Parallel zur Motorwelle 31 ist eine Zwischenwelle 34 angeordnet. An einer Seite der Zwischenwelle 34 befindet sich ein Zwischenzahnrad 33, welches im Eingriff steht mit dem ersten Ritzel 32. Auf der anderen Seite der Zwischenwelle 34 befindet sich ein zweites Ritzel 35. Dieses zweite Ritzel 35 steht im Eingriff mit dem Kraftübertragungsrad 23. Die Motorwelle 31 und die Zwischenwelle 34 sind jeweils über Wälzlager gelagert.
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3 zeigt den genauen Aufbau der Drehwinkelsensoren 16, 18 (Dargestellt ist nur einer der Drehwinkelsensoren). Des Weiteren ist hier eines der Geberräder 15, 17 schematisch dargestellt. Der Drehwinkelsensor 16, 18 umfasst eine Statorplatte 36. Auf dieser Statorplatte ist ein Chip 37 angeordnet. Des Weiteren sind auf die Statorplatte 36 eine Senderspule 38 und eine Empfängerspule 39 aufgedruckt. Die beiden Spulen 38, 39 werden über den Elektrochip 37 angesteuert. Gegenüber der Spulen 38, 39 befindet sich das Geberrad 15, 17. Das Geberrad 15, 17 ist hier unterteilt in drei Sektoren. Die Induktion zwischen dem Geberrad 15, 17 und den Spulen 38, 39 ist mit mehreren Pfeilen in 3 dargestellt. Die von der Senderspule 38 ausgesandte Frequenz ist sehr hoch, z.B. im Bereich von 1–10 MHz. Die realisierten Induktivitäten sind relativ gering, so dass die Messung unempfindlich gegen Störfelder ist. In dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb 1 werden zwei der in 3 dargestellten Drehwinkelsensoren 16, 18 verwendet. Aus der detektieren Drehwinkeldifferenz zwischen den beiden Sensoren wird das vom Fahrer eingeleitete Drehmoment ermittelt. Aus diesem ermittelten Drehmoment lässt sich ein Fahrerwunsch ablesen und darauf basierend der Elektromotor 6 ansteuern.
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Die hier verwendeten Drehwinkelsensoren 16, 18 sind insbesondere für Elektrofahrräder besonders geeignet, da sie die zu messende Welle nicht umschließen müssen. Es reicht vielmehr aus, wenn sie neben der zu messenden Welle an den Geberrädern 15, 17 angeordnet sind. Daraus folgt auch, dass zum Beispiel der Bauraum des Gehäuses 20 für die Verwendung von erfindungsgemäß zwei Drehwinkelsensoren 16, 18 ausreicht. Da es sich bei den beiden Drehwinkelsensoren 16, 18 um genaue Winkelgeber handelt, ist ein Nullabgleich auch im Betrieb möglich, da die Torsionshohlwelle 11 in dem Moment momentenfrei ist, wenn die Drehwinkelsensoren 16, 18 gleichzeitig ihre Drehrichtung umkehren. Damit kann sich der Drehwinkelsensor 16, 18 seinen Nullpunkt auch nach langem Betrieb immer wieder neu bestimmen.
