DE102015005150A1

DE102015005150A1 - Bicycle component with wireless communication

Info

Publication number: DE102015005150A1
Application number: DE102015005150.4A
Authority: DE
Inventors: Toshio Tetsuka; Tsuyoshi Miyake
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2015-10-29
Also published as: TWI649231B; TW201540596A; US10505588B2; CN105015696A; CN105015696B; US20150311954A1

Abstract

Eine Fahrradkomponente ist im Wesentlichen mit einer Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung und mit einer Anordnung für eine drahtlose Kommunikation bereitgestellt. Die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung weist einen Leistungssender und einen Leistungsempfänger auf, um auf eine drahtlose Weise eine elektrische Leistung ausgehend von dem Leistungssender hin zu dem Leistungsempfänger zu übertragen. Die Anordnung für die drahtlose Kommunikation weist eine erste Kommunikationseinheit und eine zweite Kommunikationseinheit auf. Die ersten und zweiten Kommunikationseinheiten sind voneinander beabstandet, um auf eine drahtlose Weise ausgehend von einer aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten hin zu der anderen aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten zu kommunizieren. Die Anordnung für die drahtlose Kommunikation ist von der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung beabstandet um eine vorbestimmte Distanz, welche größer als 5,0 mm ist.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S.-Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 14/260,902, welche am 24. April 2014 eingereicht worden ist. Der Gehalt der Offenbarung dieser Anmeldung wird hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Fahrradkomponente mit einer drahtlosen Kommunikation. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Fahrradkomponente, welche sowohl eine drahtlose Kommunikation als auch eine drahtlose Leistungs- bzw. Energie- bzw. Stromübertragung aufweist. Information zum Hintergrund
In der letzten Zeit sind einige Fahrräder bereitgestellt worden mit Fahrradcomputern für ein Bereitstellen von Informationen (z. B. über Betätigungsbedingungen, Fahrbedingungen, Radfahrerleistung, etc.) an den Radfahrer. Auch sind einige Fahrräder bereitgestellt worden mit elektrischen Fahrradkomponenten für ein Unterstützen des Radfahrers bei einem Betätigen des Fahrrades oder für ein Einstellen einer Betätigungsbedingung des Fahrrades, um die Annehmlichkeit oder die Leistung des Fahrrades zu verbessern. Eine Information über verschiedene Betätigungsbedingungen und eine Radfahrerleistung werden häufig verwendet durch elektronische Fahrradkomponenten, welche eingestellt sind/werden auf der Basis von den Betätigungsbedingungen des Fahrrades. Eine insbesondere nützliche Information ist die Leistung, welche durch den Radfahrer auf die Fahrradkomponenten aufgrund der tretenden Kraft ausgeübt ist/wird, welche durch den Radfahrer aufgewendet wird.
Ein Beispiel eines Fahrradleistungserfassungsapparates wird in dem U.S.-Patent mit der Nummer 7,861,599 offenbart. In diesem Patent misst der Fahrradleistungserfassungsapparat eine Leistung, welche ausgeübt ist/wird zu einem Drehen eines Fahrradrades, einer Kurbel oder eines anderen drehenden Parts. Der Fahrradleistungserfassungsapparat ist/wird im Grunde genommen bereitgestellt mit einem Kadenzsensor, einem Dehnungsmessstreifen, einem Verstärker, einem A/D-Wandler (Analog/Digital-Wandler bzw. Stromrichter), einem Prozessor und einem drahtlosen Sender. Der Kadenzsensor misst eine Kadenz (die Drehgeschwindigkeit von der Kurbel). Der Dehnungsmessstreifen misst eine Spannung der Kurbelwelle, welche auftritt, wenn ein Radfahrer in die Pedale tritt. Der Verstärker verstärkt ein analoges elektrisches Signal, welches seitens des Dehnungsmessstreifens ausgegeben ist/wird in einem Bereich, welcher vom ND-Wandler verarbeitet sein/werden kann. Der Schaltkreis des A/D-Wandlers wandelt das verstärkte analoge elektrische Signal um in ein digitales Signal. Der Prozessor berechnet das Drehmoment, welches auf die Kurbelwelle wirkt, auf der Basis von diesem digitalen elektrischen Signal. Der Prozessor berechnet eine Leistung, welche durch den Radfahrer aufgewendet ist/wird auf der Basis von diesem Drehmoment und der Kadenz, welche seitens des Kadenzsensors ausgegeben ist/wird. Der drahtlose Sender sendet die Leistung oder das Drehmoment, welche durch den Prozessor berechnet sind/werden, an einen Fahrradcomputer. Die Anzeigeeinheit schließt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher ein und kann nützliche Information anzeigen zu einem Vorteil des Radfahrers. Zum Beispiel kann die Anzeigeeinheit eine Zeit, eine Radfahrreisezeit, eine Reisedistanz, Auslesungen eines Hodometers, eine Anzeige einer Stoppuhr, eine Kadenz (RPMs), eine Geschwindigkeit, eine durchschnittliche Geschwindigkeit, einen Rundenzähler und eine Herzrate (wobei der Radfahrer einen Herzratensensor trägt) anzeigen.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Im Allgemeinen ist die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Merkmale einer Fahrradkomponente gerichtet, welche sowohl eine drahtlose Kommunikation als auch eine drahtlose Leistungs- oder eine drahtlose Energieübertragung aufweist.
In Anbetracht des bekannten Standes der Technik und gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrradkomponente bereitgestellt, welche im Wesentlichen eine Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung und eine Anordnung für eine drahtlose Kommunikation umfasst. Die Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung weist einen Leistungssender und einen Leistungsempfänger auf, um auf eine drahtlose Weise eine elektrische Leistung ausgehend vom Leistungssender hin zu dem Leistungsempfänger zu übertragen. Die Anordnung für die drahtlose Kommunikation weist eine erste Kommunikationseinheit und eine zweite Kommunikationseinheit auf. Die ersten und zweiten Kommunikationseinheiten sind/werden voneinander beabstandet, um auf eine drahtlose Art und Weise zu kommunizieren ausgehend von einer aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten hin zu der anderen aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten. Die Anordnung für die drahtlose Kommunikation ist/wird von der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung beabstandet um eine vorbestimmte Distanz, welche größer als 5,0 mm ist.
Vorzugsweise umfasst die Fahrradkomponente weiter eine stationäre Struktur, welche den Leistungssender und die erste Kommunikationseinheit daran angeordnet aufweist, sowie eine Drehstruktur, welche drehbar in Bezug auf die stationäre Struktur um eine Drehachse herum montiert ist/wird, wobei die Drehstruktur einen Leistungsempfänger und die zweite Kommunikationseinheit daran angeordnet aufweist.
Vorzugsweise ist die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass die Anordnung für die drahtlose Kommunikation benachbart zu einem ersten axialen Ende der Drehstruktur angeordnet ist/wird, die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung benachbart einem zweiten axialen Ende der Drehstruktur angeordnet ist/wird und die ersten und zweiten axialen Enden einander gegenüberstehende Enden der Drehstruktur in Bezug auf die Drehachse sind.
Vorzugsweise ist die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass die stationäre Struktur einen ersten Tretlagerpart, welcher den Leistungssender daran angeordnet aufweist, und einen zweiten Tretlagerpart einschließt, welcher die erste Kommunikationseinheit daran angeordnet aufweist.
Vorzugsweise ist die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass die stationäre Struktur einen ersten Spulenhalter, gekoppelt mit dem ersten Tretlagerpart, welcher den Leistungssender am ersten Spulenhalter angeordnet aufweist, und einen zweiten Spulenhalter einschließt, gekoppelt mit dem zweiten Tretlagerpart, welcher die erste Kommunikationseinheit am zweiten Spulenhalter angeordnet aufweist.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass die ersten und zweiten Spulenhalter aus einem nicht-magnetischen Material ausgeformt sind/werden.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass die Drehstruktur eine Kurbelwelle, einen ersten Kurbelarm, welcher mit einem ersten Ende der Kurbelwelle gekoppelt ist/wird, und einen zweiten Kurbelarm einschließt, welcher mit einem zweiten Ende der Kurbelwelle gekoppelt ist/wird.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass wenigstens eines aus der Kurbelwelle und den ersten und zweiten Kurbelarmen wenigstens einen Spannungssensor einschließt, welcher mit der zweiten Kommunikationseinheit verbunden ist/wird.
Vorzugsweise umfasst die Fahrradkomponente weiter eine Leistungsmessanordnung, welche an der Drehstruktur angeordnet ist/wird.
Vorzugsweise umfasst die Fahrradkomponente weiter einen Kurbelarm, welcher die Leistungsmessanordnung daran angeordnet aufweist.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass die stationäre Struktur eine Nabenwelle einschließt, und die Drehstruktur ein Nabengehäuse einschließt.
Vorzugsweise umfasst die Fahrradkomponente weiter eine erste Dichtungsstruktur, welche in einem axialen Raum zwischen der stationären Struktur und der Drehstruktur an einem radial nach außen hin von der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung befindlichen Ort angeordnet ist/wird, und eine zweite Dichtungsstruktur, welche in einem axialen Raum zwischen der stationären Struktur und der Drehstruktur an einem radial nach außen hin von der Anordnung für die drahtlose Kommunikation befindlichen Ort angeordnet ist/wird.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass eine jede aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten eine Antennenspule einschließt.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass eine jede aus den Antennenspulen mit einem nicht-magnetischen Material bedeckt ist/wird.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass der Leistungssender einen DC-AC-Wandler bzw. Stromrichter einschließt.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass der Leistungssender eine Power-Line-Communication-Einheit einschließt.
Vorzugsweise umfasst die Fahrradkomponente weiter eine entfernte elektrische Stromversorgung (Leistungsversorgung), welche elektrisch mit dem Leistungssender mittels eines externen Leistungskabels verbunden ist/wird.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass der Leistungsempfänger einen Kondensator einschließt, welcher ausgestaltet ist zu einem Speichern von seitens des Leistungssenders empfangener, elektrischer Leistung.
Vorzugsweise ist/wird die Fahrradkomponente derart ausgestaltet, dass die vorbestimmte Distanz größer als 10,0 mm ist.
Auch werden andere Aufgabe, Merkmale, Aspekte und Vorteile der offenbarten Fahrradkomponente den Fachleuten auf dem Gebiet der Technik von der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich werden, welche zusammengenommen mit den angehängten Zeichnungen einer Ausführungsform der Fahrradkomponente offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, welche einen Part dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:
Die 1 ist eine seitliche Aufrissansicht eines Fahrrades, welches mit einem Paar von Fahrradkomponenten ausgestaltet ist/wird, wobei eine jede einer Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung sowie eine Anordnung für eine drahtlose Kommunikation aufweist gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform;
Die 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Bereichs einer Lenkstange des Fahrrades, welches in der 1 dargestellt wird;
Die 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine gesamte Konfiguration eines elektrischen Schaltwerksystems des Fahrrades, welches in der 1 dargestellt wird, zeigt, wobei die Anordnung der Fahrradkurbel Daten an das elektrische Schaltwerksystem liefert und eine elektrische Leistung seitens der Hauptstromversorgung empfängt;
Die 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrradkomponente in der Gestalt einer Fahrradkurbelanordnung, welche eine Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung und eine Anordnung für eine drahtlose Kommunikation aufweist gemäß der dargestellten Ausführungsform;
Die 5 ist eine Querschnittsansicht der Fahrradkurbelanordnung, welche in der 4 dargestellt wird, und eines Abschnitts des Rahmens des Fahrrades;
Die 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines linken Endes der Fahrradkurbelanordnung, welche in den 4 und 5 dargestellt wird;
Die 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts eines rechten Endes der Fahrradkurbelanordnung, welche in den 4 und 5 dargestellt wird; und
Die 8 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine gesamte Konfiguration eines elektrischen Schaltwerksystems eines Fahrrades, welches in der 1 dargestellt wird, zeigt, wobei die hintere Nabe dem elektrischen Schaltwerksystem Daten liefert und eine elektrische Leistung seitens der Hauptleistungsversorgung empfängt; und
Die 9 ist eine Querschnittsansicht einer Fahrradkomponente in der Form einer hinteren Nabe, welche die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung und die Anordnung für die drahtlose Kommunikation aufweist gemäß der dargestellten Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausgewählte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es wird den Fachleuten auf dem Gebiet der Fahrräder von dieser Offenbarung deutlich werden, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsformen zum Zwecke der Veranschaulichung ausschließlich und nicht zum Zwecke einer Beschränkung der Erfindung vorgesehen ist, wie sie durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
Unter anfänglicher Bezugnahme auf die 1 wird ein Fahrrad 10 dargestellt, welches mit einem elektrischen Schaltwerksystem ausgestattet ist gemäß einer ersten Ausführungsform. Während das Fahrrad 10 als ein Straßenfahrrad im Stile eines Rennrades dargestellt ist/wird, ist das Fahrradschaltwerkmitteilungssystem nicht auf die Verwendung mit einem Straßenfahrrad beschränkt. Das Fahrradschaltwerksystem schließt eine Fahrradkurbelwellenanordnung 12 (d. h. eine Fahrradkomponente), eine hintere Nabe 14 (d. h. eine Fahrradkomponente) und einen Fahrradcomputer 16 ein. Wie im Folgenden beschrieben werden wird, sind/werden die Fahrradkurbelanordnung 12 und die hintere Nabe 14 ausgestaltet, um verschiedene Fahrradbetriebsparameter zu detektieren und die detektierten Betriebsparameter dem Fahrradcomputer 16 bereitzustellen. Das elektrische Fahrradschaltwerksystem schließt einen motorisierten hinteren Umwerfer 18, einen motorisierten vorderen Umwerfer 20 und ein Paar von Schaltbedienvorrichtungen oder Schalthebel 22A und 22B ein. Eine Hauptleistungsversorgung 24 ist/wird an einem Fahrradrahmen 26 bereitgestellt für ein Liefern von Leistung an die Fahrradkurbelwellenanordnung 12, die hintere Nabe 14 mit einer Vielzahl von Zahnkränzen, den Fahrradcomputer 16, den hinteren Umwerfer 18, den vorderen Umwerfer 20 und die Schalthebel 22A und 22B.
Wie in der 2 zu sehen ist, sind/werden eine Hauptverdrahtungsverschaltung bzw. ein Hauptverdrahtungsknotenpunkt 30 sowie ein Paar von Nebenverdrahtungsverschaltungen bzw. Nebenverdrahtungsknotenpunkten 32 und 34 bereitgestellt, welche den Fahrradcomputer 16, den hinteren Umwerfer 18, den vorderen Umwerfer 20 und die Schalthebel 22A und 22B untereinander verbinden. Der Hauptverdrahtungsknotenpunkt 30 weist einen Modus-Kalibrierungsknopf für ein Wechseln eines Modus eines Betriebes und/oder für ein Kalibrieren der Umwerfer 18 und 20 auf. Vorzugsweise ist/wird ein jeder aus dem Fahrradcomputer 16, dem hinteren Umwerfer 18, dem vorderen Umwerfer 20 und den Schalthebel 22A und 22B bereitgestellt mit einer Power-Line-Communication-Einheit (PLC-Einheit bzw. PLC-Abschnitt) für ein Kommunizieren über die Leistungsdrähte, welche eine Leistungsleitung V und eine Erdleitung GND aufweisen, bereitgestellt. Diese Fahrradkomponenten können daher miteinander über die elektrischen Leistungsleitungen kommunizieren und eine elektrische Leistung seitens der Hauptleistungsversorgung 24 empfangen. Die Hauptleistungsversorgung 24 ist an dieser Stelle eine wieder aufladbare Batterie, welche in einen Hauptleistungsversorgungshalter hineingesteckt sein/werden kann, welcher einen Leistungssteuerer und eine Power-Line-Communication-Einheit (PLC-Einheit bzw. PLC-Abschnitt) einschließt. Andererseits kommuniziert die Fahrradkurbelwellenanordnung 12 auf eine drahtlose Weise mit dem Fahrradcomputer 16 und empfängt auf eine drahtlose Weise eine elektrische Leistung seitens der Hauptleistungsversorgung 24. Wie in der 8 gezeigt wird, kommuniziert die hintere Nabe 14 ebenfalls auf eine drahtlose Weise mit dem Fahrradcomputer 16 und empfängt auf eine drahtlose Weise eine Leistung seitens der Hauptleistungsversorgung 24.
In der dargestellten Ausführungsform schließt der Fahrradcomputer 16 eine Anzeigeeinheit 16a und einen Steuerer 16b ein. Die Anzeigeeinheit 16a ist zum Beispiel eine LCD-Anzeige, welche auf eine visuelle Weise eine Information an den Radfahrer bereitstellt über die gegenwärtigen Betriebsbedingungen des Fahrrades 10. Der Steuerer 16b funktioniert an dieser Stelle als ein Signalsteuerer für ein Schalten der Umwerfer 18 und 20 und für ein Berechnen verschiedener Betriebsbedingungen (z. B. der Radfahrerleistung, der Geschwindigkeit des Fahrrades 10, der Tretleistung, der Kurbeldrehung (Kadenz) und der gefahrenen Entfernung, etc.), welcher für ein Schalten und/oder für ein Bereitstellen an den Radfahrer mittels der Anzeigeeinheit 16a verwendet sind/werden. Während die Anzeigeeinheit 16a und der Steuerer 16b gemeinsam in einem einzelnen Gehäuse in der dargestellten Ausführungsform integriert sind/werden, wird es von dieser Offenbarung deutlich werden, dass der Steuerer 16b von der Anzeigeeinheit 16a getrennt befindlich sein kann und/oder der Steuerer 16b aus mehreren individuellen Steuerern ausgeformt sein/werden kann, wie benötigt und/oder gewünscht.
Der Steuerer 16b ist an dieser Stelle vorzugsweise ein Mikrocomputer, welcher herkömmliche Komponenten wie zum Beispiel einen Eingabeschnittstellenschaltkreis, einen Ausgabeschnittstellenschaltkreis und Speichervorrichtungen wie zum Beispiel eine ROM-Vorrichtung (Festwertspeicher) und eine RAM-Vorrichtung (Schreib-Lese-Speicher) einschließt. Der Mikrocomputer des Steuerers 16b ist/wird programmiert, um Signale seitens der verschiedenen Sensoren sowie Eingaben seitens des Fahrradkomponenten des Fahrrades 10 zu verarbeiten. An dieser Stelle ist/wird der Steuerer 16b in der dargestellten Ausführungsform verwendet für ein Schalten der Umwerfer 18 und 20 entweder auf eine automatische Weise auf der Basis von der Betriebsbedingung des Fahrrades 10 oder in Antwort auf bzw. in der Folge von einem Bedienen der Schalthebel 22A und 22B. Der Speicherschaltkreis des Steuerers 16b speichert Daten von den verschiedenen Sensoren, Verarbeitungsergebnisse und Steuerprogramme wie zum Beispiele solche zu einem Ausführen von den Schaltbetätigungen bzw. Schaltvorgängen, welche durch den Prozessorschaltkreis ausgeführt werden. Zum Beispiel speichert der interne RAM des Steuerers 16b Status von Betriebs-Flags und verschiedene Steuerdaten, während der interne ROM des Steuerers 16b die Programme für verschiedene Vorgänge speichert.
Die Umwerfer 18 und 20 sind herkömmliche elektrische Umwerfer, welche verwendet sind/werden für ein Wechseln einer Geschwindigkeit des Antriebsstrangs. Ein Beispiel eines hinteren elektrischen Umwerfers wird in der U.S.-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2012/0322591 offenbart, während ein Beispiel eines vorderen elektrischen Umwerfers im U.S.-Patent mit der der Nummer 7,306,531 offenbart wird. Obwohl der vordere elektrische Umwerfer aus dem U.S.-Patent mit der Nummer 7,306,531 nicht mit einer Power-Line-Communication bereitgestellt ist/wird, wird es deutlich werden, dass eine Power-Line-Communication hinzugefügt werden kann. Die Schalthebel 22A und 22B sind elektrische Schalthebel, welche elektrische Schalter SW1 und SW2 aufweisen für ein Durchführen von Schaltvorgängen bzw. Schaltbetätigungen der Umwerfer 18 und 20. Ein Beispiel eines solchen elektrischen Umwerfers wird im U.S.-Patent mit der Nummer 7,854,180 offenbart. Obwohl der elektrische Umwerfer aus dem U.S.-Patent mit der Nummer 7,854,180 nicht mit einer Power-Line-Communication bereitgestellt ist/wird, wird es deutlich werden, dass eine Power-Line-Communication hinzugefügt werden kann. Da die Umwerfer 18 und 20 sowie die Schalthebel 22A und 22B bekannte Fahrradkomponenten sind und eine Power-Line-Communication bekannt ist, werden die Umwerfer 18 und 20 und die Schalthebel 22A und 22B an dieser Stelle nicht weiter im Detail beschrieben werden.
Wie in der 2 zu sehen ist, ist/wird eine Fahrradkomponente (z. B. die Fahrradkurbelwellenanordnung 12) im Wesentlichen mit einer Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 sowie einer Anordnung für eine drahtlose Kommunikation 38 bereitgestellt. Die Fahrradkomponente umfasst weiter eine entfernte elektrische Leistungsversorgung (z. B. die Hauptleistungsversorgung 24), welche elektrisch mit dem Leistungssender mittels eines externen Leistungskabels verbunden ist/wird. Die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 weist einen Leistungssender 40 und einen Leistungsempfänger 42 auf zu einem Übertragen auf eine drahtlose Weise von elektrischer Leistung ausgehend vom Leistungssender 40 hin zum Leistungsempfänger 42. Eine drahtlose Leistungs- oder eine drahtlose Energieübertragung ist die Übertragung von elektrischer Energie ausgehend von einer Leistungsversorgung (z. B. der Hauptleistungsversorgung 24 über den Leistungssender 40) hin zu einer elektrischen Last (z. B. der Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 über den Leistungsempfänger 42) ohne menschengemachte Leiter. Vorzugsweise ist/wird die drahtlose Leistungsübertragung ausgeführt unter einer Verwendung von elektromagnetischer Induktion. Die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 weist eine erste Kommunikationseinheit 44 und eine zweite Kommunikationseinheit 46 auf. Vorzugsweise ist/wird die drahtlose Kommunikationsübertragung ausgeführt unter Verwendung von Radiowellen. Wie weiter unten beschrieben werden wird, ist/wird die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 beabstandet von der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36, um ein Stören der Radiowellen während einer drahtlosen Kommunikation seitens des elektrischen Induktionsfelds zu reduzieren und vorzugsweise vollständig zu unterdrücken.
Vorzugsweise ist/wird der Leistungssender 40 elektrisch mit einer wieder aufladbaren Leistungsspeichervorrichtung 48 (z. B. einem Kondensator oder einer Batterie) verbunden. Während die Leistungsspeichervorrichtung 48 in der 3 dargestellt wird als eine vom Leistungsempfänger 42 getrennte Einheit, schließt der Leistungsempfänger 42 in bevorzugter Weise eine zweite Leistungsspule 46, einen Kondensator (d. h. eine Leistungsspeichervorrichtung 48), welcher ausgestaltet ist zu einem Speichern von seitens des Leistungssenders empfangener Leistung, wie in der 3 durch gebrochene Linien dargestellt wird, sowie einen AC-DC-Wandler (Stromrichter, welcher nicht gezeigt wird) ein, welcher zwischen der zweiten Leistungsspule 46 und dem Kondensator verbunden ist/wird. In beiden Fällen ist/wird die Leistungsspeichervorrichtung 48 elektrisch mit der zweiten Kommunikationseinheit 46 verbunden, um eine elektrische Leistung oder Energie für den Betrieb der zweiten Kommunikationseinheit 46 zu liefern. Auf eine alternative Weise kann die Leistungsspeichervorrichtung 48 weggelassen sein/werden, sofern erwünscht.
Im Allgemeinen schließt der Leistungssender 40 eine erste Leistungsspule 50, einen DC-AC-Wandler (Stromrichter) 52 und eine Power-Line-Communication-Einheit (PLC-Einheit bzw. PLC-Abschnitt) 54 ein. Im Allgemeinen ist/wird die zweite Leistungsspule 56 des Leistungsempfängers 42 hinreichend nahe hin zur ersten Leistungsspule 50 angeordnet, um auf eine drahtlose Weise eine elektrische Leistung oder Energie seitens der ersten Leistungsspule 50 zu empfangen. Auf diese Weise ist/wird eine elektrische Leistung oder Energie zunächst seitens der Hauptleistungsversorgung 24 hin zur ersten Leistungsspule 50 über den DC-AC-Wandler (Stromrichter) 52 geliefert, so dass der Gleichstrom der Hauptleistungsversorgung 24 in einen Wechselstrom umgewandelt ist/wird. Daraufhin ist/wird die elektrische Leistung oder Energie der ersten Leistungsspule 50 auf eine drahtlose Weise hin zur zweiten Leistungsspule 56 übertragen. Die elektrische Leistung oder Energie ist/wird seitens der Leistungsspeichervorrichtung 48 hin zur zweiten Kommunikationseinheit 46 übertragen für ein Liefern von einer elektrischen Leistung oder Energie hin zu der zweiten Kommunikationseinheit 46.
Im Allgemeinen schließt die erste Kommunikationseinheit 44 eine Power-Line-Communication-Einheit (PLC-Einheit bzw. PLC-Abschnitt) 60, einen drahtlosen Steuerer 62 und eine Antennenspule 64 (auch einfacherweise nur als Antenne bezeichnet) ein. Im Allgemeinen schließt die zweite Kommunikationseinheit 46 eine Antennenspule 66 (einfacherweise auch einfach nur als Antenne bezeichnet) und einen drahtlosen Steuerer 68 ein. Eine jede aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten 44 und 46 schließt eine Antennenspule für ein Kommunizieren miteinander ein. Die Steuerer 62 und 68 steuern die Übertragung der Daten (z. B. der Radiowellen) zwischen den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten 44 und 46. Die Übertragung von den Daten (z. B. von den Radiowellen) kann einbahnmäßig ausgehend von der zweiten Kommunikationseinheit 46 hin zu der ersten Kommunikationseinheit 44 sein oder kann in beiden Richtungen verlaufen, wenn benötigt und/oder erwünscht. In dem Fall der Fahrradkurbelwellenanordnung 12 sind/werden eine linke Kurbelarmsensoreinheit 70 und eine rechten Kurbelarmsensoreinheit 72 elektrisch verbunden mit dem Steuerer 68 der zweiten Kommunikationseinheit 46, um Daten über eine Tretkraft bzw. Pedalkraft zu liefern, welche auf die Fahrradkurbelanordnung 12 ausgeübt ist/wird. Während die Kurbelarmsensoreinheiten 70 und 72 verwendet sind/werden, wird es deutlich werden, dass eine einzelne Leistungssensoreinheit verwendet werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 werden im Folgenden die Fahrradkurbelwellenanordnung 12 (d. h. eine Fahrradkomponente), welche die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 und die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 aufweist, weiter im Detail beschrieben werden.
Im Wesentlichen schließt die Fahrradkurbelwellenanordnung 12, wie in den 4 und 5 zu sehen ist, einen ersten (linken) Kurbelarm 74, einen zweiten (rechten) Kurbelarm 76 sowie eine Kurbelwelle 78 ein. Die ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 sind/werden fixiert mit der Kurbelwelle 78 derart gekoppelt, dass die ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 sich in senkrechter Weise ausgehend von der Kurbelwelle 78 in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform weist der zweite Kurbelarm 76 ein Paar von Zahnkränzen 80 und 82 auf.
Die freien Enden der ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 sind/werden mit Fahrradpedalen (welche in der 1 gezeigt werden) bereitgestellt. Ein Radfahrer übt eine Pedalkraft bzw. Tretkraft auf die Fahrradpedalen aus. Diese Pedalkraft bzw. Tretkraft ist/wird daraufhin an die ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 übertragen für ein Drehen der Zahnkränze 80 und 82 und für ein Bewegen der Fahrradkette, um das Fahrrad 10 in einer herkömmlichen Art und Weise anzutreiben. Die Kurbelwelle 78 ist/wird drehbar im Tretlagergehäuse des Fahrradrahmens 26 mittels eines ersten Tretlagerparts 84 und eines zweiten Tretlagerparts 86 gestützt. Der erste Tretlagerpart 84 schließt eine erste Lagereinheit 88 ein, während der zweite Tretlagerpart 86 eine zweite Lagereinheit 90 einschließt. Die ersten und zweiten Lagereinheiten 88 und 90 sind herkömmliche Lager, welche verwendet sind/werden zu einem drehbaren Stützen der Kurbelwelle 78 im Rohr des Tretlagergehäuses des Fahrradrahmens 26. Der erste Tretlagerpart 84 und der zweite Tretlagerpart 86 formen ein Tretlager der Fahrradkurbelwellenanordnung 12 aus.
In der dargestellten Ausführungsform bilden die ersten und zweiten Tretlagerparts 84 und 86 eine stationäre Struktur der Fahrradkurbelwellenanordnung 12, und bilden die ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 sowie die Kurbel 78 eine Drehstruktur der Kurbelwellenanordnung 12. Grob gesprochen umfasst die Fahrradkomponente (d. h. die Fahrradkurbelwellenanordnung 12) daher weiter eine stationäre Struktur (d. h. die ersten und zweiten Tretlagerparts 84 und 86) sowie eine Drehstruktur (d. h. die ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 sowie die Kurbelwelle 78), welche drehbar in Bezug auf die stationäre Struktur um eine Drehachse herum gestützt sind/werden. Die stationäre Struktur (d. h. die ersten und zweiten Tretlagerparts 84 und 86) weist den Leistungssender 40 und die erste Kommunikationseinheit 44 daran angeordnet auf. Insbesondere schließt die stationäre Struktur den ersten Tretlagerpart 84, welcher den Leistungssender 40 daran angeordnet aufweist, und den zweiten Tretlagerpart 86 ein, welcher die erste Kommunikationseinheit 44 daran angeordnet aufweist. Die Drehstruktur schließt die Kurbelwelle 78, den ersten Kurbelarm 74, welcher mit einem ersten Ende der Kurbelwelle 78 gekoppelt ist/wird, sowie einen zweiten Kurbelarm ein, welcher mit einem zweiten Ende der Kurbelwelle 78 gekoppelt ist/wird. Die Drehstruktur (d. h. die ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 sowie die Kurbelwelle 78) weist den Leistungsempfänger 42 sowie die zweite Kommunikationseinheit 46 daran angeordnet auf. Insbesondere schließt die Drehstruktur den ersten Kurbelarm 74, welcher den Leistungsempfänger 42 daran angeordnet aufweist, sowie den zweiten Kurbelarm 76 ein, welcher die zweite Kommunikationseinheit 46 daran angeordnet aufweist.
Wenigstens eines aus der Kurbelwelle 78 und den ersten und zweiten Kurbelarmen 74 und 76 schließt wenigstens einen Spannungssensor ein, welcher mit der zweiten Kommunikationseinheit 46 verbunden ist/wird. In der dargestellten Ausführungsform ist/wird die Kurbelarmsensoreinheit 70 am ersten Kurbelarm 74 bereitgestellt, und ist/wird die Kurbelarmsensoreinheit 72 am zweiten Kurbelarm 76 bereitgestellt. Der Steuerer 68 und die Einheiten der Kurbelarmsensoren 70 und 72 formen eine Leistungsmessanordnung aus, welche an der Drehstruktur angeordnet ist/wird. An dieser Stelle ist/wird der Steuerer 68 am zweiten Kurbelarm 76 montiert. Ein jeder aus den ersten und zweiten Kurbelarmen 74 und 76 weist daher die Leistungsmessanordnung daran angeordnet auf. Die Kurbelarmsensoreinheit 70 ist/wird in einer Ausnehmung des Kurbelarms 74 angeordnet, während die Kurbelarmsensoreinheit 72 in einer Ausnehmung des Kurbelarms 76 angeordnet ist/wird. Die Kurbelarmsensoreinheit 70 schließt einen Spannungs-Verbiegungs-Part 70a ein, welcher einen Pedalkraftsensor 70b (einen Parameterdetektionspart) einschließt. Auf eine ähnliche Weise schließt die Kurbelarmsensoreinheit 72 einen Spannungs-Verbiegungs-Part 72a ein, welcher einen Pedalkraftsensor 72b (d. h. einen Parameterdetektionspart) einschließt. In der dargestellten Ausführungsform schließt ein jeder aus den Pedalkraftsensoren 70b und 72b eine Vielzahl von Spannungssensoren (d. h. vier Spannungssensoren) ein, welche ausgestaltet und angeordnet sind/werden in der Art und Weise wie der Parameterdetektionspart, welcher in der U.S.-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2014/0060212 offenbart wird. Jedoch sind die Einheiten der Kurbelarmsensoren 70 und 72 nicht auf diese Anordnung beschränkt. Stattdessen kann eine beliebige Pedalkraftsensoranordnung verwendet sein/werden, wie benötigt und/oder erwünscht.
Wie in der 5 zu sehen ist, sind/werden die ersten und zweiten Kommunikationseinheiten 44 und 46 voneinander entfernt beabstandet, um auf eine drahtlose Weise ausgehend von einer aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten 44 und 46 hin zu der anderen aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten 44 und 46 zu kommunizieren. Die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 ist/wird von der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 um eine vorbestimmte Distanz beabstandet, welche größer als 5,0 mm beträgt, um ein Stören der Radiowellen der Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 während einer drahtlosen Kommunikation seitens des elektromagnetischen Induktionsfelds der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 zu reduzieren und in bevorzugter Weise vollständig zu unterdrücken. In noch bevorzugterer Weise beträgt die vorbestimmte Distanz mehr als 10,0 mm. In noch weiter bevorzugterer Weise ist/wird die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 benachbart zu einem ersten axialen Ende der Drehstruktur (d. h. der ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 und der Kurbelwelle 78), angeordnet, und ist/wird die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 benachbart zu einem zweiten axialen Ende der Drehstruktur (d. h. der ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 und der Kurbelwelle 78) angeordnet. Die ersten und zweiten axialen Enden sind einander gegenüberstehende Enden der Drehstruktur (d. h. der ersten und zweiten Kurbelarme 74 und 76 und der Kurbelwelle 78 in Bezug auf die Drehachse).
In bevorzugter Weise schließt die stationäre Struktur einen ersten Spulenhalter (Leistungsspulenhalter) 40a ein, welcher auf eine fixierte Weise mit dem ersten Tretlagerpart 84 gekoppelt ist/wird, welcher den Leistungssender 40 an den ersten Spulenhalter 40a angeordnet aufweist. Der erste Spulenhalter 40a kann auf eine lösbare Weise am ersten Tretlagerpart 84 fixiert sein/werden mittels eines fixierten Gliedes wie zum Beispiel einer Schraube oder eines Bolzens. In bevorzugter Weise schließt die stationäre Struktur einen zweiten Spulenhalter (Antennenspulenhalter) 44a ein, welcher auf eine fixierte Weise mit dem zweiten Tretlagerpart 86 gekoppelt ist/wird, welcher die erste Kommunikationseinheit 44 am zweiten Spulenhalter 44a angeordnet aufweist. Der zweite Spulenhalter 44a kann auf eine lösbare Weise am zweiten Tretlagerpart 86 fixiert sein/werden mittels eines fixierten Gliedes wie zum Beispiel einer Schraube oder eines Bolzens. Die ersten und zweiten Spulenhalter 40a und 44a sind/werden aus einem nicht-magnetischen Material wie zum Beispiel einem harten Kunststoffmaterial ausgeformt.
In bevorzugter Weise schließt die Drehstruktur einen dritten Spulenhalter (einen Leistungsspulenhalter) 42a ein, welcher auf eine fixierte Weise mit dem ersten Kurbelarm 74 gekoppelt ist/wird, welcher den Leistungsempfänger 42 am dritten Spulenhalter 42a angeordnet aufweist. In bevorzugter Weise schließt die Drehstruktur einen vierten Spulenhalter (einen Antennenspulenhalter) 46a ein, welcher auf eine fixierte Weise mit dem zweiten Kurbelarm 76 gekoppelt ist/wird, welcher die zweite Kommunikationseinheit 46 am vierten Spulenhalter 46a angeordnet aufweist. Die dritten und vierten Spulenhalter 42a und 46a sind/werden aus einem nicht-magnetischen Material wie zum Beispiel harten Kunststoffmaterial ausgeformt.
Die Leistungsspulen 50 und 56 sind/werden teilweise in den ersten und dritten Spulenhaltern 40a und 42a eingebettet. Die ersten und dritten Spulenhalter 40a und 42a sind/werden in axialer Hinsicht getrennt voneinander um einen oder zwei Millimeter beabstandet, so dass sie miteinander nicht in Berührung stehen bzw. gelangen, wenn der erste Kurbelarm 74 in Bezug auf den ersten Tretlagerpart 84 dreht. Eine jede aus den Leistungsspulen 50 und 56 kann von einem nicht-magnetischen Material bedeckt sein/werden.
Die Antennenspulen 64 und 66 sind/werden in vollständiger Weise in den zweiten und vierten Spulenhaltern 44a und 46a eingebettet. Eine jede aus den Antennenspulen 64 und 66 ist/wird daher mit einem nicht-magnetischen Material bedeckt. Die zweiten und vierten Spulenhalter 42a und 46a sind/werden getrennt voneinander um einen oder zwei Millimeter beabstandet, so dass sie miteinander nicht in Berührung stehen bzw. gelangen, wenn der zweite Kurbelarm 46 in Bezug auf den zweiten Tretlagerpart 86 dreht. Die Antennenspulen 64 und 66 können an den Flächen der zweiten und vierten Spulenhalter 44a und 46a angeordnet sein/werden und mit einem nicht-magnetischen Material bedeckt sein/werden.
In bevorzugter Weise ist/wird eine erste Dichtungsstruktur, welche zwei Gummidichtungen 92 und 94 einschließt, in einem axialen Raum zwischen dem ersten Spulenhalter 40a der stationären Struktur und dem dritten Spulenhalter 42a der Drehstruktur angeordnet an einem Ort, welcher sich radial nach außen hin von den Leistungsspulen 50 und 56 der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 befindlich ist. Die Dichtungen 92 und 94 verhindern, dass Wasser oder Staub die Leistungsspulen 50 und 56 erreicht. Die Gummidichtungen 92 und 94 weisen eine Gesamtkonfiguration von kreisförmiger oder ringförmiger Gestalt auf mit einem einheitlichen Querschnitt, wie in der 6 zu sehen ist.
Der erste Spulenhalter 40a weist erste und zweite kreisförmige oder ringförmige Vorsprünge P1 und P2 auf, welche in Richtung auf den ersten Kurbelarm 74 in einer axialen Richtung in Bezug auf die Kurbelwelle 78 hervorspringen. Der erste kreisförmige Vorsprung P1 ist/wird in radialer Hinsicht nach innen hin ausgehend vom zweiten kreisförmigen Vorsprung P2 angeordnet. Die ersten und zweiten kreisförmigen oder ringförmigen Vorsprünge P1 und P2 sind/werden in konzentrischer Weise um die Kurbelwelle 78 angeordnet. Der dritte Spulenhalter 42a weist dritte und vierte kreisförmige oder ringförmige Vorsprünge P3 und P4 auf, welche in Richtung auf den ersten Tretlagerpart 84 in einer axialen Richtung in Bezug auf die Kurbelwelle 78 hervorspringen. Der dritte kreisförmige Vorsprung P3 ist/wird in radialer Hinsicht nach innen hin ausgehend vom vierten kreisförmigen Vorsprung P4 angeordnet. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Vorsprünge P1, P2, P3 und P4 überlappen sich bei einer Betrachtung in der radialen Richtung in Bezug auf die Kurbelwelle 78. Der dritte Vorsprung P3 ist/wird zwischen den ersten und zweiten Vorsprüngen P1 und P2 angeordnet. Der zweite Vorsprung P2 ist/wird zwischen den dritten und vierten Vorsprüngen P3 und P4 angeordnet.
Die Gummidichtung 92 weist einen Basisabschnitt, welcher an einem aus dem ersten Spulenhalter 40a und dem dritten Spulenhalter 42a fixiert ist/wird, sowie ein distales Ende auf, welches auf eine elastische Weise mit dem anderen aus dem ersten Spulenhalter 40a und dem dritten Spulenhalter 42a in Berührung steht bzw. gelangt. Die Gummidichtung 94 weist einen Basisabschnitt, welcher an einem aus dem ersten Spulenhalter 40a und dem dritten Spulenhalter 42a fixiert ist/wird, sowie ein distales Ende auf, welches in elastischer Weise mit dem anderen aus dem ersten Spulenhalter 40a und dem dritten Spulenhalter 42a in Berührung steht bzw. gelangt. In bevorzugter Weise ist/wird wenigstens eine aus den Gummidichtungen 92 und 94 an einem aus den ersten, zweiten, dritten und vierten P1, P2, P3 und P4 fixiert und erstreckt sich in radialer Hinsicht in Bezug auf die Kurbelwelle 78. In bevorzugter Weise sind/werden die Gummidichtungen 92 und 94 in radialer Hinsicht nach innen hin vom dritten Vorsprung P3 in Bezug auf die radiale Richtung der Kurbelwelle 78 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist/wird der Basisabschnitt der Gummidichtung 92 am dritten Spulenhalter 42a fixiert, und steht bzw. gelangt das distale Ende der Gummidichtung 92 auf eine elastische Weise mit dem ersten ringförmigen Vorsprung P1 des ersten Spulenhalters 40a in Berührung. Auch ist/wird in der dargestellten Ausführungsform der Basisabschnitt der Gummidichtung 94 am dritten kreisförmigen Vorsprung P3 des dritten Spulenhalters 42a fixiert und steht bzw. gelangt das distale Ende der Gummidichtung 92 auf eine elastische Weise mit dem ersten kreisförmigen Vorsprung P1 des ersten Spulenhalters 40a in Berührung.
In bevorzugter Weise ist/wird eine zweite Dichtungsstruktur, welche zwei Gummidichtungen 96 und 98 einschließt, in einem axialen Raum zwischen dem zweiten Spulenhalter 44a der stationären Struktur und dem vierten Spulenhalter 46a der Drehstruktur an einem Ort angeordnet, welcher in radialer Hinsicht nach außen hin von den Antennenspulen 64 und 66 der Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 befindlich ist. Die Dichtungen 96 und 98 verhindern, dass Wasser oder Staub die Antennenspulen 64 und 66 erreicht. Die Gummidichtungen 96 und 98 weisen eine Gesamtkonfiguration von kreisförmiger oder ringförmiger Gestalt mit einem einheitlichen Querschnitt auf, wie in der 7 zu sehen ist.
Der zweite Spulenhalter 44a weist fünfte und sechste kreisförmige oder ringförmige Vorsprünge P5 und P6 auf, welche in Richtung auf den Kurbelarm 74 in einer axialen Richtung in Bezug auf die Kurbelwelle 78 hervorspringen. Der fünfte kreisförmige Vorsprung P5 ist/wird in radialer Hinsicht nach innen hin ausgehend vom sechsten kreisförmigen Vorsprung P6 angeordnet. Die fünften und sechsten kreisförmigen oder ringförmigen Vorsprünge P5 und P6 sind/werden in konzentrischer Weise um die Kurbelwelle 78 herum angeordnet. Der vierte Spulenhalter 46a weist siebte und achte kreisförmige oder ringförmige Vorsprünge P7 und P8 auf, welche in Richtung auf den zweiten Tretlagerpart 86 in einer axialen Richtung in Bezug auf die Kurbelwelle 78 hervorspringen. Der siebte kreisförmige Vorsprung P7 ist/wird in radialer Hinsicht nach innen hin ausgehend vom achten kreisförmigen Vorsprung P8 angeordnet. Die fünften, sechsten, siebten und achten Vorsprünge P5, P6, P7 und P8 überlappen einander bei einer Betrachtung in der radialen Richtung in Bezug auf die Kurbelwelle 78. Der siebte Vorsprung P7 ist/wird zwischen den fünften und sechsten Vorsprüngen P5 und P6 angeordnet. Der sechste Vorsprung P6 ist/wird zwischen den siebten und den achten Vorsprüngen P7 und P8 angeordnet.
Die Gummidichtung 96 weist einen Basisabschnitt, welcher an einem aus dem zweiten Spulenhalter 44a und dem vierten Spulenhalter 46a fixiert ist/wird, und ein distales Ende auf, welches auf eine elastische Weise mit dem anderen aus dem zweiten Spulenhalter 44a und dem vierten Spulenhalter 46a in Berührung steht bzw. gelangt. Die Gummidichtung 98 weist einen Basisabschnitt, welcher an einem aus dem zweiten Spulenhalter 44a und dem vierten Spulenhalter 46a fixiert ist/wird, und ein distales Ende auf, welches auf eine elastische Weise mit dem anderen aus dem zweiten Spulenhalter 44a und dem vierten Spulenhalter 46a in Berührung steht bzw. gelangt. In bevorzugter Weise ist/wird wenigstens eine aus den Gummidichtungen 96 und 98 an eine aus den fünften, sechsten, siebten und achten Vorsprüngen P5, P6, P7 und P8 fixiert und erstreckt sich in der radialen Richtung in Bezug auf die Kurbelwelle 78. In bevorzugter Weise sind/werden die Gummidichtungen 96 und 98 in radialer Hinsicht nach innen hin von dem siebten Vorsprung P7 in Bezug auf die radiale Richtung der Kurbelwelle 78 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist/wird der Basisabschnitt der Gummidichtung 96 am vierten Spulenhalter 96a fixiert, und steht bzw. gelangt das distale Ende der Gummidichtung 96 auf eine elastische Weise mit dem fünften kreisförmigen Vorsprung P5 des zweiten Spulenhalters 44a in Berührung. Auch ist/wird in der dargestellten Ausführungsform der Basisabschnitt der Gummidichtung 98 am siebten kreisförmigen Vorsprung P7 des vierten Spulenhalters 46a fixiert, und steht bzw. gelangt das distale Ende der Gummidichtung 98 auf eine elastische Weise mit dem fünften kreisförmigen Vorsprung P5 des zweiten Spulenhalters 44a in Berührung.
Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 wird nun eine hintere Nabe 14' (d. h. eine Fahrradkomponente) beschrieben werden, welche die herkömmliche hintere Nabe 14 aus der 1 ersetzt. Wenn die hintere Nabe 14' im Fahrrad 10 verbaut ist/wird, wird an dieser Stelle die Kurbelwellenanordnung 12 mit einer herkömmlichen Kurbelwellenanordnung ersetzt werden. Wie im Folgenden beschrieben werden wird, ist/wird die hintere Nabe 14' ausgestattet mit einem Fahrradleistungserfassungsapparat.
Die hintere Nabe 14' stützt auf eine drehbare Weise ein hinteres Rad an dem Rahmen 26 in einer herkömmlichen Weise. In der dargestellten Ausführungsform schließt die hintere Nabe 14' im Wesentlichen ein Nabengehäuse 100 und eine Nabenwelle 102 ein. Im Falle der hinteren Nabe 14' schließt die stationäre Struktur die Nabenwelle 102 ein, und schließt die Drehstruktur das Nabengehäuse 100 ein. Das Nabengehäuse 100 ist/wird auf eine drehbare Weise an der Nabenwelle 102 mittels eines Paars von Lagereinheiten 104 und 106 gestützt. Die hintere Nabe 14' weist auch einen Freilauf 108 auf für ein Befestigen einer hinteren Zahnradkassette 110. Die Nabenwelle 102 weist eine longitudinale Mittelachse auf, welche eine Drehmittelachse des Nabengehäuses 100 definiert. Das Nabengehäuse 100 bildet ein angetriebenes Glied, welches ein antreibendes Drehmoment oder eine antreibende Kraft seitens einer Kette mittels der hinteren Zahnradkassette 110 empfängt, welche am Freilauf 108 montiert sind/werden.
Im Falle dieser hinteren Nabe 14' schließt die Nabenwelle 102 (die stationäre Struktur) einen Leistungssender 112 und eine erste Kommunikationseinheit 114 ein, während das Nabengehäuse 100 einen Leistungsempfänger 116 und eine zweite Kommunikationseinheit 118 einschließt. Der Leistungssender 112 und die erste Kommunikationseinheit 114 sind/werden auf eine elektrische Weise mittels von Leistungsleitungen mit dem Verdrahtungsknotenpunkt 34 gekoppelt, um auf diese Weise eine elektrische Leistung oder Energie ausgehend von der Hauptleistungsversorgung 24 zu empfangen. Der Leistungssender 112 überträgt auf eine drahtlose Weise eine elektrische Leistung an den Leistungsempfänger 116. Die erste Kommunikationseinheit 114 zusammen mit der zweiten Kommunikationseinheit 118 senden und empfangen Daten.
Das Nabengehäuse 100 schließt auch einen Steuerer 120 und eine Leistungserfassungseinheit 122 ein. Wie in der 7 zu sehen ist, weist der Leistungssender 112 dieselbe Konstruktion bzw. denselben Aufbau auf wie der Leistungssender 40, abgesehen davon, dass der Leistungssender 112 ausgestaltet ist/wird, um an der Nabenwelle 102 fixiert zu sein/werden. Die erste Kommunikationseinheit 114 weist dieselbe Konstruktion bzw. denselben Aufbau auf, wie die erste Kommunikationseinheit 44. Der Leistungsempfänger 116 weist dieselbe Konstruktion bzw. denselben Aufbau auf wie der Leistungsempfänger 42, abgesehen davon, dass der Leistungsempfänger 116 ausgestaltet ist/wird, um an der Nabenwelle 102 fixiert zu sein/werden. Die zweite Kommunikationseinheit 118 weist dieselbe Konstruktion bzw. denselben Aufbau auf wie die zweite Kommunikationseinheit 46, abgesehen davon, dass die zweite Kommunikationseinheit 118 ausgestaltet ist/wird, um an der Nabenwelle 102 fixiert zu sein/werden. Der Leistungssender 112 und der Leistungsempfänger 116 formen daher eine Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung 136 aus, während die erste und zweite Kommunikationseinheit 114 und 118 eine Anordnung für eine drahtlose Kommunikation 138 ausformen. Die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 136 überträgt auf eine drahtlose Weise eine elektrische Leistung ausgehend von dem Leistungssender 112 hin zu dem Leistungsempfänger 116.
An dieser Stelle sind die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 136 und die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 138 dieselben wie die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 und die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38, wie weiter oben beschrieben, abgesehen davon, dass die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 136 sowie die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 138 angepasst sind/werden an die hintere Nabe 14'. In Anbetracht der Ähnlichkeiten der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 136 und der Anordnung für die drahtlose Kommunikation 138 mit der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 36 und der Anordnung für die drahtlose Kommunikation 38 werden die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung 136 sowie die Anordnung für die drahtlose Kommunikation 138 an dieser Stelle nur in aller Kürze beschrieben werden.
Die Leistungserfassungseinheit 122 ist fähig, die Antriebskraft eines Radfahrers zu messen, welche durch den Steuerer 120 verarbeitet ist/wird. Der Steuerer 120 überträgt eine Information, welche die Antriebskraft betrifft, welche durch die Leistungserfassungseinheit 122 gemessen worden ist, an den Radfahrer mittels der Anordnung für die drahtlose Kommunikation 138. Die Information, betreffend die Antriebskraft, welche übertragen ist/wird, ist/wird auf zum Beispiel dem Fahrradcomputer 16 angezeigt, welcher an der Lenkstange des Fahrrades 10 montiert ist/wird. An dieser Stelle können im Falle des Fahrradcomputers 16 eine Information wie zum Beispiel die Geschwindigkeit des Fahrrades, die Drehgeschwindigkeit der Kurbel (Kadenz), die gefahrene Entfernung und ähnliches ebenfalls für den Radfahrer angezeigt sein/werden. Die U.S.-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2014/0074348 beschreibt ein Beispiel einer Leistungserfassungseinheit, welche angepasst sein/werden kann, um die Leistungserfassungseinheit 122 zu bilden, welche in der 9 gezeigt ist/wird.
Während die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung und die Anordnung für die drahtlose Kommunikation nur im Falle einer Kurbelwellenanordnung sowie einer hinteren Nabe dargestellt worden sind, wird es von dieser Offenbarung deutlich werden, dass die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung sowie die Anordnung für die drahtlose Kommunikation angepasst sein/werden können an andere Fahrradkomponenten, welche ein Liefern einer elektrischen Leistung an einen bewegenden Part benötigen, und welche ebenfalls eines Sendens von Daten ausgehend von dem bewegenden Part bedürfen.
Im Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind der Begriff „umfassen” und seine Abkömmlinge, wie hier verwendet, vorgesehen als offene Begriffe, welche das Vorliegen der genannten Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, ganze Zahlen und/oder Schritten spezifizieren, aber nicht das Vorliegen von anderen ungenannten Merkmalen, Elementen, Komponenten, Gruppen, ganze Zahlen und/oder Schritten ausschließen. Das Vorangegangene betrifft auch solche Worte, welche eine ähnliche Bedeutung haben, wie z. B. die Begriffe „einschließen”, „aufweisen” und ihre Abkömmlinge.
Wie hier verwendet, bezeichnen die folgenden Richtungsbegriffe „vorwärts”, „rückwärts”, „vorne”, „hinten”, „aufwärts”, „abwärts”, „oben”, „unten”, „seitlich”, „transversal” und „horizontal” sowie jegliche andere ähnliche Richtungsbegriffe solche Richtungen eines Fahrrades in einer aufrechten fahrenden Position, welches mit dem Fahrradkomponentenbedienapparat ausgestattet ist. Auf eine entsprechende Weise sollen diese Richtungsbegriffe, wie verwendet zu einem Beschreiben des Fahrradkomponentenbedienapparats, verstanden werden in Bezug auf ein Fahrrad in einer aufrechten Fahrposition auf einer horizontalen Fläche, welches ausgestattet ist mit dem Fahrradkomponentenbedienapparat. Die Begriffe „links” und „rechts” werden verwendet, um die rechte Seite eines Fahrrades bei einer Betrachtung vom hinteren Ende des Fahrrades und die linke Seite bei einer Betrachtung vom hinteren Ende des Fahrrades zu bezeichnen.
Auch wird verstanden werden, dass trotz der an dieser Stelle möglichen Verwendung der Begriffe „erster” und „zweiter” zum Beschreiben verschiedener Komponenten diese Komponenten hierdurch nicht als beschränkt zu gelten haben. Die Begriffe dienen ausschließlich einem Unterscheiden einer Komponente von einer anderen. Zum Beispiel könnte daher eine erste Komponente, wie oben beschrieben, auch als eine zweite Komponente bezeichnet werden, und umgekehrt, ohne von der Lehre der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Begriffe „befestigt” oder „befestigen”, wie hier verwendet, umfassen Ausgestaltungen, in welchen ein Element direkt an einem anderen Element mittels eines befestigenden Elements direkt am anderen Element befestigt ist/wird; Ausgestaltungen, in welchen das Element auf eine indirekte Weise am anderen Element mittels eines zwischengeschalteten Gliedes bzw. zwischengeschalteter Glieder befestigt ist/wird; und Ausgestaltungen, in welchen ein Element einstückig mit einem anderen Element vorliegt, d. h. ein Element im Wesentlichen ein Part des anderen Elements ist. Dieses Konzept betrifft auch Wort einer ähnlichen Bedeutung wie zum Beispiel „verbunden”, „gekoppelt”, „montiert”, „bondiert”, „fixiert” und ihre Abkömmlinge. Schließlich bedeuten Begriffe eines Ausmaßes wie zum Beispiel „im Wesentlichen”, „ungefähr” und „näherungsweise”, wie hier verwendet, ein verhältnismäßiges Ausmaß von Abweichung vom modifizierten Begriff, so dass das Endresultat nicht wesentlich verändert ist.
Während nur ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt worden sind zu einem Darstellen der vorliegenden Erfindung, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet der Fahrräder klar werden von der vorliegenden Offenbarung, dass vielfache Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können. Ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie durch die angehängten Ansprüche definiert. Z. B. können die Größe, Gestalt, der Ort oder die Orientierung von verschiedenen Komponenten verändert werden, wie benötigt und/oder erwünscht, solang die Veränderung nicht im Wesentlichen die beabsichtigten Wirkungen und Funktionen beeinflussen. Komponenten, welche als direkt miteinander verbunden oder einander berührend gezeigt worden sind, können zwischengeschaltete Strukturen zwischen sich aufweisen, solange die Veränderungen nicht im Wesentlichen ihre intendierten Funktionen und Wirkungen beeinflussen. Die Funktionen eines Elements können durch zwei Elemente ausgeführt werden, und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen von einer Ausführungsform können in anderen Ausführungsformen übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass alle Vorteile gleichzeitig in einer bestimmten Ausführungsform vorliegen. Ein jedes Merkmal, welches einzigartig in Bezug auf den Stand der Technik ist, kann alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen als eine separate Beschreibung einer weiteren Erfindung seitens des Anmelders angesehen werden, einschließlich von strukturellen und/oder funktionellen Konzepten, welche durch solche Merkmale verkörpert werden. Die vorangegangenen Beschreibungen der Ausführungsformen entsprechend der vorliegenden Erfindung sind daher nur zum Zwecke der Darstellung vorgesehen und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7861599 [0004]
US 7306531 [0041]
US 7854180 [0041]

Claims

Fahrradkomponente umfassend: eine Anordnung für eine drahtlose elektrische Leistungsübertragung, welche einen Leistungssender und einen Leistungsempfänger aufweist zu einem drahtlosen Übertragen von elektrischer Leistung ausgehend vom Leistungssender hin zu dem Leistungsempfänger; und eine Anordnung für eine drahtlose Kommunikation, welche eine erste Kommunikationseinheit und eine zweite Kommunikationseinheit aufweist, wobei die ersten und zweiten Kommunikationseinheiten voneinander beabstandet sind/werden zu einem drahtlosen Kommunizieren ausgehend von einer aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten hin zu der anderen aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten, wobei die Anordnung für die drahtlose Kommunikation von der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung um eine vorbestimmte Distanz beabstandet ist/wird, welche größer als 5,0 mm ist.
Fahrradkomponente gemäß Anspruch 1, wobei eine jede aus den ersten und zweiten Kommunikationseinheiten eine Antennenspule einschließt, wobei insbesondere eine jede aus den Antennenspulen mit einem nicht-magnetischen Material bedeckt ist/wird.
Fahrradkomponente gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Leistungssender einen DC-AC-Wandler und/oder eine Power-Line-Communication-Einheit einschließt.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend eine entfernte elektrische Leistungsversorgung, welche elektrisch mit dem Leistungssender mittels eines externen Leistungskabels verbunden ist/wird.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Leistungsempfänger einen Kondensator einschließt, ausgestaltet zu einem Speichern von seitens des Leistungssenders empfangener, elektrischer Leistung.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die vorbestimmte Distanz größer als 10,0 mm ist.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend eine stationäre Struktur, welche den Leistungssender und die erste Kommunikationseinheit daran angeordnet aufweist; und eine Drehstruktur, welche drehbar in Bezug auf die stationäre Struktur um eine Drehachse herum montiert ist/wird, wobei die Drehstruktur den Leistungsempfänger und die zweite Kommunikationseinheit daran angeordnet aufweist.
Fahrradkomponente gemäß Anspruch 7, weiter umfassend eine Leistungsmessanordnung, welche an der Drehstruktur angeordnet ist/wird.
Fahrradkomponente gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, weiter umfassend eine erste Dichtungsstruktur, welche in einem axialen Raum zwischen der stationären Struktur und der Drehstruktur an einem Ort angeordnet ist/wird, welcher radial nach außen hin von der Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung befindlich ist, und eine zweite Dichtungsstruktur, welche in einem axialen Raum zwischen der stationären Struktur und der Drehstruktur an einem Ort angeordnet ist/wird, welcher radial nach außen hin von der Anordnung für die drahtlose Kommunikation befindlich ist.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Anordnung für die drahtlose Kommunikation benachbart zu einem ersten axialen Ende der Drehstruktur angeordnet ist/wird, die Anordnung für die drahtlose elektrische Leistungsübertragung einem zweiten axialen Ende der Drehstruktur benachbart angeordnet ist/wird, und die ersten und zweiten axialen Enden einander gegenüberstehende Enden der Drehstruktur in Bezug auf die Drehachse sind.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die stationäre Struktur einen ersten Tretlagerpart, welcher den Leistungssender daran angeordnet aufweist, und einen zweiten Tretlagerpart einschließt, welcher die erste Kommunikationseinheit daran angeordnet aufweist.
Fahrradkomponente gemäß Anspruch 11, wobei die stationäre Struktur einen ersten Spulenhalter, gekoppelt mit dem ersten Tretlagerpart, welcher den Leistungssender am ersten Spulenhalter angeordnet aufweist, und einen zweiten Spulenhalter, gekoppelt mit dem zweiten Tretlagerpart, welcher die erste Kommunikationseinheit am zweiten Spulenhalter angeordnet aufweist, einschließt, wobei insbesondere die ersten und zweiten Spulenhalter aus einem nicht-magnetischen Material ausgeformt sind/werden.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Drehstruktur eine Kurbelwelle, einen ersten Kurbelarm, welcher mit einem ersten Ende der Kurbelwelle gekoppelt ist/wird, und einen zweiten Kurbelarm einschließt, welcher mit einem zweiten Ende der Kurbelwelle gekoppelt ist/wird, wobei insbesondere wenigstens eines aus der Kurbelwelle und den ersten und zweiten Kurbelarmen wenigstens einen Spannungssensor einschließt, welcher mit der zweiten Kommunikationseinheit verbunden ist/wird.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, weiter umfassend einen Kurbelarm, welcher eine Leistungsmessanordnung daran angeordnet aufweist.
Fahrradkomponente gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die stationäre Struktur eine Nabenwelle einschließt, und die Drehstruktur ein Nabengehäuse einschließt.