DE102015011014A1

DE102015011014A1 - Fahrradpedal

Info

Publication number: DE102015011014A1
Application number: DE102015011014.4A
Authority: DE
Inventors: Bungo Sasaki
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2016-02-25
Also published as: CN105383631B; US20160052584A1; TWI628108B; CN105383631A; TW201607834A; US9969451B2

Abstract

Ein Fahrradpedal ist im Wesentlichen mit einer Pedalwelle, einem Pedalkörper, einem Sensoradapter und zumindest einem Kraftsensor bereitgestellt. Die Pedalwelle beinhaltet einen Kurbelarmmontagepart. Der Pedalkörper ist drehbar auf der Pedalwelle um eine Wellenmittelachse montiert. Der Sensoradapter beinhaltet einen ersten Fixierpart, welcher nicht beweglich an der Pedalwelle an einem ersten Punkt befestigt ist, einen zweiten Fixierpart, welcher nicht beweglich an der Pedalwelle an einem zweiten Punkt befestigt ist, und einen Sensormontagepart, welcher sich zwischen dem ersten und zweiten Fixierparts erstreckt, wobei der erste Punkt axial von dem zweiten Punkt hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet ist, und wobei der Sensormontagepart an die Pedalwelle nicht fixiert ist. Der Kraftsensor ist an dem Sensormontagepart angeordnet, um eine Pedalkraft, welche von dem Pedalkörper auf die Pedalwelle übertragen wird, zu erfassen.

Description

HINTERGRUND
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/466127, eingereicht am 22. August 2014. Die gesamte Offenbarung der U.S. Patentanmeldung Nr. 14/466,127 ist hiermit durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf ein Fahrradpedal. Spezifischer bezieht sich die folgende Erfindung auf ein Fahrradpedal, welches die Pedalkraft eines Fahrers erfasst.
Hintergrundinformation
Fahrräder sind mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet um Informationen an den Fahrer über unterschiedliche Aspekte des Fahrrades bereitzustellen. Einer von solchen Sensoren ist ein Drehmoment- oder Kraftsensor zum Erfassen einer Pedalkraft eines Fahrers. Unterschiedliche Sensoranordnungen wurden vorgeschlagen um eine Pedalkraft des Fahrers zu erfassen. Beispielsweise sind Pedalkraftmessvorrichtungen in U.S. Patentschriften US 7 516 677 , US 8 011 242 und US 8 327 723 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG
Im Wesentlichen ist die vorliegende Offenbarung auf unterschiedliche Merkmale eines Fahrradpedals gerichtet. In einem Merkmal ist ein Fahrradpedal bereitgestellt, das die Pedalkraft eines Fahrradfahrers erfasst. Es hat sich herausgestellt, dass wenn eine Querkraft bzw. Scherkraft bzw. Schubkraft die an einer Pedalwelle ausgeübt wird, durch einen Sensor erfasst wird, sich ein Ausgangssignal des Sensors, wo eine Mittelposition der Pedalkraft des Fahrers auf die Pedalwelle hinsichtlich einer Axialrichtung der Pedalwelle aufgebracht wird, verändert.
In Anbetracht der bekannten Technologie und einem ersten Aspekt der Offenbarung ist ein Fahrradpedal bereitgestellt, das im Wesentlichen eine Pedalwelle, einen Pedalkörper, einen Sensoradapter und zumindest einen Kraftsensor umfasst. Die Pedalwelle beinhaltet einen Kurbelarmmontagepart. Der Pedalkörper ist drehbar an die Pedalwelle um eine Wellenmittelachse montiert. Der Sensoradapter beinhaltet einen ersten Fixierpart, welcher nicht beweglich an der Pedalwelle an einem ersten Punkt befestigt ist, einen zweiten Fixierpart, welcher nicht beweglich an der Pedalwelle an einem zweiten Punkt befestigt ist, und einen Sensormontagepart, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Fixierparts erstreckt. Der erste Punkt ist axial von dem zweiten Punkt hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet. Der Sensormontagepart ist nicht an die Pedalwelle fixiert. Der Kraftsensor ist an dem Sensormontagepart angeordnet, um eine Pedalkraft, welche von dem Pedalkörper auf die Pedalwelle übertragen wird, zu erfassen.
Bevorzugt ist das Fahrradpedal ausgestaltet, derart dass das Fahrradpedal weiter einen Controller umfasst, welcher ausgestaltet ist, um abnehmbar an den Kurbelarm fixiert zu sein und um sich mit dem zumindest einen Kraftsensor in Kommunikation zu befinden.
Bevorzugt ist das Fahrradpedal ausgestaltet, dass der Controller derart programmiert ist, um eine Pedalbewegungsleistung während eines Pedalumlaufs bzw. Pedalzyklus auf Grundlage von Daten die von dem zumindest einen Kraftsensor aufgenommen wurden, zu errechnen.
Bevorzugt umfasst das Fahrradpedal weiter einen Kadenzsensor, welcher sich in Kommunikation mit dem Controller befindet.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrradpedalwelle bereitgestellt, die im Wesentlichen einen Kurbelarmmontagepart, ein Pedalkörperstützpart, einen Sensoradapter und zumindest einen Kraftsensor umfasst. Der Pedalkörperstützpart ist ausgestaltet, um einen Pedalkörper um eine Wellenmittelachse drehbar zu stützen. Der Sensoradapter beinhaltet einen ersten Fixierpart, welcher nicht beweglich an die Pedalwelle an einem ersten Punkt befestigt ist, einen zweiten Fixierpart, welcher nicht beweglich an der Pedalwelle an einem zweiten Punkt befestigt ist, und einen Sensormontagepart, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Fixierparts erstreckt. Der erste Punkt ist von dem zweiten Punkt hinsichtlich der Wellenmittelachse axial beabstandet, wobei der Sensormontagepart nicht an die Pedalwelle fixiert ist. Der Kraftsensor ist an den Sensormontagepart angeordnet, um eine Pedalkraft, welche von dem Pedalkörper auf die Pedalwelle übertragen wird zu erfassen.
Bevorzugt sind die ersten und zweiten Fixierparts auf die Pedalwelle pressgepasst.
Bevorzugt sind die ersten und zweiten Fixierparts an die Pedalwelle verklebt.
Bevorzugt ist der Sensormontagepart an den ersten Fixierpart durch eine Vielzahl von ersten Verbindern, die umfänglich beabstandet und durch Öffnungen getrennt sind, verbunden. Der Sensormontagepart ist an den zweiten Fixierpart durch eine Vielzahl von zweiten Verbindungen, welche umfänglich beabstandet und durch Öffnungen getrennt sind, verbunden.
Bevorzugt beinhaltet der Sensormontagepart eine Vielzahl von Montageabschnitten, die umfänglich beabstandet und durch Öffnungen getrennt sind. Der zumindest eine Kraftsensor kann an zumindest einen von den Montageabschnitten angeordnet sein.
Bevorzugt beinhaltet die Vielzahl von Montageabschnitten vier von den Montageabschnitten die unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet sind.
Bevorzugt ist der Sensormontagepart konzentrisch um die Pedalwelle mit einem ringförmigen Abstand bzw. Spalt zwischen dem Sensormontagepart und einer Außenperipheriefläche der Pedalwelle angeordnet.
Bevorzugt beinhaltet der erste Fixierpart einen ersten Flansch, welcher sich radial nach außen hinsichtlich der Wellenmittelachse zu einem freien Ende, welches weiter von der Wellenmittelachse beabstandet ist als der zumindest eine Kraftsensor, erstreckt. Der zweite Fixierpart kann einen zweiten Flansch beinhalten, welcher sich radial nach außen hinsichtlich der Wellenmittelachse zu einem freien Ende, welches von der Wellenmittelachse beabstandet ist als der zumindest eine Kraftsensor, erstrecken.
Bevorzugt beinhaltet der zumindest eine Kraftsensor einen ersten Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor, einen zweiten Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor, einen ersten Biegekraftsensor und einen zweiten Biegekraftsensor. Der erste Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor kann an den Sensormontagepart montiert sein, um eine erste Querkomponente bzw. Scherkomponente bzw. Schubkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen. Der zweite Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor kann an den Sensormontagepart montiert sein, um eine zweite Querkomponente bzw. Scherkomponente bzw. Schubkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen. Der erste Biegekraftsensor kann an den Sensormontagepart montiert sein, um eine erste Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen. Der zweite Biegekraftsensor kann an den Sensormontagepart montiert sein, um eine zweite Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen.
Bevorzugt ist der erste Querkraftsensor umfänglich von dem zweiten Querkraftsensor an den Sensormontagepart hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet. Der erste Biegekraftsensor kann umfänglich von dem zweiten Biegekraftsensor auf dem Sensormontagepart hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet sein.
Bevorzugt beinhaltet die Pedalwelle weiter ein Pedalkörperstützpart und einen Sensorstützpart. Der Pedalkörperstützpart kann den Pedalkörper drehstützen. Der Sensorstützpart kann den Sensoradapter beinhaltend die ersten und zweiten Querkraftsensoren und die ersten und zweiten Biegekraftsensoren stützen. Der Sensorstützpart kann axial zwischen dem Kurbelarmmontagepart und dem Pedalkörperstützpart angeordnet sein.
Bevorzugt beinhaltet die Pedalwelle weiter eine erste Bohrung, die sich axial zumindest durch den Kurbelarmmontagepart erstreckt, und zumindest eine zweite Bohrung, die sich von der Außenperipheriefläche der Pedalwelle zu der ersten Bohrung erstreckt. Jeder von den ersten und zweiten Querkraftsensoren und den ersten und zweiten Biegekraftsensoren kann eine Kommunikationsleitung aufweisen, die sich durch die zumindest eine zweite Bohrung und die erste Bohrung erstreckt.
Bevorzugt beinhaltet die zumindest eine zweite Bohrung eine Vielzahl von zweiten Bohrungen.
Bevorzugt sind/werden die ersten und zweiten Querkraftsensoren aus einer Gruppe bestehend aus Widerstandsdehnungsmessstreifen und Halbleiterdehnungsmessstreifen ausgebildet. Die ersten und zweiten Biegekraftsensoren können aus einer Gruppe bestehend aus Widerstandsdehnungsmessstreifen und Halbleiterdehnungsmessstreifen ausgebildet werden/sind.
Bevorzugt können die ersten und zweiten Querkraftsensoren unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet sein. Die ersten und zweiten Biegekraftsensoren können unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet sein.
Bevorzugt sind die ersten und zweiten Querkraftsensoren schräg bzw. winkelmäßig von den ersten und zweiten Biegekraftsensoren hinsichtlich der Wellenmittelachse versetzt.
Bevorzugt ist der erste Querkraftsensor gegenüberliegend zu dem ersten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse angeordnet. Der zweite Querkraftsensor kann gegenüberliegend zu dem ersten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse angeordnet sein.
Bevorzugt ist der erste Querkraftsensor schräg bzw. winkelmäßig versetzt mit dem ersten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse ausgerichtet. Der zweite Querkraftsensor kann schräg bzw. winkelmäßig versetzt mit dem zweiten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse ausgerichtet sein.
Bevorzugt ist ein Drahtlos-Übertrager bereitgestellt, welcher elektrisch an den zumindest einen Kraftsensor verbunden ist.
Auch werden andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des offenbarten Fahrradpedals und Fahrradpedalwellen für einen Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, welche, in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, mehrere veranschaulichte Ausführungsbeispiele des Fahrradpedals offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen, welche einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden:
1 ist eine seitliche Aufrissansicht eines Fahrrades, das mit einer Pedalzustandserfassungsvorrichtung ausgestattet ist, die ein Paar von Fahrradpedalen nach einer veranschaulichten Ausführungsform aufweist;
2 ist ein schematisches Blockdiagramm zeigend eine Gesamtkonfiguration der Pedalzustandserfassungsvorrichtung veranschaulicht in 1;
3 ist eine vergrößerte Perspektivansicht einer Fahrradkurbelanordnung aufweisend die Fahrradpedale veranschaulicht in 1;
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht von einem der Fahrradpedale (d. h. das rechte Fahrradpedal nach der veranschaulichten Ausführungsform;
5 ist eine Perspektivansicht der Pedalwelle des Fahrradpedals veranschaulicht in 4 aufweisend einen Sensoradapter, welcher fest daran gekoppelt ist;
6 ist eine Perspektivansicht der Pedalwelle des Fahrradpedals veranschaulicht in 4 mit dem Sensoradapter von der Pedalwelle explosionsartig dargestellt;
7 ist eine vergrößerte Perspektivansicht eines Abschnitts der Pedalwelle des Fahrradpedals veranschaulicht in 4 mit dem Sensoradapter daran fest gekoppelt;
8 ist eine Querschnittsansicht der Pedalwelle und des Sensoradapters entlang der Schnittlinie 8-8 von 7;
9 ist eine Querschnittsansicht der Pedalwelle wie entlang der Schnittlinie zu sehen ist, die senkrecht zu der Schnittlinie 8-8 von 7 ist;
10 ist eine Querschnittsansicht der Pedalwelle wie entlang der Schnittlinie 8-8 von 7 zu sehen ist, jedoch mit dem Sensoradapter entfernt;
11 ist eine vergrößerte Perspektivansicht des Sensoradapters veranschaulicht in den 4, 5, 7 und 8;
12 ist eine vergrößerte Aufrissansicht des Sensoradapters veranschaulicht in 11;
13 ist eine vergrößerte Aufrissansicht des Sensoradapters veranschaulicht in den 11 und 12, mit dem Sensoradapter hinsichtlich der Ansicht in 12 gezeigt um fünfundvierzig Grad gedreht;
14 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Satzes von Kraftsensoren, die nach einer ersten Vorlage auf einem Sensormontagepart des Sensoradapters veranschaulicht in den 11 bis 13 installiert ist;
15 ist eine schematische Veranschaulichung einer ersten Konfiguration der Kraftsensoren, die an den Sensoradapter in der ersten Vorlage/Muster von 14 montiert sind;
16 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Satzes von Kraftsensoren, die in einer zweiten Vorlage/Muster an einem Sensormontagepart des Sensoradapters veranschaulicht in den 11 bis 13 installiert ist;
17 ist eine schematische Veranschaulichung einer zweiten Konfiguration der Kraftsensoren, die an den Sensoradapter in der zweiten Vorlage/Muster von 16 montiert ist;
18 ist eine schematische Veranschaulichung einer dritten Konfiguration der Kraftsensoren, die an den Sensoradapter in der ersten Vorlage/Muster von 14 montiert ist; und
19 ist eine schematische Veranschaulichung einer vierten Konfiguration der Kraftsensoren, die an den Sensoradapter in einer dritten Vorlage/Muster montiert sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausgewählte Ausführungsformen werden nun mit Bezugnahme zu den Zeichnungen beschrieben. Es wird für einen Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsformen lediglich zur Illustration bereitgestellt ist und ist für den Zweck, die Erfindung, wie diese durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird, einzuschränken.
Zunächst Bezug nehmend auf 1, ein Fahrrad 1 ist veranschaulicht, das mit einer Pedalzustandserfassungsvorrichtung 10 aufweisend ein Paar von Fahrradpedalen 12A und 12B nach einer ersten Ausführungsform ausgestattet ist. Während das Fahrrad 1 als ein Straßenfahrrad veranschaulicht ist, können die Fahrradpedale 12A und 12B für andere Typen von Fahrrädern falls benötigt und/oder gewünscht verwendet werden. Insbesondere können die Fahrradpedale 12A und 12B an sowohl sich bewegenden Fahrrädern, die sich fortbewegen, wenn ein Fahrer in die Pedal tritt, als auch an stationäre Fahrräder wie etwa Übungsfahrräder installiert werden. Das Fahrrad 1 und seine unterschiedlichen Parts sind herkömmlich außer für Komponenten der Pedalzustandserfassungsvorrichtung (d. h. die Fahrradpedale 12A und 12B) wie hierin erläutert wird. Folglich wird das Fahrrad 1 und seine unterschiedlichen Parts hierin nicht im Detail erläutert und/oder veranschaulicht, außer diese werden für das Verständnis der Fahrradpedale 12A und 12B benötigt.
Die Fahrradpedale 12A und 12B sind Klick- oder Step-in-Pedale. In anderen Worten sind die Fahrradpedale 12A und 12B Klick- oder Step-in-Pedale, die mit einem Fahrradschuh (nicht dargestellt) aufweisend einen Stollen bzw. Klemme bzw. Klaue, der fest an die Sohle eines Schuhs gekoppelt ist, verwendet wird. Alternativ können die Fahrradpedale 12A und 12B auch ohne jegliche Stolleneingriffsstruktur ausgestaltet sein.
Nun Bezug nehmen auf 2, die Pedalzustandserfassungsvorrichtung 10 ist schematisch veranschaulicht, die Pedalzustandserfassungsvorrichtung 10 verwendet die Fahrradpedale 12A und 12B um einen Fahrer über den Pedalzustand des Fahrrades 1 in Kenntnis zu setzen. Im Wesentlichen, zusätzlich zu den Fahrradpedalen 12A und 12B beinhaltet die Pedalzustandserfassungsvorrichtung 10 einen Fahrradcomputer CC, der drahtlos mit den Fahrradpedalen 12A und 12B kommuniziert um einen Fahrer über den Pedalzustand des Fahrrades 1 in Kenntnis zu setzen. Insbesondere umfasst der Fahrradcomputer CC der Pedalzustandserfassungsvorrichtung 10 eine Kommunikationseinheit (Drahtlos-Übertrager) und einen Controller. Während die Kommunikationseinheit und der Controller als ein Part des Fahrradcomputers CC veranschaulicht sind, können die Kommunikationseinheit und der Controller separat von dem Fahrradcomputer CC bereitgestellt sein. Auch kann alternativ die Kommunikationseinheit an den Fahrradcomputer CC durch eine oder mehrere Kommunikationskabel verbunden sein. Da Fahrradcomputer auf dem Gebiet von Fahrrädern wohlbekannt sind, wird der Fahrradcomputer CC hierin nicht in Detail erläutert.
Wie in 3 zu sehen ist, sind jeweils die Fahrradpedale 12A und 12B fest an die Fahrradkurbelarme 16 und 18 des Fahrrades 1 gekoppelt. Die Kurbelarme 16 und 18 sind fest an eine Kurbelwelle 20 fixiert, derart dass die Kurbelarme 16 und 18 zusammen als eine Einheit drehen. Im Wesentlichen ist das rechte Fahrradpedal 12A ein Spiegelbild des linken Fahrradpedals 12B, außer dass das Fahrradpedal 12B eine auf der linken Seite befindlichen Gewindeverbindung aufweist, während das Fahrradpedal 12A eine auf der rechten Seite befindliche Gewindeverbindung verwendet, die davor bewahren, dass die Pedale gelöst werden. Der Einfachheit halber wird hierin lediglich das Fahrradpedal 12A, welches ein sich auf der rechten Seite befindliches Fahrradpedal ist, veranschaulicht und beschrieben. Selbstverständlich entspricht die Beschreibung des Fahrradpedals 12A dem Fahrradpedal 12B.
Bezugnehmend auf 3, das Fahrradpedal 12A umfasst im Wesentlichen eine Pedalwelle 22, einen Pedalkörper 24, einen Sensoradapter 26 und zumindest einen Kraftsensor FS (nachfolgend erläutert). Der Pedalkörper 24 ist drehbar an die Pedalwelle 22 um eine Wellenmittelachse A1 montiert. Bevorzugt umfasst das Fahrradpedal 12A weiter einen Controller 28, welcher ausgestaltet ist, um abnehmbar an den Kurbelarm 16 fixiert zu sein. Bevorzugt ist der Controller 28 an die Fahrrad zugewandte Seite des Kurbelarms 16 montiert.
Der Controller 28 ist derart programmiert, um eine Pedalbewegungsleistung während eines Pedalumlaufs bzw. Pedalzyklus auf Grundlage von Daten, die von zumindest einem Kraftsensor FS, wie nachfolgend erläutert, aufgenommen werden, zu berechnen. Bevorzugt kommuniziert der Controller 28 drahtlos mit dem Fahrradcomputer CC, um einen Fahrer von der Pedalbewegungsleistung die auf das Fahrradpedal 12A aufgebracht wird, in Kenntnis zu setzen. Wie in 8 zu sehen ist, ist der Controller 28 elektrisch an zumindest einen Kraftsensor FS durch ein Kommunikationskabel 29 verbunden. Bevorzugt weist das Kommunikationskabel 29 einen Plug-in Verbinder 29a an einem Ende auf um abnehmbar den zumindest einen Kraftsensor FS an den Controller 28 zu verbinden. Bevorzugt ist das andere Ende des Kommunikationskabels 29 nicht abnehmbar an den zumindest einen Kraftsensor FS verbunden. Selbstverständlich wird es aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass das andere Ende des Kommunikationskabels 29 abnehmbar an dem zumindest einem Kraftsensor FS falls benötigt und/oder gewünscht verbunden sein kann. Das Kommunikationskabel 29 kann ein elektrisches Kabel oder eine flexible Platine sein.
Bevorzugt, wie in 2 zu sehen ist, umfasst das Fahrradpedal 12A weiter einen Kadenzsensor S1, welcher sich in Kommunikation mit dem Controller 28 befindet. Auch umfasst bevorzugt das Fahrradpedal 12A weiter einen Neigungssensor S2, welcher sich in Kommunikation mit dem Controller 28 befindet. Der Kadenzsensor S1 und der Neigungssensor S2 sind herkömmliche Sensoren und werden folglich hierin der Kürze halber nicht erläutert.
Der Kadenzsensor S1 ist eine Vorrichtung, die die Umdrehungen pro Minute (RPM) des Fahrradpedals 12A um die Kurbelmittelachse der Kurbelwelle 20 erfasst. Der Kadenzsensor S1 kann beispielsweise eine Magnetfelderfassungsvorrichtung (z. B. einen Reed-Schalter) beinhalten, welcher ein Magnetfeld eines Magneten (nicht dargestellt), der an den Fahrradrahmen befestigt ist, erfasst. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Kadenzsensor S1 fest an die Pedalwelle 22 befestigt. Der Kadenzsensor S1 kann an einem Gehäuse des Controllers 28 oder an einem Abschnitt von einem der Kurbelarme 16 und 18 angebracht sein.
Der Neigungssensor S1 kann beispielsweise ein zweiachsiger bzw. bi-axialer Beschleuniger bzw. Beschleunigungsaufnehmer sein, der eine Beschleunigung des Fahrradpedals 12A sowohl horizontal als auch vertikal misst. In anderen Worten erfasst der Neigungssensor S1 die Beschleunigung entlang zweiter Achsen (X und Y), welche im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind. Einer der Achsen des Beschleunigungsaufnehmers ist im Wesentlichen horizontal auf der X-Achse orientiert, d. h. parallel zu der Vorwärtsrichtung der Fahrtrichtung des Fahrrades 1. Die andere Achse des Beschleunigungsaufnehmers ist im Wesentlichen vertikal orientiert, die y-Achse. Der Beschleunigungsaufnehmer misst das Kippen der Pedalwelle 22 des Fahrradpedals 12A hinsichtlich einer Basisachse (z. B. die horizontale Achse oder die vertikale Achse). Die Messungen des Neigungssensors S2 werden kombiniert um davon die Eingangssignalrepräsentative zu produzieren. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Neigungssensor S2 fest an die Pedalwelle 22 befestigt.
Bevorzugt umfasst das Fahrradpedal 12A weiter einen Drahtlos-Übertrager 30, welcher via dem Controller 28 elektrisch an zumindest einen Kraftsensor FS verbunden ist. Hier, ist der Drahtlos-Übertrager 30 mit dem Controller 28 als eine Einheit integriert, die von dem Kurbelwarm 16 abnehmbar ist. Der Controller 28 kommuniziert die Signale von dem zumindest einen Kraftsensor FS zu dem Fahrradcomputer CC via dem Drahtlos-Übertrager 30. Außerdem, zusätzlich zu den Querkraftdaten und den Biegekraftdaten von dem zumindest einem Kraftsensor FS, wie nachfolgend erläutert, kann der Drahtlos-Übertrager 30 ausgestaltet sein, um drahtlos Daten an den Fahrradcomputer CC, beinhaltend Daten hinsichtlich Umdrehungen pro Minute (RPM) von dem Kadenzsensor S1 und Beschleunigungsdaten von dem Neigungssensor S2, zu übertragen.
Der Controller 28 kann programmiert sein (vor-installierte Programme), um die Pedalkraft oder die Leistung, die auf das Fahrradpedal 12A aufgebracht wird, in einer wohlbekannten Weise auf Grundlage der Fahrradpedaldaten (Signale) aufgenommen von dem zumindest einem Kraftsensor FS, dem Kadenzsensor S1 und dem Neigungssensor S2, zu berechnen. Daraufhin, auf Grundlage der aufgenommenen Fahrradpedaldaten, setzt der Fahrradcomputer CC einen Fahrer von dem Pedalzustand des Fahrradpedals 12A in Kenntnis.
In der ersten Ausführungsform ist der Fahrradcomputer CC ausgestaltet und angeordnet, um drahtlos Daten von dem Drahtlos-Übertrager 30 zu empfangen. Die Drahtlos-Verbindung kann durchgeführt werden, indem jegliche Art einer Radiofrequenz (RF), infrarot, Bluetooth, ANT oder jegliche Kombination davon, verwendet wird. Die aktuelle Position des Fahrradpedals 12A hinsichtlich der Drehachse wird durch Signale von dem Neigungssensor S2 in Verbindung mit dem Kadenzsensor S1 bestimmt. Der Controller 28 verwendet Signale von dem Kadenzsensor S1, um die aktuelle Drehgeschwindigkeit des Fahrradpedals 12A zu bestimmen, und kann davon die erfasste Durchschnittsbelastung auf das Fahrradpedal 12A an dem Fahrrad 1 korrelieren. Der Controller ist programmiert und/oder ausgestaltet, um die Quer- und Biegekräftevariationen von jedem von den Querkraft- und den Biegekraftsensoren durch Verwendung von Kompensationskonstanten mit einzubeziehen.
Beispielsweise ist der Controller 28 bereitgestellt mit einer Software, die programmiert ist, um die Pedalgesamtkraft oder Gesamtleistung zu berechnen, indem die folgende Formel (1), welche vorgespeicherte Kompensationskonstanten beinhaltet, verwendet wird:
Die Bezeichnung F_ax ist die berechnete Querkraft, welche auf das Fahrradpedal 12A in einer ersten Achse ausgeübt wird. Bevorzugt erstreckt sich die erste Achse in einer Tangentialrichtung eines Pedalkreises, der durch die Wellenmittelachse A1 nachgezeichnet wird, sobald das Fahrradpedal 12A und der Kurbelarm 16 um die Kurbelachse drehen. Die Bezeichnung F_ay ist die berechnete Querkraft, die auf das Fahrradpedal 12A, in einer zweiten Achse, welche zu der ersten Achse senkrecht ist, ausgeübt wird. Die Bezeichnung M_ax ist das berechnete Biegemoment des Fahrradpedals 12A in der ersten Achse. Bevorzugt erstreckt sich die zweite Achse in einer Radialrichtung hinsichtlich der Kurbelwelle 20. Die Bezeichnung M_ay ist das berechnete Biegemoment des Fahrradpedals 12A in der zweiten Achse. Die Kompensationskonstanten a₁₁ bis a₄₄ sind vorbestimmt durch ein Fahrradfahrerkalibrierungstestverfahren. Die Bezeichnung ε bezieht sich auf Daten, die von den Kraftsensoren empfangen wurde. Die Bezeichnung ε₁ bezieht sich auf Daten, die von einem oder mehreren Querkraftsensoren, wie nachfolgend beschrieben, aufgenommen wurden. Die Bezeichnung ε₂ bezieht sich auf Daten, die von einem oder mehreren Querkraftsensoren, wie nachfolgend beschrieben, aufgenommen wurden. Die Bezeichnung ε₃ bezieht sich auf Daten, die von einem oder mehreren Biegekraftsensoren, wie nachfolgend beschrieben, empfangen wurden. Die Bezeichnung ε₄ bezieht sich auf Daten, die von einem oder mehreren Biegekraftsensoren, wie nachfolgend beschrieben, aufgenommen wurden. Die vorstehend genannte Formel beinhaltet Daten von ε₁ und ε₂ zum Berechnen von Kompensationskonstanten von zumindest zwei Querkraftsensoren und Daten von ε₃ und ε₄ von zumindest zwei Biegekraftsensoren.
Die Werte der Bezeichnungen F_ax und F_ay werden verwendet um die Tangential- und Radialpedalkraft, die auf das Fahrradpedal 12A in der Tangentialrichtung hinsichtlich des Pedalkreises der Wellenmittelachse A1 und in der Radialrichtung hinsichtlich der Kurbelwelle 20 ausgeübt werden, zu bestimmen. Falls die erste Achse entlang der Tangentialrichtung des Pedalkreises der Wellenmittelachse A1, und die zweite Achse entlang einer Radialrichtung der Kurbelwelle 20 ist, wird der Neigungssensor S2 nicht benötigt um die Pedalkräfte zu berechnen, da die Begriffe F_ax und F_ay jeweils Tangentialpedalkraft und Radialpedalkraft sind. Jedoch, falls die erste Achse sich nicht entlang der Tangentialrichtung des Pedalkreises der Wellenmittelachse A1 erstreckt und/oder die zweite Achse sich nicht in der Radialrichtung der Kurbelwelle 20 erstreckt, berechnet der Controller die Tangentialpedalkraft und die Radialpedalkraft auf Grundlage der Werte der Bezeichnungen F_ax und F_ay und der Ergebnisse von dem Neigungssensor S2. Die Beziehungen zwischen der ersten Achse, der zweiten Achse und einer Basisachse des Neigungssensors S2 sind vorbestimmt. Während des Einstellens, lernt der Controller 28 den Kippwinkel zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse von zumindest der Radialrichtung und der Tangentialrichtung. Daraufhin berechnet der Controller 28 die Tangential- und Radialpedalkräfte auf Grundlage der Werte von die Bezeichnungen F_ax und F_ay und des Kippwinkels. Die Gesamtleistung oder gesamte Pedalkraft, welche auf das Fahrradpedal 12A ausgeübt wird, wird auf Grundlage der Daten empfangen von dem Kadenzsensor S1, der Tangentialpedalkraft und dem vorbestimmten Abstand zwischen der Wellenmittelachse A1 und der Kurbelachse berechnet. Beim Berechnen der Gesamtpedalkraft nimmt der Controller 28 automatisch das Biegemoment des Fahrradpedals 12A in den ersten und zweiten Achsen zur Kenntnis bzw. bezieht diese ein. Dadurch kompensiert der Controller 28 für jegliche Variation in der Biegekraft, die auf das Fahrradpedal 12A ausgeübt wird, die von dem Fahrradfahrerschuh durch Drücken auf unterschiedliche Punkte des Fahrradpedals während des Radfahrens resultieren. Als ein Ergebnis kann der Controller 28 eine genauere Gesamtpedalkraft oder Gesamtleistung berechnen. Die Daten bezüglich der Gesamtkraft, die auf das Fahrradpedal 12A ausgeübt wird, wird daraufhin für den Fahrradfahrer auf einem Display des Fahrradcomputers CC angezeigt. Bevorzugt kann der Fahrradcomputer CC die Pedalrichtung und die Pedalkraft an den vorbestimmten Winkeln anzeigen. Der Fahrradcomputer CC kann bevorzugt eine Mitte der Pedalkraft, die durch den Fahrradfahrer auf das Fahrradpedal 12A und 12B in der Achsrichtung auf Grundlage der Werte der Bezeichnungen M_ax und des Begriffs M_ay anzeigen.
Wie auf diesem technischen Gebiet verstanden wird, ist der Controller 28 ein Microcomputer, der eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) oder Prozessor oder andere herkömmliche Komponenten, wie eine Eingabeschnittstelle, eine Ausgabeschnittstelle und Speichervorrichtungen, wie etwa ROM (Read Only Memory) Vorrichtungen bzw. Festwertspeichervorrichtungen und RAM (Random Access Memory) Vorrichtungen bzw. Direktzugriffsspeichervorrichtungen. Der Controller 28 ist programmiert um eine Pedalkraft, während eines Pedalumlaufs bzw. Pedalzyklus auf Grundlage von Daten, aufgenommen von zumindest einem Kraftsensor FS, zu berechnen. Der Controller 28 kann auch bereitgestellt sein mit unterschiedlichen anderen Steuerprogrammen, die unterschiedliche Fahrradsteuerbetätigungen durchführen können, wie benötigt und/oder gewünscht. Es wird für einen Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die genaue Struktur und Algorithmen von den Controller 28 jegliche Kombination von Hardware und Software sein kann, die die Benachrichtigungsfunktionen, wie hierin erläutert, ausführen kann.
Die elektrischen Komponenten des Fahrradpedals 12A werden durch eine Batterie B (z. B. eine Trockenbatterie und/oder eine wiederaufladbare Trockenbatterie), die an dem Kurbelarm 16 montiert ist, angetrieben. Hier ist die Batterie B in den Controller 28 integriert. Alternativ kann die Leistung von den Trockenzellen oder Batterien auf die elektrischen Komponenten des Fahrradpedals 12A mittels Induktion oder Schleifringen oder anderen geeigneten Mitteln übertragen werden. Nach einigen Ausführungsformen kann der Strom auch durch Solarzellen, die an das Fahrradpedal 12A oder die Kurbel 16 befestigt sind, bereitgestellt werden. Nach einigen Ausführungsformen kann Strom für das Fahrradpedal 12A durch piezoelektrische Vorrichtungen, welche unabhängig von oder Teil von den Kraftmessungssensoren sein können, erzeugt werden. Außerdem kann Strom durch Bereitstellung von jeglicher Kombination von Batterien, Solarzellen, piezoelektrische Vorrichtungen und Induktion bereitgestellt werden.
Wie in 3 zu sehen ist, ist der Pedalkörper 24 ein relativ herkömmliches Glied. Der Pedalkörper 24 ist an die Pedalwelle 22 um eine Wellenmittelachse A1 drehbar montiert. Der Pedalkörper 24 weist einen vorderen Stolleneingriffspart 31 auf, welcher integral mit dem Pedalkörper 24 ausgebildet ist. Ein hinterer Stolleneingriffspart 32 ist schwenkbar an dem Pedalkörper 24 durch einen Schwenkstift 34 montiert. Der hintere Stolleneingriffspart 32 ist in eine Stolleneingriffsposition durch ein Paar von Torsionsfedern 36 vorgespannt. Die vorderen und hinteren Stolleneingriffsparts 31 und 32 sind lösbar mit einem Stollen (nicht dargestellt) in einer herkömmlichen Weise in Eingriff. Selbstverständlich wird es aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass andere Pedalkörper verwendet werden können, beinhaltend aber nicht beschränkt auf Nicht-Stollentyp-Pedalkörper. Folglich werden die herkömmlichen Aspekte des Pedalkörpers 24 hierin nicht erläutert.
Nun Bezug nehmend hauptsächlich auf die 5 bis 10, bevorzugt ist die Pedalwelle 22 eine Mehrstufenwelle, aufweisend eine Anzahl von gestuften Parts. Wie in 8 zu sehen ist, wird die Pedalwelle 22 in einer gestuften Bohrung 38 (nur teilweise dargestellt) des Pedalkörpers 24 aufgenommen. Typischerweise wird die Pedalwelle 22 an den Pedalkörper 24 auf eine herkömmliche Weise gesichert. Da diese Parts relativ herkömmliche Parts sind und die spezifische Konstruktion dieser Parts für die folgende Ausführungsform nicht kritisch sind, werden diese hierin nicht in Detail erläutert oder veranschaulicht. Lediglich die Parts des Fahrradpedals 12A, die notwendig sind um die vorliegende Ausführungsform zu verstehen, werden nachfolgend erläutert.
Wie in den 5 bis 7 zu sehen, beinhaltet die Pedalwelle 22 einen Kurbelarmmontagepart 40, um das Fahrradpedal 12A an den Kurbelarm 16 zu montieren. Spezifischer, wie in der 3 zu sehen ist, weist der Kurbelarmmontagepart 40 ein Gewinde 40a auf, das sich in ein gewindetes Loch, welches an den Kurbelarm 16 festgemacht ist, schraubt. Die Pedalwelle 22 beinhaltet einen Pedalkörperstützpart 42. Der Pedalkörperstützpart 42 stützt den Pedalkörper 24 drehbar. Spezifischer ist eine herkömmliche Lageanordnung (nicht dargestellt) zwischen dem Pedalkörperstützpart 42 der Pedalwelle 22 und dem Pedalkörper 24 bereitgestellt. Folglich ist der Pedalkörper 24 frei um die Wellenmittelachse A1 drehbar. Auf diese Weise ist die Pedalwelle 22 fest an den Kurbelarm 16 gekoppelt, während der Pedalkörper 24 drehbar an die Pedalwelle 22 an dem Pedalkörperstützpart 42 gekoppelt ist. Die Pedalwelle 22 beinhaltet weiter einen Sensorstützpart 44, der den Sensoradapter 26 stützt. Der Sensoradapter 26 ist an dem Sensorstützpart 44 fixiert, derart dass die Pedalkräfte, die auf die Pedalwelle 22 von dem Pedalkörper 24 aufgebracht werden, an den Sensoradapter 26 übertragen werden.
Die Pedalwelle 22 beinhaltet weiter eine erste Bohrung 22a, die sich axial zumindest durch den Kurbelarmmontagepart 40 erstreckt. Die Pedalwelle 22 beinhaltet auch zumindest eine zweite Bohrung 22b, die sich von einer Außenperipheriefläche der Pedalwelle 22 zu der ersten Bohrung 22a erstreckt. Die erste Bohrung 22a und die zumindest eine zweite Bohrung 22b sind angeordnet, derart dass das Kommunikationskabel 29 durch die erste Bohrung 22a und die zumindest eine zweite Bohrung 22b läuft, derart dass die elektrischen Leiter des Kommunikationskabels 29 an den zumindest einen Kraftsensor FS verbunden sind.
In der veranschaulichten Ausführungsform erstreck sich die erste Bohrung 22a von dem Ende der Pedalwelle 22 vollständig durch beide, den Kurbelarmmontagepart 40 und den Sensorstützpart 44. Auch beinhaltet in der veranschaulichten Ausführungsform, wie in den 6 und 7 zu sehen ist, die zumindest eine zweite Bohrung 22b eine Vielzahl von zweiten Bohrungen 22b. Insbesondere ist der Sensorstützpart 44 der Pedalwelle 22 mit vier von den zweiten Bohrungen 22b, welche umfänglich um die Außenperipheriefläche des Sensorstützparts 44 beabstandet sind, bereitgestellt. Die zweiten Bohrungen 22b sind länglich in der Axialrichtung der Pedalwelle 22. Während eine entsprechende Kabelpassage durch die erste Bohrung 22a und die zweiten Bohrungen 22b bereitgestellt ist, wird es für den Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die Kabelpassage der Pedalwelle 22 für das Kommunikationskabel 29 andere Ausgestaltungen, falls benötigt und/oder gewünscht, aufweisen kann. Beispielsweise kann die Pedalwelle 22 ausgestaltet sein, derart dass die erste Bohrung sich nicht in den Sensorstützpart 44 der Pedalwelle 22 erstreckt und/oder derart dass weniger mehr von den zweiten Bohrungen 22b bereitgestellt sind.
Bezugnehmend hauptsächlich auf die 8 und 11 bis 13 wird nun der Sensoradapter 26 im weiteren Detail erläutert. Der Sensoradapter 26 ist ein starres Glied dass aus einem geeigneten Materialwert bei einem metallischen Material z. B. Aluminiumlegierung, Stahl, Titan oder einer geeigneten Legierung mit geeigneter Steifigkeit und Festigkeit hergestellt ist. Bevorzugt ist der Sensoradapter 26 ein einzelnes Stück bzw. ein Einheitsglied.
Im Wesentlichen ist der Sensoradapter 26 ein rohrförmiges Glied das an den Sensorstützpart 44 der Pedalwelle 22 fixiert ist. Der Sensoradapter 26 ist strukturiert oder hergestellt aus einem Material, derart dass eine Belastung die auf die Pedalwelle 22 aufgebracht wird durch den Sensoradapter 26 erhöht wird bevor diese den zumindest einen Kraftsensor FS, der daran montiert ist, erreicht. In jeglichem Fall ist der Sensoradapter 26 auf dem Sensorstützpart 44 der Pedalwelle 22 in einer fixierten Position gestützt, um eine Belastung die auf die Pedalwelle 22 durch den Fahrer via dem Pedalkörper 24 aufgebracht wird, aufzunehmen.
Der Sensoradapter 26 beinhaltet einen ersten Fixierpart 50, einen zweiten Fixierpart 52 und einen Sensormontagepart 54. Der erste Fixierpart 50 ist nicht beweglich an der Pedalwelle 22 an einem ersten Punkt P1 befestigt. Der Sensorfixierpart 52 ist nicht beweglich an die Pedalwelle 22 an einem zweiten Punkt P2 befestigt. Der Sensormontagepart 54 ist nicht an die Pedalwelle 22 fixiert. In anderen Worten ist der Sensormontagepart 54 nicht direkt in Berührung mit der Pedalwelle 22, sondern kann Belastung von der Pedalwelle 22 durch die Unterschiede in der Belastung, die von der Pedalwelle 22 an den ersten und zweiten Punkt P1 und P2 übertragen wird, aufnehmen. Der erste Punkt P1 ist axial von dem zweiten P2 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet. Folglich befindet sich der Sensormontagepart 54 zwischen den ersten und zweiten Fixierparts 50 und 52 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1.
In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet der erste Fixierpart 50 einen ersten rohrförmigen Abschnitt 50a und einen ersten Flanschabschnitt 50b. Bevorzugt steht der rohförmige Abschnitt 50a direkt mit dem Sensorstützpart 44 an dem ersten Punkt P1 in Berührung und ist an den Sensorstützpart 44 durch eine Presspassung dazwischen fixiert. Alternativ kann der erste rohrförmige Abschnitt 50a direkt an den Sensorstützpart 44 an dem ersten Punkt P1 durch geeignete Bondiermittel bondiert sein wie etwa Klebemittel, Lötmittel, etc. Beispielsweise, wie in 8 zu sehen ist, sind die ersten und zweiten Fixierparts 50 und 52 des Sensoradapters 26 an die Pedalwelle 22 durch Klebemittel wie durch „xx” in 8 gezeigt, verbunden.
Der erste Flansch 50b erstreckt sich radial nach außen von dem ersten rohrförmigen Abschnitt 50a hinsichtlich der Wellenmittelachse A1. Der erste Flansch 50b erhöht die Steifheit des ersten Fixierparts 50. Bevorzugt erstreckt sich der erste Flansch 50b zu einem freien Ende der weiter von der Wellenmittelachse A1 beabstandet ist als der zumindest eine Kraftsensor FS der an den Sensormontagepart 54 angeordnet ist.
In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet der zweite Fixierpart 52 einen zweiten rohrförmigen Abschnitt 52a und einen zweiten Flansch 52b. Bevorzugt steht der zweite rohrförmige Abschnitt 52a direkt mit dem Sensorstützpart 44 an dem ersten Punkt P1 in Berührung und ist an den Sensorstützpart 44 durch eine Pressverbindung dazwischen fixiert. Folglich, in der ersten Ausführungsform, sind die ersten und zweiten Fixierparts 50 und 52 des Sensoradapters 26 an die Pedalwelle pressgepasst. Auf diese Weise ist der Sensoradapter 26 fest an die Pedalwelle 22 an dem ersten und zweiten Fixierparts 50 und 52 befestigt, während der Sensormontagepart 54 nach oben die Pedalwelle 22 stützt, derart dass diese nicht an die Pedalwelle 22 fixiert ist. Alternativ kann der zweite rohrförmige Abschnitt 52a direkt an den Sensorstützpart 44 an der zweiten Position P2 mit geeignetem Verbindungsmaterial wie etwa Klebemittel oder Lötmittel etc. verbunden bzw. bondiert sein. Der zweite Flansch 52b erstreckt sich radial nach außen von dem zweiten rohrförmigen Abschnitt 52a hinsichtlich der Wellenmittelachse A1. Der zweite Flansch 52b erhöht die Steifheit des zweiten Fixierparts 52. Bevorzugt erstreckt sich der zweite Flansch 52b zu einem freien Ende der weiter von der Wellenmittelachse A1 beabstandet ist als der zumindest eine Kraftsensor FS, welcher an den Sensormontagepart 54 angeordnet ist.
Wie in 8 zu sehen ist, in der veranschaulichten Ausführungsform des Sensoradapter 26, ist der Sensormontagepart 54 radial nach außen von dem Sensorstützpart 44 der Pedalwelle 22 beabstandet. In anderen Worten ist der Sensormontagepart 54 konzentrisch um die Pedalwelle 22 mit einem ringförmigen Abstand bzw. Spalt zwischen dem Sensormontagepart 54 und einer Außenperipheriefläche der Pedalwelle 22 angeordnet. Auf diese Weise besteht ein rohrförmiger Abstand bzw. Spalt zwischen dem Sensormontagepart 54 des Sensoradapters 26 und dem Sensorstützpart 44 der Pedalwelle 22, der das der Sensormontagepart 54 nicht in Berührung mit dem Sensorstützpart 44 der Pedalwelle 22 steht.
Wie in 11 bis 13 zu sehen ist, beinhaltet der Sensormontagepart 54 eine Vielzahl von Montageabschnitten 54a. Die Montageabschnitte 54a sind umfänglich beabstandet und von einer Vielzahl von Öffnungen 56 getrennt. Der zumindest eine Kraftsensor FS ist an den Sensormontagepart 54 angebracht, um eine Pedalkraft, welche von dem Pedalkörper 24 auf die Pedalwelle 22 übertragen wird, zu erfassen. Spezifischer ist der zumindest eine Kraftsensor FS an zumindest einen von dem Montageabschnitten 54a angeordnet. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet der Sensoradapter 26 vier von den Sensormontageabschnitten 54a, die durch die Öffnungen 56 getrennt werden. Insbesondere beinhaltet die Vielzahl von Sensormontageabschnitten 54a vier Montageabschnitte 54a die unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet sind. Jede von den Sensormontageabschnitten 54a ist fähig einen oder mehrere Kraftsensoren zu stützen. Während vier von den Sensormontageabschnitten 54a veranschaulicht sind wird es für den Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern aus dieser Offenbarung ersichtlich dass der Sensoradapter 26 ausgestaltet sein kann um weniger oder mehr Sensormontageabschnitte falls benötigt und/oder gewünscht beinhaltet werden können abhängig von der Konfiguration und/oder Anordnung von den Kraftsensoren.
Der Sensormontagepart 54 ist an den ersten Fixierpart 50 durch eine Vielzahl von ersten Verbindern 58 verbunden die umfänglich beabstandet und durch erste Öffnungen 60 getrennt sind. Der Sensormontagepart 54 ist auch den zweiten Fixierpart 52 durch eine Vielzahl von zweiten Verbindern 62 verbunden, die umfänglich beabstandet und durch zweite Öffnungen 64 getrennt sind. Die ersten und zweiten Öffnungen 60 und 62 reduzieren jeweils die Belastungsübertragung von dem ersten und zweiten Fixierpart 50 und 52. Bevorzugt sind die ersten Öffnungen 60 radial mit den zweiten Bohrungen 22b ausgerichtet. Folglich fungieren die ersten Öffnungen 60 als Durchgangspassage für Kommunikationsleitungen (Signalleiter) des Kommunikationskabels 29 das elektrisch an den zumindest einen Kraftsensor FS verbunden ist. Alternativ können die zweiten Öffnungen 62 radial mit den zweiten Bohrungen 22b ausgerichtet sein, der das diese als Durchgangspassagen für die Kommunikationsleitungen (Signalleiter) des Kommunikationskabels 29 fungieren. Während vier von den ersten Verbindern 58 und vier von den zweiten Verbindern 62 verwendet werden um den zweiten Montagepart 54 zu stützen, wird es für einen Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern aus dieser Offenbarung ersichtlich das weniger oder mehr von den ersten und zweiten Verbindern verwendet werden können falls benötigt und/oder gewünscht.
Nun Bezug nehmend hauptsächlich auf die 11 bis 15, der zumindest eine Kraftsensor FS der ersten veranschaulichten Ausführungsform wird nun erläutert. Hier, in der ersten veranschaulichten Ausführungsform, beinhaltet bevorzugt der zumindest eine Kraftsensor FS einen ersten Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor 71, einen ersten Biegekraftsensor 72, einen zweiten Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor 73 und einen zweiten Biegekraftsensor 74. Spezifischer beinhaltet der zumindest eine Kraftsensor FS weiter einen dritten Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor 75, einen dritten Biegekraftsensor 76, einen vierten Querkraftsensor bzw. Scherkraftsensor bzw. Schubkraftsensor 77 und einen vierten Biegekraftsensor 78. Dementsprechend beinhaltet der zumindest eine Kraftsensor FS vier Querkraftsensoren und vier Biegekraftsensoren. Jedoch wird es für einen Fachmann auf dem Gebiet von Fahrrädern aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass der Sensoradapter 26 lediglich einen Kraftsensor falls benötigt und/oder gewünscht beinhalten kann.
Bevorzugt sind die Kraftsensoren 71 bis 78 ausgestaltet, um herkömmliche Wheatstone Brückenschaltungen (nicht dargestellt) auszubilden. Auf diese Weise wird die Querbelastung auf der Pedalwelle 22 des Fahrradpedals 12A durch Verwendung der ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 gemessen. Andererseits wird die Biegebelastung auf der Pedalwelle 22 des Fahrradpedals 12A durch Verwendung der ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 gemessen.
Insbesondere, wie schematisch in 15 veranschaulicht, sind die ersten und dritten Querkraftsensoren 71 und 75 ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) mit zwei Erfassungselementen auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₁ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die zweiten und vierten Querkraftsensoren 73 und 77 sind auch ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₂ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die ersten und dritten Biegekraftsensoren 72 und 76 sind ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) mit zwei anderen Erfassungselementen auf der Leiterplatte auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₃ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die zweiten und vierten Biegekraftsensoren 74 und 78 sind ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) mit zwei weiteren Erfassungselementen auf der Leiterplatte auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₄ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die resultierenden Spannungen von jedem von den Wheatstone Brückenschaltungsausgängen sind an dem Controller 28 bereitgestellt als die Basis für den Wert der Querbelastung und Biegebelastung auf dem Fahrradpedal 12A.
Die Kraftsensoren 71 bis 78 sind an dem Controller 28 via dem Kommunikationskabel 29 gekoppelt. Folglich ist der Drahtlos-Übertrager 30 elektrisch an die ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 verbunden. Der Controller 28 ist programmiert um eine Pedalbewegungsleistung während eines Pedalumlaufs bzw. Pedalzyklus auf Grundlage von Daten aufgenommen von den Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 und den Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 zu berechnen. Die Batterie B ist elektrisch an die Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 und an die Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 verbunden. Auch ist der Drahtlos-Übertrager 30 elektrisch an die ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 verbunden. Eine Signalverstärkungsschaltung (nicht dargestellt) kann elektrisch an die Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 und die Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 falls benötigt und/oder gewünscht verbunden sein. Da die Signalverstärkungsschaltungen bekannt sind, werden hierin die Signalverstärkungsschaltungen nicht näher im Detail erläutert und/oder veranschaulicht.
In der ersten Ausführungsform wird die Querbelastung auf der Pedalwelle 22 des Fahrradpedals 12A durch die ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 gemessen. Die Biegebelastung an der Pedalwelle 22 des Fahrradpedals 12A wird durch die ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 gemessen. Der erste Querkraftsensor 71 ist an den Sensormontagepart 54 montiert, um eine erste Querkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 zu erfassen. Der zweite Querkraftsensor 73 ist an den Sensormontagepart 54 montiert, um eine zweite Querkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 zu erfassen. Die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 sind unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet. Der dritte Querkraftsensor 75 ist an den Sensormontagepart 54 montiert, um eine dritte Querkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 zu erfassen. Insbesondere sind die ersten und dritten Querkraftsensoren 71 und 75 gegenüber voneinander an den Sensormontagepart 54 montiert. Der vierte Querkraftsensor 77 ist an den Sensormontagepart 54 montiert, um eine vierte Querkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 zu erfassen. Die dritten und vierten Querkraftsensoren 75 und 77 sind unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet. Folglich sind die zweiten und vierten Querkraftsensoren 73 und 77 gegenüber voneinander an den Sensormontagepart 54 montiert. Auf diese Weise ist der erste Querkraftsensor 71 umfänglich von dem zweiten Querkraftsensor 73 an den Sensormontagepart 54 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet. Ähnlich sind die dritten und vierten Querkraftsensoren 75 und 77 umfänglich von den ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 an dem Sensormontagepart 54 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet. Die ersten und dritten Querkraftsensoren 71 und 75 sind bevorzugt identisch zueinander, außer dass sie auf parallelen Sensormontageabschnitten 54a montiert sind. Ebenso sind die zweiten und vierten Querkraftsensoren 73 und 77 bevorzugt identisch zueinander, außer dass sie auf parallelen Sensormontageabschnitten 74a montiert sind.
Ähnlich zu den Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77, ist der erste Biegekraftsensor 72 an den Sensormontagepart 54 montiert, um eine erste Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 zu erfassen. Auf die gleiche Weise ist der zweite Biegekraftsensor 74 an dem Sensormontagepart 54 montiert, um eine zweite Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 zu erfassen. Ähnlich ist der dritte Biegekraftsensor 76 an dem Sensormontagepart 54 montiert, um eine dritte Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Mittelachse A1 zu erfassen und der vierte Biegekraftsensor 78 ist an den Sensormontagepart 54 montiert, um eine vierte Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 zu erfassen.
In der ersten Ausführungsform sind der erste Querkraftsensor 71 und der erste Biegekraftsensor 72 auf dem gleichen Sensormontageabschnitt 54a montiert. Der zweite Querkraftsensor 73 und der zweite Biegekraftsensor 74 sind an dem gleichen Sensormontageabschnitt 54a montiert. Der dritte Querkraftsensor 75 und der dritte Biegekraftsensor 76 sind an den gleichen Sensormontageabschnitt 54a montiert. Der vierte Querkraftsensor 77 und der vierte Biegekraftsensor 78 sind an dem gleichen Sensormontageabschnitt 54a montiert. Bevorzugt sind die ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 angeordnet, derart dass sie jeweils die ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 überdecken bzw. überlagern.
In der ersten veranschaulichten Ausführungsform stützt der Sensorstützpart 44 den Sensoradapter 26, welcher die ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 und die ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 beinhaltet. Ebenfalls bevorzugt in der ersten Ausführungsform wird jeder von den ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 aus der Gruppe bestehend von Widerstandsdehnungsmessstreifen und Halbleiterdehnungsmessstreifen ausgewählt. Ähnlich, bevorzugt in der ersten Ausführungsform werden/sind die ersten, zweiten, dritten, und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 aus der Gruppe bestehend aus Widerstands-Dehnungsmessstreifen und Halbleiter-Dehnungsmessstreifen ausgewählt.
Bevorzugt beinhaltet jeder von den ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 ein Paar von Querdehnungsmessstreifen G1 und G2, die jeweils entweder Widerstands-Dehnungsmesstreifen oder Halbleiterdehnungsmesstreifen sind. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 sind an den Sensormontagepart 54 unter Verwendung eines herkömmlichen Klebemittels geeignet für Dehnungsmessstreifen fixiert. Die Querdehnungsmesstreifen G1 und G2 sind nicht parallel zu der Wellenmittelachse A1 angeordnet. Die Querdehnungsmesstreifen G1 und G2 sind ebenfalls schräg bzw. winkelmäßig hinsichtlich zueinander versetzt. Andererseits beinhaltet jeder von den ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 lediglich einen einzelnen Biegedehnungsmessstreifen G3, welcher entweder ein Widerstands-Dehnungsmesstreifen oder Halbleiter-Dehnungsmesstreifen ist. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 sind an den Sensormontagepart 54 durch Verwendung eines herkömmlichen Klebemittels geeignet für Dehnungsmessstreifen fixiert. Die Biegedehnungsmesstreifen G3 sind parallel zu der Wellenmittelachse A1 angeordnet. Bevorzugt sind die Biegedehnungsmesstreifen G3 der ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 angeordnet, derart dass sie jeweils die entsprechenden von dem Querdehnungsmesstreifen G1 und G3 der ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 überdecken bzw. überlagern.
Wie vorstehend erläutert beinhaltet der Sensormontagepart 54 des Sensoradapters 26 vier von den Sensormontageabschnitten 54a, die umfänglich unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet sind. Die Querdehnungsmesstreifen G1 und G2 des ersten Querkraftsensors 71 und der Biegedehnungsmesstreifen G3 des ersten Biegekraftsensors 72 sind an den ersten von den Sensormontageabschnitten 54a montiert. Die Querdehnungsmesstreifen G1 und G2 des zweiten Querkraftsensors 73 und der Biegedehnungsmesstreifen G3 des zweiten Biegekraftsensors 74 sind an einen zweiten von den Sensormontageabschnitten 54a montiert, der umfänglich unter 90 Grad von dem ersten von den Sensormontageabschnitten 54a beabstandet ist. Die Querdehnungsmesstreifen G1 und G2 des dritten Querkraftsensors 75 und der Biegedehnungsmesstreifen G3 des dritten Biegekraftsensors 76 sind an einen dritten von den Sensormontageabschnitten 54a montiert, welcher umfänglich unter 90 Grad von dem zweiten von den Sensormontageabschnitten 54a beabstandet ist. Die Querdehnungsmesstreifen G1 und G2 des vierten Querkraftsensors 77 und der Biegedehnungsmesstreifen G3 des vierten Biegekraftsensors 78 sind an einem vierten von den Sensormontageabschnitt 54a montiert, welcher umfänglich unter 90 Grad von dem dritten von den Sensormontageabschnitten 54a beabstandet ist.
Wie in 14 zu sehen ist, weisen die Dehnungsmessstreifen G1 und G2 von jedem von den ersten, zweiten, dritten und vierten Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 eine Kommunikationsleitung (d. h. ein Paar von Kabeln L1) auf. Auch weist der Dehnungsmessstreifen G3 von jedem von den ersten, zweiten, dritten und vierten Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 eine Kommunikationsleitung (d. h. ein Paar von Kabeln L2) auf. Wie in 8 zu sehen ist, erstrecken sich die Kabel L1 und L2 der Kommunikationsleitung durch die zumindest eine zweite Bohrung 22b und die erste Bohrung 22a. Diese Kabel L1 und L2 der Kommunikationsleitung sind Signalleiter des Kommunikationskabels 29 zum Übertragen der elektrischen Signale von den Kraftsensoren 71 bis 78 an den Controller 28. Sobald die Kraftsensoren 71 bis 78 an den Sensormontagepart 54 des Sensoradapters 26 mit der Kommunikationsleitung des Kommunikationskabels 29, welches sich durch die Bohrungen 22a und 22b erstreckt, installiert wurde, können die ersten Bohrungen 22a und/oder die zweiten Bohrungen 22b mit einem Kunststoffmaterial bzw. Harzmaterial oder ähnlichem Klebematerialien, das die Kommunikationsleitung in Position innerhalb den zweiten Bohrungen 22b hält, gefüllt werden.
Bezug nehmend nun zu den 16 und 17, eine zweite Konfiguration ist schematisch veranschaulicht, aufzeigend acht Kraftsensoren, die an den Sensormontagepart 54a des Sensoradapters 26 in einer zweiten Vorlage/Muster montiert sind. Hier, wie in 16 gezeigt, weist jeder der Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 ein Paar von Querdehnungsmesstreifen G1 und G2 auf, die ebenfalls schräg bzw. winkelmäßig voneinander versetzt sind, während die Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78 jeweils einen einzelnen Biegedehnungsmesstreifen G3 aufweisen. Jedoch überdeckt hier der Biegedehnungsmesstreifen G3 nicht die Querdehnungsmesstreifen G1 und G2. Folglich, überlappen hier, wie in 17 dargestellt, die Querkraftsensoren 71, 73, 75 und 77 nicht mit den Biegekraftsensoren 72, 74, 76 und 78. Ansonsten sind die Kraftsensoren 71 bis 78 auf die gleiche Weise wie vorstehend erläutert hinsichtlich der 15 angeordnet.
Wie schematisch in 16 veranschaulicht sind die ersten und dritten Querkraftsensoren 71 und 75 ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) mit zwei Erfassungselementen auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₁ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die zweiten und vierten Querkraftsensoren 73 und 77 sind ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₂ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die ersten und dritten Biegekraftsensoren 72 und 76 sind ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) mit zwei anderen Erfassungselementen auf der Leiterplatte auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₃ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die zweiten und vierten Biegekraftsensoren 74 und 78 sind ausgestaltet, um eine herkömmliche Wheatstone Brückenschaltung (nicht dargestellt) mit zwei weiteren Erfassungselementen auf der Leiterplatte auszubilden und Daten für die Bezeichnung ε₄ in der vorstehenden Formel (1) bereitzustellen. Die resultierenden Spannungen von jeden von den Wheatstone Brückenschaltungsausgängen werden an den Controller 28 als Grundlage für den Wert der Querbelastung und der Biegebelastung auf das Fahrradpedal 12A bereitgestellt.
Bezug nehmend auf 18, eine dritte Konfiguration ist schematisch veranschaulicht, aufzeigend vier Kraftsensoren, die an den Sensormontagepart 54 des Sensoradapters 26 nach der ersten Vorlage/Muster montiert sind. In anderen Worten, in dieser dritten Konfiguration, wurden die Kraftsensoren 75, 76, 77 und 78 weggelassen, ansonsten sind die Kraftsensoren 71, 72, 73 und 74 wie in der ersten Ausführungsform erläutert angeordnet. Folglich hier lediglich die Kraftsensoren 71, 72, 73 und 74 verwendet, um die Belastung, die auf die Pedalwelle 22 aufgebracht wird durch Aufbringen der Pedalkraft auf den Pedalkörper 24 während des in die Pedal Tretens, verwendet. Die Kraftsensoren 71, 72, 73 und 74 übertragen Quer- und Biegesignale an den Controller 28, welcher daraufhin die Pedalkraft, die auf den Pedalkörper 24 während des in die Pedale Tretens aufgebracht wird, berechnet.
Die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 weisen jeweils ein Paar von Dehnungsmessstreifen G1 und G2 auf, die ebenfalls schräg bzw. winkelmäßig hinsichtlich zueinander versetzt sind und nicht parallel zu der Wellenmittelachse A1 auf die gleiche Weise wie erläutert angeordnet sind. Die Biegedehnungsmesstreifen G3 sind parallel zu der Wellenmittelachse A1 auf die gleiche Weise wie erläutert angeordnet. Insbesondere sind die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet. Auch sind die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 schräg bzw. winkelmäßig von den ersten und zweiten Biegekraftsensoren 72 und 74 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 versetzt. Die ersten und zweiten Biegekraftsensoren 72 und 74 sind unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet.
Auch werden bevorzugt in dieser dritten Konfiguration die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 aus der Gruppe bestehend aus Widerstands-Dehnungsmesstreifen und Halbleiter-Dehnungsmesstreifen ausgewählt. Ähnlich, werden bevorzugt bei dieser dritten Konfiguration die ersten und zweiten Biegekraftsensoren 72 und 74 aus der Gruppe bestehend aus Widerstands-Dehnungsmesstreifen und Halbleiter-Dehnungsmesstreifen ausgewählt.
Bezug nehmend auf 19, eine vierte Konfiguration ist schematisch veranschaulicht aufzeigend vier Kraftsensoren, welche an den Sensormontagepart 54 des Sensoradapters 26 in einer dritten Vorlage montiert sind. Hier, bei der vierten Konfiguration, werden die Kraftsensoren 75, 76, 77 und 78 weggelassen und die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 sind an unterschiedlichen Positionen zu den ersten und zweiten Biegekraftsensoren 72 und 74 angeordnet. Folglich werden lediglich die Kraftsensoren 71, 72, 73 und 74 verwendet, um die Belastung, die auf die Pedalwelle 22 aufgebracht wird, durch Aufbringen der Kraft aufgebracht auf den Pedalkörper 24 während des in die Pedale Tretens, zu erfassen. Die Kraftsensoren 71, 72, 73 und 74 übertragen die Quer- und Biegesignale an den Controller 28, welcher daraufhin die Pedalkraft, die während des in die Pedale Tretens auf den Pedalkörper 24 aufgebracht wird, berechnet.
Die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 weisen jeweils ein Paar von Dehnungsmessstreifen G1 und G2 auf, die ebenfalls schräg bzw. winkelmäßig hinsichtlich zueinander versetzt sind und nicht parallel zu der Wellenmittelachse A1 auf die gleiche Weise, wie erläutert, angeordnet sind. Die Biegedehnungsmesstreifen G3 sind parallel zu der Wellenmittelachse A1 auf die gleiche Weise, wie erläutert, angeordnet. Insbesondere ist der erste Querkraftsensor 71 gegenüberliegend zu dem ersten Biegekraftsensor 72 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 angeordnet. Ähnlich ist der zweite Querkraftsensor 73 gegenüberliegend zu dem zweiten Biegekraftsensor 74 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 angeordnet. Die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 sind unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet. Auch sind die ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 schräg bzw. winkelmäßig von den ersten und zweiten Biegekraftsensoren 72 und 74 hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 versetzt. Die ersten und zweiten Biegekraftsensoren 72 und 74 sind unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse A1 beabstandet.
Ebenfalls bevorzugt, bei dieser vierten Konfiguration, wird jeder von den ersten und zweiten Querkraftsensoren 71 und 73 aus der Gruppe bestehend aus Widerstandsdehnungsmesstreifen und Halbleiterdehnungsmesstreifen ausgewählt. Ähnlich, bevorzugt bei dieser vierten Konfiguration werden/sind die ersten und zweiten Biegekraftsensoren 72 und 74 aus der Gruppe bestehend aus Widerstands-Dehnungsmessstreifen und Halbleiter-Dehnungsmesstreifen ausgewählt.
In all den Konfigurationen der Kraftsensoren wird es aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die verbleibende Struktur des Fahrradpedals 12A die gleiche ist, wie vorstehend hinsichtlich der 1 bis 13 erläutert.
Bezüglich des Verstehens des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind die Begriffe „umfassend” und seine Ableitungen, wie diese hierin verwendet werden, als offene Begriffe zu verstehen, dieses Vorhandensein der genannten Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Ganzzahlen und/oder Schritte spezifizieren, das Vorhandensein anderer nicht genannter Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Ganzzahlen und/oder Schritte aber nicht ausschließen. Das vorstehend Genannte gilt auch für Wörter mit ähnlichen Bedeutungen, wie beispielsweise die Begriffe „aufweisen”, „mit” und deren Ableitungen. Ferner können die Begriffe „Part”, „Sektion”, „Abschnitt”, „Glied” oder „Element”, wenn in der Einzahl verwendet, die Pluralbedeutung eines einzelnen Teils oder einer Vielzahl von Teilen haben, sofern nicht anderweitig genannt.
Wie hierin verwendet, beziehen sich die folgenden richtungsweisendie Bezeichnunge „Rahmen zugewandte Seite”, „nicht Rahmen zugewandte Seite”, „nach vorne”, „nach hinten”, „vorder”, „hinter”, „hoch”, „runter”, „überhalb”, „unterhalb”, „nach oben”, „nach unten”, „top”, „unten”, „seitlich”, „vertikal”, horizontal”, „senkrecht” und „quer” sowie jegliche andere ähnliche richtungsweisende Bezeichnungen auf solche Richtungen eines Fahrrads in einer aufrechten Fahrposition und mit dem Fahrradpedal ausgestattet. Dementsprechend sollten diese Richtungsbegriffe, wie diese hierin verwendet werden um das Fahrradpedal zu beschreiben hinsichtlich eines Fahrrads in einer aufrechten Fahrposition auf einer horizontalen Fläche interpretiert werden, das mit den Fahrradpedal ausgestattet ist. Die Begriffe „links” und „rechts” werden verwendet, um „rechts” zu bezeichnen, wenn die rechte Seite betrachtet von dem Hinteren des Fahrrades bezeichnet wird, und „links”, wenn die linke Seite betrachtet von dem Hinteren des Fahrrades bezeichnet wird.
Es soll auch verstanden werden, dass obwohl die Begriffe „erste” und „zweite”, wie hierin verwendet, um unterschiedliche Komponenten zu beschreiben, diese Komponenten nicht auf diese Begrifflichkeiten beschränkt sein sollten. Diese Begriffe werden lediglich dazu verwendet, eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. Folglich kann beispielsweise eine erste Komponente, wie vorstehend erläutert, als eine zweite Komponente bezeichnet werden und anders herum ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Bezeichnung „befestigt” oder „befestigend”, wie hierin verwendet, umfasst Konfigurationen, in welchen ein Element direkt an ein anderes Element angeordnet ist, mittels Befestigung des Elements direkt an das andere Element; Konfigurationen, in welchen das Element indirekt an das andere Element via dem Zwischenglied angeordnet ist; und Konfigurationen, in welchen ein Element integral mit einem anderen Element ausgestattet ist, d. h. ein Element ist im Wesentlichen Part des anderen Elements. Dieses Konzept wird auch auf andere Wörter mit ähnlicher Bedeutung angewandt, beispielsweise „verbunden”, „zusammengefügt”, „gekoppelt”, „montiert”, „geklebt”, „fixiert und deren Ableitungen. Schließlich bedeuten die Ausmaßbegriffe, wie beispielsweise „im Wesentlichen”, „um” und „ungefähr”, wie hierin verwendet, einen vernünftigen Abweichungsbetrag des modifizierten Begriffs, sodass das Endresultat nicht signifikant verändert wird.
Während lediglich ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt worden sind, um die vorliegende Erfindung zu beschreiben, wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierin gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie dieser in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können die Größe, Form, Örtlichkeit oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten geändert werden, wie gewünscht und/oder erforderlich, sofern nicht anderweitig genannt. Komponenten, welche direkt miteinander verbunden gezeigt sind, können zwischengeordnete Strukturen zwischen sich haben, solange die Veränderung nicht im Wesentlichen ihre beabsichtigte Funktion beeinflusst, sofern nicht anderweitig genannt. Die Funktionen von einem Element kann durch zwei ausgeführt werden und anders herum, sofern nicht anderweitig genannt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können für eine andere angepasst werden. Es ist nicht notwendig, dass alle Vorteile in einer Ausführungsform zugleich vorhanden sind. Jedes Merkmal, das unterschiedlich vom Stand der Technik ist, allein oder in Kombination mit anderen Merkmalen, soll als separate Beschreibung von weiteren Erfindungen der Anmelderin angesehen werden, einschließlich der Struktur und/oder funktionalen Konzepten, die durch eine solche Erfindung/durch solche Erfindungen verkörpert werden. Folglich sind die vorherigen Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zur Illustration dargestellt und nicht zum Zwecke der Einschränkung der Erfindung, wie diese durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
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 7516677 [0003]
US 8011242 [0003]
US 8327723 [0003]

Claims

Fahrradpedalvorrichtung umfassend: eine Pedalwelle beinhaltend einen Kurbelarmmontagepart; einen Pedalkörper drehbar an die Pedalwelle um eine Wellenmittelachse montiert; ein Sensoradapter beinhaltend einen ersten Fixierpart, welcher nicht beweglich an die Pedalwelle an einem ersten Punkt befestigt ist, einen zweiten Fixierpart, welcher nicht beweglich an die Pedalwelle an einem zweiten Punkt befestigt ist, und einen Sensormontagepart, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Fixierparts erstreckt, wobei der erste Punkt axial von dem zweiten Punkt hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet ist, und wobei der Sensormontagepart an die Pedalwelle nicht fixiert ist; und zumindest einen Kraftsensor, welcher an dem Sensormontagepart angeordnet ist, um eine Pedalkraft, die von dem Pedalkörper auf die Pedalwelle übertragen wird, zu erfassen.
Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Controller, welcher ausgestaltet ist, um abnehmbar an den Kurbelarm fixiert zu sein/werden und welcher sich in Kommunikation mit dem zumindest einen Kraftsensor befindet.
Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Controller programmiert ist, um eine Pedalbewegungsleistung während eines Pedalumlaufs auf Grundlage von Daten, die von dem zumindest einen Kraftsensor empfangen wurden, zu berechnen.
Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, weiter umfassend einen Kadenzsensor, welcher sich in Kommunikation mit dem Controller befindet.
Fahrradpedalwellenvorrichtung umfassend: einen Kurbelarmmontagepart; einen Pedalkörperstützpart, welcher ausgestaltet ist, um drehbar ein Pedalkörper um eine Wellenmittelachse zu stützen; und einen Sensoradapter beinhaltend einen ersten Fixierpart, welcher nicht beweglich an die Pedalwelle an einem ersten Punkt befestigt ist, einen zweiten Fixierpart, welcher nicht beweglich an die Pedalwelle an einem zweiten Punkt befestigt ist, und einen Sensormontagepart, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Fixierparts erstreckt, wobei der erste Punkt von dem zweiten Punkt hinsichtlich der Wellenmittelachse axial beabstandet ist, und wobei der Sensormontagepart an die Pedalwelle nicht fixiert ist; und zumindest einen Kraftsensor, welcher an den Sensormontagepart angeordnet ist, um eine Pedalkraft, welche von dem Pedalkörper auf die Pedalwelle übertragen wird, zu erfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die ersten und zweiten Fixierparts auf die Pedalwelle pressgepasst und/oder bondiert sind/werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der Sensormontagepart an den ersten Fixierpart durch eine Vielzahl von ersten Verbindern, welche umfänglich beabstandet sind und durch Öffnungen getrennt sind, verbunden ist, und der Sensormontagepart an den zweiten Fixierpart durch eine Vielzahl von zweiten Verbindern, welche umfänglich beabstandet und durch Öffnungen getrennt sind, verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der Sensormontagepart eine Vielzahl von Montageabschnitten beinhaltet, welche umfänglich beabstandet und durch Öffnungen getrennt sind, wobei der zumindest eine Kraftsensor an zumindest einen von den Montageabschnitten angeordnet ist, insbesondere beinhalten die Vielzahl von Montageabschnitten vier von den Montageabschnitten, die unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher der Sensormontagepart konzentrisch um die Pedalwelle mit einem ringförmigen Spalt zwischen dem Sensormontagepart und einer Außenperipheriefläche der Pedalwelle angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher der erste Fixierpart einen ersten Flansch beinhaltet, welcher sich radial nach außen hinsichtlich der Wellenmittelachse zu einem freien Ende, das weiter von der Wellenmittelachse beabstandet ist als der zumindest eine Kraftsensor, erstreckt; und/oder der zweite Fixierpart einen zweiten Flansch beinhaltet, welcher sich radial nach außen hinsichtlich der Wellenmittelachse zu einem freien Ende, das weiter von der Wellenmittelachse beabstandet ist als der zumindest eine Kraftsensor, erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher der zumindest eine Kraftsensor eines oder mehrere von dem folgenden beinhaltet, insbesondere alles von dem folgenden beinhaltet: einen ersten Querkraftsensor, welcher an dem Sensormontagepart montiert ist, um eine erste Querkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen; einen zweiten Querkraftsensor, welcher an dem Sensormontagepart montiert ist, um eine zweite Querkomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen; einen ersten Biegekraftsensor, welcher an dem Sensormontagepart montiert ist, um eine erste Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen; und einen zweiten Biegekraftsensor, welcher an dem Sensormontagepart montiert ist, um eine zweite Biegekomponente der Pedalkraft hinsichtlich der Wellenmittelachse zu erfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, welcher der erste Querkraftsensor umfänglich von dem zweiten Querkraftsensor an dem Sensormontagepart hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet ist, und/oder der erste Biegekraftsensor umfänglich von dem zweiten Biegekraftsensor an dem Sensormontagepart hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet ist.
Vorrichtung nach Ansprüchen 11 oder 12, bei welcher die Pedalwelle weiter einen Pedalkörperstützpart und einen Sensorstützpart beinhaltet, wobei der Pedalkörperstützpart den Pedalkörper drehbar stützt, der Sensorstützpart den Sensoradapter stützt, die ersten und zweiten Querkraftsensoren und/oder die ersten und zweiten Biegekraftsensoren beinhaltend, und der Sensorstützpart axial zwischen dem Kurbelarmmontagepart und dem Pedalkörperstützpart angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem Ansprüche 11 bis 13, bei welcher die Pedalwelle weiter beinhaltet eine erste Bohrung, welche sich axial zumindest durch den Kurbelarmmontagepart erstreckt und zumindest eine zweite Bohrung, welche sich von der Außerperipheriefläche der Pedalwelle zu der ersten Bohrung erstreckt und jeder von den ersten und zweiten Querkraftsensoren und den ersten und zweiten Biegekraftsensoren eine Kommunikationsleitung aufweist, die sich durch zumindest eine von der zweiten Bohrung und der ersten Bohrung erstreckt, insbesondere durch die zumindest eine zweite Bohrung, die eine Vielzahl von zweiten Bohrungen beinhaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welcher die ersten und zweiten Querkraftsensoren aus einer Gruppe beinhaltend Widerstands-Dehnungsmessstreifen und Halbleiter-Dehnungsmessstreifen ausgewählt werden/sind und/oder die ersten und zweiten Biegekraftsensoren aus einer Gruppe bestehend aus Widerstandsdehnungsmessstreifen und Halbleiterdehnungsmessstreifen ausgewählt werden/sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei welcher die ersten und zweiten Querkraftsensoren unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet sind und/oder die ersten und zweiten Biegekraftsensoren unter 90 Grad hinsichtlich der Wellenmittelachse beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem Ansprüche 11 bis 16, bei welcher die ersten und zweiten Querkraftsensoren schräg von den ersten und zweiten Biegekraftsensoren hinsichtlich der Wellenmittelachse versetzt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei welcher der erste Querkraftsensor schräg mit dem ersten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse ausgerichtet ist und/oder der zweite Querkraftsensor schräg mit dem zweiten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, bei welcher der erste Querkraftsensor gegenüberliegend zu dem ersten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse angeordnet ist und/oder der zweite Querkraftsensor gegenüberliegend zu dem zweiten Biegekraftsensor hinsichtlich der Wellenmittelachse angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, weiter umfassend einen Drahtlos-Übertrager, welcher elektrisch an den zumindest einen Kraftsensor verbunden ist.