DE102021103733A1

DE102021103733A1 - Tretdetektionsvorrichtungen für fahrräder

Info

Publication number: DE102021103733A1
Application number: DE102021103733.6A
Authority: DE
Inventors: Mark Santurbane; Mason Pluimer; Geoff Nichols; Kevin Wesling; Brian Jordan
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2021-08-19
Also published as: TWI775317B; US11001327B1; TW202140315A

Abstract

Hierin werden beispielhafte Tretdetektionsvorrichtungen für Fahrräder beschrieben. Ein Beispiel einer Tretdetektionsvorrichtung enthält ein Elektronikmodul, das in einer Spindel eines Kurbelsatzes des Fahrrads anzuordnen ist. Das Elektronikmodul enthält einen Sensor, um eine Winkelgeschwindigkeit und/oder -position der Spindel zu detektieren, einen Treiber, sowie einen Spreizkeil, der über den Treiber mit dem Elektronikmodul beweglich verbunden ist. Eine axiale Bewegung des Spreizkeils relativ zu dem Elektronikmodul bewirkt, dass sich der Spreizkeil radial spreizt.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung betrifft allgemein Fahrradkomponenten und insbesondere Tretdetektionsvorrichtungen für Fahrräder.
HINTERGRUND
An Fahrrädern werden häufig Tretdetektionsvorrichtungen oder Kadenzsensoren benutzt, um Tretaktivität zu detektieren oder zu messen. Diese bekannten Vorrichtungen oder Sensoren sind außen an der Kurbel, dem Kurbelarm und/oder Rahmen des Fahrrads angebracht. Die Tretaktivitätsinformation kann dazu benutzt werden, Federungseinstellungen und/oder andere Parameter des Fahrrads zu verfeinern, um den Fahrkomfort und/oder die Leistung des Fahrers zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
Hierin wird ein Beispiel einer Tretdetektionsvorrichtung für ein Fahrrad offenbart. Die Tretdetektionsvorrichtung enthält ein Elektronikmodul zur Anordnung in einer Spindel eines Kurbelsatzes des Fahrrads. Das Elektronikmodul enthält einen Sensor zum Detektieren einer Winkelgeschwindigkeit und/oder -position der Spindel, einen Treiber und einen Spreizkeil, der über den Treiber mit dem Elektronikmodul beweglich verbunden ist. Eine axiale Bewegung des Spreizkeils relativ zu dem Elektronikmodul bewirkt, dass sich der Spreizkeil radial spreizt.
Hierein wird ein Beispiel eines Kurbelsatzes für ein Fahrrad offenbart. Der Kurbelsatz enthält eine Spindel mit einem ersten Ende, einem dem ersten Ende entgegengesetzten zweiten Ende und einem Kanal, der zwischen einer ersten Öffnung in dem ersten Ende und einer zweiten Öffnung in dem zweiten Ende ausgebildet ist; einen ersten Kurbelarm, der mit dem ersten Ende der Spindel verbunden ist; einen zweiten Kurbelarm, der mit dem zweiten Ende der Spindel verbunden ist; und eine Tretdetektionsvorrichtung, die zumindest teilweise in dem Kanal der Spindel angeordnet ist. Die die Tretdetektionsvorrichtung enthält ein Elektronikmodul, das einen Sensor enthält, um eine Winkelgeschwindigkeit und/oder -position der Spindel zu detektieren; und einen Spreizkeil zum Sichern des Elektronikmoduls an der Spindel.
Hierin wird eine Tretdetektionsvorrichtung für ein Fahrrad offenbart. Die Tretdetektionsvorrichtung enthält ein Elektronikmodul zur Anordnung in einer Spindel eines Kurbelsatzes des Fahrrads. Das Elektronikmodul enthält einen Körper, der einen Hohlraum zur Aufnahme einer Batterie definiert; eine Schaltplatine, die mit dem Körper entlang dem Hohlraum verbunden ist, so dass dann, wenn die Batterie in dem Hohlraum angeordnet ist, die Batterie benachbart der Schaltplatine angeordnet ist; und einen Sensor zum Detektieren einer Winkelgeschwindigkeit und/oder -position der Spindel.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Fahrrads, das beispielhafte Tretdetektionsvorrichtungen verwenden kann, die gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert sind.
2 ist eine Perspektivansicht eines beispielhaften Kurbelsatzes mit einer beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung, die am beispielhaften Fahrrad von 1 implementiert werden kann. In 2 ist die beispielhafte Tretdetektionsvorrichtung von einer beispielhaften Spindel des beispielhaften Kurbelsatzes getrennt gezeigt.
3 ist eine Seitenansicht des beispielhaften Kurbelsatzes von 2, wobei die beispielhafte Tretdetektionsvorrichtung in die beispielhafte Spindel des beispielhaften Kurbelsatzes eingesetzt ist.
4 ist eine Endansicht des beispielhaften Kurbelsatzes mit der beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung von 3.
5 ist eine Seitenansicht der beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung von 2.
6 ist eine Endansicht der beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung von 2.
7 ist eine Explosionsansicht der beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung von 2.
8 ist eine Querschnittsansicht des beispielhaften Kurbelsatzes mit beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung entlang Linie A-A von 4. In 8 ist ein beispielhafter Spreizkeil der beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung nicht aufgeweitet worden.
9 ist eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts in 8.
10 ist eine Querschnittsansicht des beispielhaften Kurbelsatzes mit der beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung entlang Linie A-A von 4. In 10 ist der beispielhafte Spreizkeil aufgeweitet worden.
11 ist eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts in 10.

Die Figuren sind nicht im Maßstab. Stattdessen kann die Dicke der Schichten oder Bereiche in den Zeichnungen vergrößert sein. Allgemein werden in sämtlichen Zeichnungen und der beigefügten schriftlichen Beschreibung die gleichen Bezugszahlen benutzt, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
Hierin werden Deskriptoren „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. benutzt, wenn mehrere Elemente oder Komponenten identifiziert werden, die separat bezeichnet werden können. Solange nicht anderweitig spezifiziert oder basierend auf ihrem Anwendungskontext zu verstehen, sollen solche Deskriptoren keinerlei Bedeutung der Priorität oder zeitlichen Reihenfolge angeben, sondern lediglich als Kennungen zur separaten Bezeichnung mehrerer Elemente oder Komponenten zum leichteren Verständnis der offenbarten Beispiele. In einigen Beispielen kann der Deskriptor „erster“ dazu benutzt werden, ein Element in der detaillierten Beschreibung zu bezeichnen, während das gleiche Element in einem Anspruch mit einem anderen Deskriptor bezeichnet werden kann, wie etwa „zweiter“ oder „dritter“. In solchen Fällen sollte sich verstehen, dass diese Deskriptoren lediglich zum leichteren Bezeichnen mehrerer Elemente oder Komponenten verwendet werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin werden beispielhafte Tretdetektionsvorrichtungen für Fahrräder offenbart. Die beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen sind konfiguriert, um Tretaktivität eines Fahrrads zu messen oder zu detektieren. Die hierin offenbarten beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen sind so konfiguriert, um in einer Spindel (Kurbelachse) eines Kurbelsatzes angeordnet zu werden. Daher werden, anders als bekannte Tretdetektionsvorrichtungen, die außen an den Kurbelarmen oder dem Rahmen angebracht werden, die hierin offenbarten beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen vor der Außenumgebung geschützt und sind weniger empfindlich auf Beschädigung. Ferner resultiert diese Anordnung auch in einer ästhetisch ansprechenderen Verpackung für einen Benutzer.
Die beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen enthalten einen oder mehrere Sensoren (z. B. einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop etc.), um die Winkelgeschwindigkeit und/oder Position der Spindel zu messen oder zu detektieren. Diese Messungen können dazu benutzt werden, verschiedene Parameter der Tretaktivität zu bestimmen, wie etwa, ob der Fahrer tritt, die Tretgeschwindigkeit, die Tretbeschleunigung etc. In einigen Beispielen enthält die Tretdetektionsvorrichtung einen drahtlosen Sender (z. B. einen Bluetooth^® Sender), um die Messung(en) und/oder Tretaktivitätsinformation zu einer anderen Vorrichtung zu senden. Die Information kann dazu benutzt werden, die Leistungsfähigkeit des Fahrers zu verfolgen und/oder dazu benutzt werden, um verschiedene Aspekte des Fahrrads zu steuern (z. B. Ändern einer Dämpfungseinstellung an einer Aufhängungskomponente). Die beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen können Tretaktivität mit einer relativ schnellen Rate zur nahezu unmittelbaren Tretaktivitätsdetektion detektieren.
Die hierin offenbarten beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen enthalten ein Elektronikmodul. Das Elektronikmodul hat einen rohrförmigen Körper, der eine oder mehrere elektrische Komponenten aufnimmt, wie etwa eine Stromversorgung (z. B. eine Batterie), eine gedruckte Schaltplatine, einen Sensor etc. Das Elektronikmodul kann durch eine Öffnung im einen Ende der Spindel in die Spindel eingesetzt werden. Sobald eingesetzt, ist ein Ende des Elektronikmoduls mit dem Ende der Spindel im Wesentlichen ausgerichtet. Das Ende des Elektronikmoduls kann eine Benutzerschnittstelle mit einem oder mehreren Knöpfen oder Anzeigen enthalten, um mit der Tretdetektionsvorrichtung zu interagieren.
Um das Elektronikmodul in der Spindel zu sichern oder zu arretieren, enthalten die hierin offenbarten beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen ein Halteelement. Das Halteelement kann mit dem Elektronikmodul verbunden und mit dem Elektronikmodul in die Spindel eingesetzt sein. Das Halteelement kann dann aktiviert werden, um das Elektronikmodul in der Spindel zu sichern oder zu arretieren. Auf diese Weise ist das Elektronikmodul an der Spindel befestigt und dreht sich mit ihr, was ermöglicht, dass der oder die Sensoren die Drehbewegung der Spindel detektieren. In einigen Beispielen wird das Halteelement aktiviert, indem das Halteelement relativ zum Elektronikmodul axial bewegt wird.
In einigen Beispielen ist das Halteelement als Spreizkeil implementiert. Der Spreizkeil ist mit dem Elektronikmodul über einen Treiber beweglich verbunden. Der Spreizkeil wird in die Spindel mit dem Elektronikmodul eingesetzt. Der Spreizkeil kann über den Treiber axial zu dem Elektronikmodul hin oder von diesem weg bewegt werden. Diese axiale Bewegung des Spreizkeils relativ zu dem Elektronikmodul veranlasst, dass sich der Spreizkeil radial spreizt oder kontrahiert, was dazu benutzt werden kann, den Spreizkeil und somit das Elektronikmodul an der Spindel zu sichern. Zum Beispiel kann die axiale Bewegung veranlassen, dass sich der Spreizkeil radial in Eingriff mit einer Innenoberfläche der Spindel aufweitet. Der Spreizkeil kann Haltemerkmale haben, die mit der Innenoberfläche der Spindel in Eingriff treten und einen Reibeingriff erzeugen, der den Spreizkeil und somit die Tretdetektionsvorrichtung örtlich arretiert. In einigen Beispielen enthält der Spreizkeil ein Einstellmerkmal, wie etwa den Treiber, der, wenn reguliert, das Aufweiten des Spreizkeils modifizieren kann und somit die Kraft steuern kann, die der Spreizkeil gegen die Innenoberfläche der Spindel ausübt.
In einigen Beispielen sind die Haltemerkmale als ein oder mehrere flexible Arme des Spreizkeils implementiert. Der Treiber kann als Gewindebefestiger, wie etwa Bolzen, implementiert sein, der sich durch den Spreizkeil hindurch und in eine Gewindebohrung erstreckt, die im Ende des Elektronikmoduls ausgebildet ist. Der Bolzen kann in das zweite Ende des Elektronikmoduls hinein und aus diesem herausgeschraubt werden, um den Spreizkeil axial zu dem zweiten Ende des Elektronikmoduls hin oder von diesem weg zu bewegen. Daher ist der Spreizkeil mit dem Ende des Elektronikmoduls über den Bolzen beweglich verbunden. Das Ende des Elektronikmoduls hat einen verjüngten Abschnitt. Wenn der Bolzen in das Ende des Elektronikmoduls geschraubt wird und der Spreizkeil zu dem verjüngten Abschnitt hin bewegt wird, gleiten daher die Arme des Spreizkeils entlang dem verjüngten Abschnitt und werden durch den verjüngten Abschnitt dazu gezwungen, sich radial auswärts zu bewegen. Dies zwingt die Arme in Eingriff mit der Innenoberfläche der Spindel. Dieser Eingriff erzeugt einen starken Reibkontakt, der den Spreizkeil und somit das Elektronikmodul in der Spindel hält. Die Arme können mit der Innenoberfläche der Spindel mit den gleichen axialen und radialen Abmessungen oder unterschiedlichen axialen und radialen Abmessungen in Eingriff treten. Um die Tretdetektionsvorrichtung aus der Spindel zu entfernen, kann der Bolzen aus dem zweiten Ende des Elektronikmoduls herausgeschraubt werden, was den Spreizkeil von dem Ende des Elektronikmoduls axial weg bewegt, um hierdurch die flexiblen Arme radial einwärts und von der Innenoberfläche der Spindel weg kontrahieren zu können. Dann kann die Tretdetektionsvorrichtung von der Spindel entfernt werden. In einigen Beispielen ist der Bolzen durch ein entgegengesetztes Ende der Spindel zugänglich, in das die Tretdetektionsvorrichtung eingesetzt ist.
Wie oben erwähnt, kann das Elektronikmodul eine Schaltplatine und eine Batterie enthalten. In einigen Beispielen ist die Batterie mit einer Seite der Schaltplatine verbunden. Zum Beispiel kann die Schaltplatine längs innerhalb oder entlang einem Körper des Elektronikmoduls angeordnet sein, und kann die Batterie längs benachbart der Schaltplatine angeordnet sein. Diese Anordnung resultiert in einer relativ kleinen kompakten Packung.
Wenn man sich nun den Figuren zuwendet, so zeigt 1 ein Beispiel eines muskelkraftgetriebenen Fahrzeugs, an dem beispielhafte Tretdetektionsvorrichtungen und beispielhafte Kurbelsätze mit den hierin offenbarten beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen implementiert werden können. In diesem Beispiel ist das Fahrzeug ein möglicher Typ von Fahrrad 100, wie etwa ein Mountainbike. Im dargestellten Beispiel enthält das Fahrrad 100 einen Rahmen 102 sowie ein Vorderrad 104 und ein Hinterrad 106, die mit dem Rahmen 102 drehbar verbunden sind. Im dargestellten Beispiel ist das Vorderrad 104 mit dem vorderen Ende des Rahmens 102 über eine erste oder vordere Aufhängungskomponente verbunden, wie etwa eine vordere Gabel 108, und trägt das vordere Ende des Rahmens 102. Das Hinterrad 106 ist mit dem hinteren Ende des Rahmens 102 verbunden und kann an einer zweiten oder hinteren Aufhängungskomponente, wie etwa einem hinteren Federbein 110, gelagert sein. Eine vordere und/oder vorwärtige Fahrtrichtung oder Orientierung des Fahrrads 100 ist in 1 mit dem Richtungspfeil A angegeben. Insofern ist die Vorwärtsbewegungsrichtung für das Fahrrad 100 mit der Pfeilrichtung A angegeben.
Im dargestellten Beispiel von 1 enthält das Fahrrad 100 einen Sitz 112, der mit dem Rahmen 102 über eine Sitzsäule 114 verbunden ist (z. B. nahe dem hinteren Ende des Rahmens 102 relativ zu der Vorwärtsrichtung A). Das Fahrrad 100 enthält auch eine Lenkstange 116, die über die vordere Gabel 108 mit dem Rahmen 102 verbunden ist (z. B. nahe einem vorderen Ende des Rahmens 102 relativ zu der Vorwärtsrichtung A), um das Fahrrad 100 zu lenken. Das Fahrrad 100 ist auf einer Fahroberfläche 118 gezeigt. Die Fahroberfläche 118 kann eine beliebige Fahroberfläche sein, wie etwa der Boden (z. B. ein Geländeweg, ein Gehsteig, eine Straße etc.), eine von Menschen hergestellte Struktur über dem Boden (z. B. eine Holzrampe) und/oder eine beliebige andere Oberfläche.
Im dargestellten Beispiel hat das Fahrrad 100 einen Antriebsstrang 120, der einen Kurbelsatz 122 (manchmal auch als Kurbelbaugruppe genannt) enthält. Der Kurbelsatz 122 ist über eine Kette 124 mit einer Ritzelbaugruppe 126 verbunden, die an einer Nabe 128 des Hinterrades 106 angebracht ist. Der Kurbelsatz 122 enthält zumindest einen, typischerweise zwei Kurbelarme 130, 132 und Pedale 134 (in 1 ist nur ein Pedal 134 gezeigt), die mit den Kurbelarmen 130, 132, verbunden sind sowie zumindest ein vorderes Ritzel oder einen Kettenring 136. Die Kurbelarme 130, 132 sind mit einer Spindel verbunden (in 2 im weiteren Detail gezeigt), die sich durch eine untere Traghülse (z. B. ein Drehlager) innerhalb des Rahmens 102 erstreckt. Eine hintere Gangschaltvorrichtung 138, wie etwa eine Kettenschaltung, ist am Hinterrad 106 angeordnet, um die Kette 124 über unterschiedliche Ritzel der Ritzelbaugruppe 126 zu bewegen. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrrad 100 auch eine vordere Gangschaltvorrichtung enthalten, um die Kette 124 über Zahnräder auf dem Kettenring 136 zu bewegen.
Hierin sind beispielhafte Tretdetektionsvorrichtungen offenbart, die in Verbindung mit dem Kurbelsatz 122 implementiert werden können. Eine beispielhafte Tretdetektionsvorrichtung kann dazu benutzt werden, die Tretaktivität zu messen und/oder zu detektieren. Diese Information kann zum Verfolgen von Messgrößen des Fahrers verwendet werden (z. B. Anzahl der Pedale, Tretgeschwindigkeit etc.). Zusätzlich oder alternativ kann diese Information auch zum Steuern oder Einstellen von Parametern anderer Komponenten des Fahrrads 100 benutzt werden. Die Tretdetektionsvorrichtung kann Teil eines Systems einer elektronischen Vorrichtung(en) sein, die zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Komponenten des Fahrrads 100 benutzt wird. Zum Beispiel enthält das beispielhafte Fahrrad 100 eine elektronische Vorrichtung(en) 140a, 140b. Die elektronische(n) Vorrichtung(en) 140a, 140b kann zum Messen verschiedener Parameter der Fahrradkomponenten und/oder Steueraspekten der Fahrradkomponenten benutzt werden. Zum Beispiel kann die elektronische Vorrichtung 140a zum Ändern der Dämpfrate der Aufhängungskomponente der vorderen Gabel 108 benutzt werden. Die elektronische Vorrichtung(en) kann in Verbindung mit einer beliebigen Komponente des Fahrrads 100 implementiert werden, wie etwa der Sitzsäule 114, der Bremsen, der hinteren Gangschaltvorrichtung 138 etc. Die elektronische(n) Vorrichtung(en) kann verschiedene Parameter ihrer jeweiligen Komponenten basierend auf Information und/oder Befehlen von anderen Vorrichtungen steuern. Die elektronische(n) Vorrichtung(en) kann direkt miteinander und/oder über einen Master-Controller 142 kommunizieren. Der Master-Controller 142 kann eine Schnittstelle zwischen der/den elektronischen Vorrichtung(en) 140a, 140b und dem Benutzer herstellen. Die elektronische(n) Vorrichtung(en) 140a, 140b kann die gemessene Charakteristik zum Master-Controller 142 drahtlos senden. In anderen Beispielen kann das Fahrrad 100 eine oder mehrere Kabelverbindungen (z. B. Drähte, Kabel etc.) enthalten, um die elektronische(n) Vorrichtung(en) und den Master-Controller 142 zur Kommunikation zu verbinden. Der Master-Controller 142 kann ein Display enthalten, um die gemessenen Charakteristiken einem Benutzer (z. B. einem Fahrer) zu präsentieren. In einigen Beispielen ist der Master-Controller 142 eine vom Fahrrad 100 getrennte Vorrichtung, wie eine handgehaltene mobile Computervorrichtung, ein Smartphone oder ein anderer Computer.
Während das in 1 dargestellte beispielhafte Fahrrad 100 eine Art Mountainbike ist, können die hierin offenbarten beispielhaften Tretdetektionsvorrichtungen und die beispielhaften Kurbelsätze auch in anderen Fahrradtypen implementiert werden. Zum Beispiel können die offenbarten Tretdetektionsvorrichtungen und Kurbelsätze auch in Straßenfahrrädern verwendet werden, sowie auch Fahrrädern mit mechanischen (z. B. Kabel-, hydraulisch, pneumatisch etc.) und nichtmechanischen (z. B. Kabel-, drahtlos) Betriebssystemen. Die offenbarten Tretdetektionsvorrichtungen und Kurbelsätze können auch an anderen Typen von zwei-, drei- und vierrädrigen muskelkraftbetriebenen Fahrzeugen implementiert werden.
2 ist eine Perspektivansicht des Kurbelsatzes 122 und einer beispielhaften Tretdetektionsvorrichtung 200, die gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert sind. Die Tretdetektionsvorrichtung 200 ist von dem Kurbelsatz 122 getrennt gezeigt. Die Tretdetektionsvorrichtung 200 überwacht die Bewegung des Kurbelsatzes 122 und meldet Tretaktivität. Die Tretdetektionsvorrichtung 200 kann in und/oder anderweitig in den Kurbelsatz 122 integriert angeordnet sein, wie im näheren Detail hier weiter offenbart wird.
Der Kurbelsatz 122 enthält einen ersten Kurbelarm 130 und einen zweiten Kurbelarm 132. Der Kurbelsatz 122 enthält auch eine Spindel 202 (manchmal auch als Kurbelachse bezeichnet). Wenn der Kurbelsatz 122 an dem Fahrrad 100 montiert ist (1), ist die Spindel 202 in einer unteren Traghülse (z. B. ein Drehlager) angeordnet, die in dem Rahmen 102 ausgebildet ist (1). Der erste Kurbelarm 130 ist mit einem ersten Ende 204 der Spindel 202 verbunden, und der zweite Kurbelarm 132 ist mit einem zweiten Ende 206 der Spindel 202 verbunden. Im dargestellten Beispiel ist der Kettenring 136 (z. B. über Gewindebefestiger) mit der Spindel 202 benachbart dem zweiten Kurbelarm 132 verbunden. Wenn der Fahrer die ersten und zweiten Kurbelarme 130, 132 dreht (tritt), drehen die ersten und zweiten Kurbelarme 130, 132 die Spindel und den Kettenring 136, der die Kette 124 (1) antreibt, um das Fahrrad 100 voran zu bewegen (1). Die Spindel 202 dreht sich um eine Drehachse 207, die auch den Mittel- und Längsachsen der Spindel 202 entspricht.
Wie in 2 gezeigt, hat die Spindel 202 einen inneren Durchgang oder Kanal 208, der zwischen einer ersten Öffnung 210 im ersten Ende 204 und einer zweiten Öffnung (in 8 gezeigt im zweiten Ende 206 ausgebildet ist. In diesem Beispiel kann die Tretdetektionsvorrichtung 200 über die erste Öffnung 210 in den Kanal 208 der Spindel 202 eingesetzt werden, und kann die Tretdetektionsvorrichtung 200 über die erste Öffnung 210 aus der Spindel 202 entnommen werden. Somit ist in diesem Beispiel die Tretdetektionsvorrichtung 200 an der Nichtantriebsseite der Spindel 202 (der dem Kettenring 136 entgegengesetzten Seite) installiert. In anderen Beispielen kann die Tretdetektionsvorrichtung 200 stattdessen an der Antriebsseite der Spindel 202 installiert werden. Wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 in der Spindel 202 installiert ist, ist die Tretdetektionsvorrichtung 200 entlang der Drehachse 207 (z. B. koaxial hierzu) ausgerichtet.
Im dargestellten Beispiel enthält die Tretdetektionsvorrichtung 200 ein Elektronikmodul 212. Das Elektronikmodul 212 enthält eine oder mehrere elektrische Komponenten, wie etwa eine Batterie, eine Schaltplatine, einen Sensor, eine LED etc., wie hierin in weiterem Detail offenbart wird. Das Elektronikmodul 212 hat ein erstes Ende 214 und ein dem ersten Ende 214 entgegengesetztes zweites Ende 216.
Um das Elektronikmodul 212 in der Spindel 202 zu sichern, enthält die Tretdetektionsvorrichtung 200 ein Halteelement, wie etwa einen Spreizkeil 218 (der auch als Spreizzange bezeichnet werden kann). Im dargestellten Beispiel ist der Spreizkeil 218 mit dem zweiten Ende 216 des Elektronikmoduls 212 über einen Treiber 220 verbunden. Wie im weiteren Detail hierin offenbart, kann der Spreizkeil 218 axial zu dem zweiten Ende 216 hin bewegt werden, wodurch sich der Spreizkeil 218 radial in eine Innenoberfläche der Spindel 202 spreizt. Diese Wirkung sichert die Tretdetektionsvorrichtung 200 nicht drehbar an der Spindel 202. Wenn der Benutzer den Kurbelsatz 122 tritt, dreht sich somit die Tretdetektionsvorrichtung 200 mit der Spindel 202, so dass der Sensor(en) im Elektronikmodul 212 die Drehbewegung und/oder Position der Spindel 202 detektieren und/oder messen kann.
Die 3 und 4 zeigen die Tretdetektionsvorrichtung 200, wie sie in der Spindel 202 des Kurbelsatzes 122 installiert ist. Insbesondere ist die Tretdetektionsvorrichtung 200 in die erste Öffnung 210 (2) im ersten Ende (204) der Spindel 202 eingesetzt worden. Die Tretdetektionsvorrichtung 200 ist zumindest teilweise in dem Kanal 208 angeordnet (2). Daher ist die Tretdetektionsvorrichtung 200 von der Spindel 202 im Wesentlichen umgeben oder umschlossen. Insofern ist die Tretdetektionsvorrichtung 200 durch die Spindel 202 geschützt und ist daher weniger auf eine Beschädigung empfindlich im Vergleich zu bekannten Tretdetektionsvorrichtungen, die außen an einem Kurbelsatz angebracht sind. Wenn, wie in 2 gezeigt, die Tretdetektionsvorrichtung 200 in der Spindel 202 installiert ist, steht das erste Ende 214 des Elektronikmoduls 212 von dem ersten Ende 204 der Spindel 202 vor. Jedoch kann in anderen Beispielen die Tretdetektionsvorrichtung 200 und/oder die Spindel 202 derart bemessen sein, dass das erste Ende 214 des Elektronikmoduls 212 relativ zu dem ersten Ende 204 der Spindel 202 fluchtet oder hierzu vertieft ist, wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 installiert ist. Das erste Ende 214 kann eine Benutzerschnittstelle mit einem oder mehreren Anzeigern oder Knöpfen enthalten, wie im weiteren Detail hierin offenbart wird.
5 ist eine Seitenansicht der Tretdetektionsvorrichtung 200. Die Tretdetektionsvorrichtung 200 hat eine Längs- oder Mittelachse 500. Das Elektronikmodul 212, der Spreizkeil 218 und der Treiber 220 sind alle entlang der Mittelachse 500 ausgerichtet. Wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 in der Spindel 202 installiert ist (2), ist die Mittelachse 500 mit der Drehachse 207 (2) der Spindel 202 ausgerichtet (fällt mit dieser zusammen). Der Spreizkeil 218 kann entlang der Mittelachse 500 mit einem bestimmten Abstand von einem Ende des Elektronikmoduls 212 angeordnet sein.
6 ist eine Endansicht des ersten Ende 214 des Elektronikmoduls 212 der Tretdetektionsvorrichtung 200. Wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 in der Spindel 202 installiert ist, bleibt das erste Ende 214 für den Benutzer sichtbar und zugänglich. Im dargestellten Beispiel enthält das erste Ende 214 des Elektronikmoduls 212 eine Benutzerschnittstelle 600.
Im dargestellten Beispiel enthält die Benutzerschnittstelle 600 einen Anzeiger 602, wie etwa eine Leuchte. Der Anzeiger 602 kann in unterschiedlichen Farben, Intensitäten und/oder Sequenzen leuchten, um einem Benutzer Information über die Tretdetektionsvorrichtung 200 zu vermitteln. Zum Beispiel kann der Anzeiger 602 konfiguriert sein, um verschiedene Informationen zu vermitteln, wie etwa den Benutzer zu informieren, wenn der Sensor in der Tretdetektionsvorrichtung 200 Bewegung detektiert, wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 mit einer separaten Steuereinheit gepaart wird (z.B. dem Master-Controller 142 (1)), wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 Daten zu einer separaten Steuereinheit sendet und/oder wenn die Stromversorgung schwach ist. In diesem Beispiel enthält der Anzeiger 602 ein Leuchtrohr 603. Das Leuchtrohr 603 überträgt Licht von einer Lichtquelle innerhalb des Elektronikmoduls 212, wie etwa einer LED, wie hierin im weiteren Detail offenbart wird.
Im dargestellten Beispiel enthält die Benutzerschnittstelle 600 einen Knopf 604. Der Knopf 604 kann dazu benutzt werden (z. B. gedrückt oder niedergedrückt werden), um verschiedene Funktionen durchzuführen, wie etwa die Tretdetektionsvorrichtung 200 ein- oder auszuschalten, eine Paarungssitzung mit einer anderen Komponente zu initiieren, die Restleistung der Batterie zu prüfen etc. Im dargestellten Beispiel ist der Knopf 604 in einer Vertiefung 606 angeordnet, die in dem ersten Ende 214 des Elektronikmoduls 212 ausgebildet ist. Diese Vertiefung 606 ist in 4 auch in Perspektivansicht zu sehen. Insofern ist der Knopf 604 von dem ersten Ende 214 des Elektronikmoduls 212 zurückgesetzt. Dies hilft, den Knopf 604 vor Beschädigung und/oder unbeabsichtigter Betätigung zu schützen.
7 ist eine Explosionsansicht der Tretdetektionsvorrichtung 200. Das Elektronikmodul 212 kann einen oder mehrere Körper- oder Gehäuseabschnitte enthalten. In diesem Beispiel enthält das Elektronikmodul 212 einen ersten Körper 700, hierin als Schutzrohr 700 bezeichnet, und einen zweiten Körper 702, hierin als Kern 702 bezeichnet. Das Schutzrohr 700 hat ein erstes Ende 704, ein zweites Ende 706 und einen Kanal 708 zwischen den ersten und zweiten Enden 704, 706. Wenn das Elektronikmodul 212 montiert ist, ist der Kern 702 in dem ersten Kanal 708 des Schutzrohrs 700 angeordnet. Der Kern 702 ist in und aus dem Schutzrohr 700 verschiebbar. In einigen Beispielen sind das Schutzrohr 700 und/oder der Kern 702 zumindest teilweise aus Funkfrequenz (HF) durchlässigem Material aufgebaut, um eine Drahtlossignal-Störung zu verhindern oder zu reduzieren. Beispiele von Funkfrequenz-durchlässigen enthalten Teflon, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid (PVC), Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS) und/oder andere Polymere oder Materialien. In anderen Beispielen kann das Schutzrohr 700 und/oder der Kern 702 aus anderem Material(ien) konstruiert werden (z. B. Metall, Kohlefaser etc.).
Im dargestellten Beispiel hat das Schutzrohr 700 nahe dem ersten Ende 704 einen Dichtungshalter 710. Eine Dichtung 712 (z. B. ein O-Ring) ist in dem Dichtungshalter 710 anzuordnen. Wenn das Elektronikmodul 212 montiert und in die Spindel 202 eingesetzt wird (2), bildet die Dichtung 712 eine Dichtgrenze zwischen dem Schutzrohr 700 und einer Innenoberfläche der Spindel 202, die dazu beiträgt, den Eintritt von Wasser, Schmutz und anderem Material in die Spindel 202 zu verhindern.
Der Kern 702 hat ein erstes Ende 714 und ein dem ersten Ende 714 entgegengesetztes zweites Ende 716. Der Kern 702 ist länger als das Schutzrohr 700. Wenn daher das Elektronikmodul 212 montiert ist und der Kern 702 in dem Schutzrohr 700 angeordnet ist, erstrecken sich die ersten und zweiten Enden 714, 716 des Kerns 702 über die ersten und zweiten Enden 704, 706 des Schutzrohrs 700 hinaus nach außen. Insofern bilden in diesem Beispiel die ersten und zweiten Enden 714, 716 des Kerns 702 die ersten und zweiten Enden 214, 216 des Elektronikmoduls 212. Im dargestellten Beispiel hat der Kern 701 einen ersten Dichtungshalter 718 nahe dem ersten Ende 714 für eine erste Dichtung 720 (z. B. ein O-Ring) und einen zweiten Dichtungshalter 722 nahe dem zweiten Ende 716 für eine zweite Dichtung 723 (z. B. einen O-Ring). Wenn das Elektronikmodul 212 montiert ist und der Kern 702 in dem Schutzrohr 700 angeordnet ist, erzeugen die ersten und zweiten Dichtungen 720, 723 eine Dichtgrenze zwischen dem Kern 702 und dem Schutzrohr 700.
Im dargestellten Beispiel enthält das Elektronikmodul 212 eine Schaltplatine 726 mit einer Schaltung, die einen Prozessor implementiert, um ein Signal(e) von einem oder mehreren Sensoren zu empfangen und zu bearbeiten (z. B. zu interpretieren). Die Schaltung kann auch die Signale analysieren und/oder konditionieren (z. B. eine AC/DC-Wandlung, Filterung etc.) durchführen. Die Schaltplatine 726 kann als ein Typ von Schaltplatine implementiert sein, wie etwa eine gedruckte Schaltplatine (PCB), eine gedruckte Schaltplatinenanordnung (PCBA) oder eine flexible gedruckte Schaltung. Die Schaltung kann zum Beispiel beliebige analoge und/oder digitale Schaltung(en), Logikschaltung(en), programmierbare Prozessoren), programmierbare Controller, anwenderspezifische integrierte Schaltung(en) (ASIC(s)), programmierbare Logikvorrichtung(en) (PLD(s)) und/oder Feld-programmierbare Logikvorrichtung(en) (FPLD(s)) enthalten. In einigen Beispielen enthält das Elektronikmodul 212 einen drahtlosen Sender 728 (z. B. eine Antenne), um Signale zu senden (z. B. Information, die die Messung von dem Sensor(en) repräsentiert). In diesem Beispiel ist der drahtlose Sender 728 mit der Schaltplatine 726 verbunden. In anderen Beispielen kann der drahtlose Sender 728 mit einer anderen Struktur verbunden sein (z. B. dem Kern 702) und mit der Schaltplatine 726 elektronisch verbunden sein. Die Schaltplatine 726 ist mit dem Kern 702 über Gewindebefestiger 730 (z. B. Bolzen, Schrauben, etc.) zu verbinden. Es kann eine beliebige Anzahl von Gewindebefestigern benutzt werden.
Wie hierin offenbart, kann das Elektronikmodul 212 einen oder mehrere Sensoren enthalten, um die Drehgeschwindigkeit und/oder -position zu messen und/oder zu detektieren. Zum Beispiel enthält in 7 die elektronische Überwachungsvorrichtung 138 einen ersten Sensor 732 und einen zweiten Sensor 734. In einigen Beispielen ist der erste Sensor 732 ein Beschleunigungsmesser und ist der zweite Sensor 734 ein Gyroskop. Der erste Sensor 732 und/oder der zweite Sensor 734 kann dazu benutzt werden, die Winkelgeschwindigkeit und/oder Position der Spindel 202 zu detektieren oder zu messen, wenn sich die Spindel 202 dreht. In anderen Beispielen kann das Elektronikmodul 212 mehr oder weniger Sensoren enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann das Elektronikmodul 212 andere Typen von Sensoren enthalten. Der Sensor(en) 732, 734 ist mit der Schaltplatine 726 elektrisch verbindbar, sodass die Schaltplatine 726 die Signale (z. B. Messungen) von den Sensoren 732, 734 empfängt. In diesem Beispiel sind die Sensoren 732, 734 auf der Schaltplatine 726 angebracht. In anderen Beispielen können die ersten und/oder zweiten Sensoren 732, 734 von der Schaltplatine 726 getrennt und über eine elektrische Verbindung (z. B. ein Kabel) mit der Schaltplatine 726 verbunden sein.
In einigen Beispielen enthält das Elektronikmodul 212 eine Stromversorgung für den Sensor 732, 734, die Schaltplatine 726 und/oder eine beliebige andere elektrische Komponente der Tretdetektionsvorrichtung 200. Im dargestellten Beispiel enthält das Elektronikmodul 212 eine Batterie 736, die als Stromversorgung implementiert ist. In anderen Beispielen kann mehr als eine Batterie verwendet werden. In diesem Beispiel ist die Batterie 736 eine zylindrische Batterie, wie etwa eine AAA-Batterie oder eine AA-Batterie. In anderen Beispielen können andere Batterietypen verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromversorgung andere Typen von Stromspeichern und/oder stromerzeugenden Vorrichtungen enthalten. Ferner kann, zusätzlich zu oder als Alternative zur Stromversorgung in dem Elektronikmodul 212 das Elektronikmodul 212 Strom von einer externen Stromversorgung und/oder einer stromerzeugenden Vorrichtung empfangen (z. B. einer an dem Rahmen 102 angebrachten Batterie (1), einem Stromgenerator am Fahrrad 100 (1) etc.).
Im dargestellten Beispiel enthält der Kern 702 einen Hohlraum 738 zur Aufnahme der Batterie 736. Wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 montiert ist, ist die Schaltplatine 726 mit dem Kern 702 entlang dem Hohlraum 738 verbunden, so dass, wenn die Batterie 736 in dem Hohlraum 738 angeordnet ist, die Batterie 736 benachbart der Schaltplatine 726 angeordnet ist. Im dargestellten Beispiel enthält das Elektronikmodul 212 erste und zweite Batteriekontakte 740, 742 (z. B. Blattfedern). Wenn das Elektronikmodul 212 montiert ist, sind die ersten und zweiten Batteriekontakte 740, 742 mit der Schaltplatine 726 verbunden und erstrecken sich in den Hohlraum 738. Die Batterie 736 kann in den Hohlraum 738 von der entgegengesetzten Seite der Schaltplatine 726 eingesetzt werden. Wenn die Batterie 736 in den Hohlraum 738 eingesetzt ist, treten die Anschlüsse (die Enden) der Batterie 736 mit den Batteriekontakten 740, 742 in Eingriff, was eine elektrische Verbindung erzeugt, die ermöglicht, dass die Batterie 736 die Schaltplatine 726 und andere elektrische Komponenten des Elektronikmoduls 212 mit Strom versorgt. Insofern ist in diesem Beispiel die Batterie 736 mit der Schaltplatine 726 verbunden.
Wenn in diesem Beispiel das Elektronikmodul 212 montiert ist, ist die Schaltplatine 726 längs entlang des Kerns 702 angeordnet, und ist die Batterie 736 längs in dem Kern 702 benachbart (z. B. parallel zu) der Schaltplatine 726 angeordnet. Insofern ist die Batterie 736 relativ nahe an der Schaltplatine 726 angeordnet. In diesem Beispiel liegen die Schaltplatine 726 und die Batterie 736 in einer Ebene, die orthogonal zur Drehungsachse 207 ist (2). Ferner ist die Batterie 736 entlang der Mittelachse 500 angeordnet (5). Dies ermöglicht die Benutzung einer größeren (z. B. längeren) Batterie, erhöht jedoch die Länge oder den Durchmesser des Elektronikmoduls 212 nicht. Dies macht es auch möglich, dass das Elektronikmodul 212 kompakter ist (zur Kompatibilität mit zahlreichen Spindelkonstruktionen) und ästhetisch ansprechend ist. In anderen Beispielen kann die Batterie 736 in anderen Positionen separat von der Schaltplatine 726 angeordnet werden.
Im dargestellten Beispiel enthält das Elektronikmodul 212 einen Deckel oder Verschluss 744, der mit dem Kern 702 über der Schaltplatine 726 verbunden werden kann. Der Deckel 744 schützt die Schaltplatine 726 und andere elektronische Komponenten vor Beschädigung und elektrostatischer Entladung (ESD) während der Benutzung und während der Handhabung (z. B. wenn die Batterie 736 ausgetauscht wird). In einigen Beispielen ist der Deckel 744 zumindest teilweise aus HFdurchlässigem Material aufgebaut, um Drahtlos-Signal-Störung zu verhindern oder zu reduzieren. Der Deckel 744 kann mit dem Kern 702 über Gewindebefestiger 746 (z. B. Bolzen, Schrauben, etc.) verbunden sein. In diesem Beispiel können sich die Gewindebefestiger 746 auch durch die Schaltplatine 726 erstrecken, um die Schaltplatine 726 mit dem Kern 702 zu verbinden. Es kann eine beliebige Anzahl von Gewindebefestigern verwendet werden.
Wie oben offenbart, enthält das Tretdetektionsvorrichtung 200 den Spreizkeil 218. Im dargestellten Beispiel hat der Spreizkeil 218 eine Basis 748 und mehrere Arme 750 (z. B. Federn), die von der Basis 748 abstehen. In diesem Beispiel hat der Spreizkeil 218 vier Arme 750. In anderen Beispielen kann der Spreizkeil 218 mehr oder weniger Arme (z. B. einen Arm, zwei Arme, drei Arme, fünf Arme etc.) enthalten. Die Arme 750 können relativ zu der Basis 748 radial auswärts oder einwärts gebogen werden.
Im dargestellten Beispiel hat die Basis 748 eine Öffnung 752. Wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 montiert ist, erstreckt sich der Treiber 220 durch die Öffnung 752 in der Basis 748 des Spreizkeils 218. In diesem Beispiel ist der Treiber 220 ein Bolzen (z. B. ein Innensechskant-Bolzen). Der Treiber 220 hat einen Flansch 754 mit größerem Durchmesser als die Öffnung 752. Ein Halter 756 sichert die Basis 748 gegen den Flansch 754, um hierdurch den Spreizkeil 218 mit dem Treiber 220 zu verbinden.
Im dargestellten Beispiel ist eine Gewindebohrung 758 in dem zweiten Ende 716 des Kerns 702 ausgebildet. Wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 montiert ist, steht der Treiber 220 mit der Gewindebohrung 758 in Gewindeeingriff. Der Treiber 220 kann in die Gewindebohrung 758 geschraubt sein, um den Spreizkeil 218 axial zu dem zweiten Ende 716 des Kerns 702 hin zu bewegen, oder aus der Gewindebohrung 758 herausgeschraubt werden, um den Spreizkeil axial von dem zweiten Ende 716 des Kerns 702 weg zu bewegen. Daher ist der Spreizkeil 218 mit dem Elektronikmodul 212 über den Treiber 220 beweglich verbunden. Wie in 7 gezeigt, hat das zweite Ende 716 des Kerns 702 einen verjüngten Abschnitt 760. Wenn der Spreizkeil 218 axial zu dem zweiten Ende 716 hin bewegt wird, gleiten daher die Arme 750 entlang dem verjüngten Abschnitt 760 und zwingen hierdurch die Arme 750 dazu, sich radial zu spreizen (d. h. sich radial auswärts zu bewegen). Diese Wirkung kann dazu benutzt werden, die Tretdetektionsvorrichtung 200 in der Spindel 202 zu sichern (2), wie im weiteren Detail in Verbindung mit den 10 und 11 gezeigt. Wenn der Treiber 220 aus der Gewindebohrung 758 herausgeschraubt wird, wird der Spreizkeil 218 von dem zweiten Ende 716 des Kerns 702 wegbewegt und kehren die Arme 750 zu ihrem entspannten Zustand zurück (z. B. dem in 7 gezeigten Zustand).
8 ist eine Querschnittsansicht der Tretdetektionsvorrichtung 200, die in dem Kanal 208 in der Spindel 202 des Kurbelsatzes 122 angeordnet ist, entlang Linie A-A von 4. Die ersten und zweiten Kurbelarme 130, 132 und der Kettenring 136 sind auch in 8 gezeigt. Wie in 8 gezeigt, erstreckt sich der Kanal 208 in der Spindel 202 zwischen der ersten Öffnung 210 im ersten Ende 204 der Spindel 202 und einer zweiten Öffnung 800 im zweiten Ende 206 der Spindel 202. Die Tretdetektionsvorrichtung 200 ist in den Kanal 208 der Spindel 202 durch die erste Öffnung 110 eingesetzt worden. Wie in 8 gezeigt, erstreckt sich die Tretdetektionsvorrichtung 200 nicht auf dem gesamten Weg zu dem zweiten Ende 206 der Spindel 202. Die Mittelachse 500 der Tretdetektionsvorrichtung 200 ist mit der Drehachse 207 ausgerichtet (fällt mit dieser zusammen).
In 8 ist der Spreizkeil 218 in einem nicht gespreizten Zustand. Der Spreizkeil 218 kann gespreizt werden, um die Tretdetektionsvorrichtung 200 an der Spindel 202 zu sichern, wovon ein Beispiel in Verbindung mit den 10 und 11 in weiterem Detail beschrieben wird.
Wie in 8 gezeigt, sind die ersten und zweiten Dichtungen 720, 723 zwischen dem Schutzrohr 700 und dem Kern 702 angeordnet. Die elektronischen Komponenten sind zwischen den ersten und zweiten Dichtungen 720, 723 angeordnet. Somit erzeugen die ersten und die zweiten Dichtungen 720, 723 Dichtgrenzen, die den Eintritt von Wasser, Schmutz und/oder anderem Material in den Raum zwischen dem Kern 702 und dem Schutzrohr 700 von jeder Seite des Elektronikmoduls 212 verhindern oder beschränken.
9 ist eine vergrößerte Ansicht der Ausschnitts 802 in 8. Wenn, wie in 9 gezeigt, die Tretdetektionsvorrichtung 200 vollständig in die Spindel 202 eingesetzt ist, tritt ein Flansch 900 nahe dem ersten Ende 704 des Schutzrohrs 700 mit dem ersten Ende 204 der Spindel 202 in Eingriff. Die Dichtung 712 erzeugt eine Dichtgrenze zwischen dem Schutzrohr 700 und einer Innenoberfläche 902 der Spindel 202, um den Eintritt Wasser, Schmutz und/oder anderen Materialien in den Kanal 208 und die Beeinträchtigung der elektronischen Komponenten in dem Elektronikmodul 212 zu verhindern oder zu beschränken.
In diesem Beispiel erstreckt sich ein Abschnitt des Elektronikmoduls 212 von dem ersten Ende 204 der Spindel 202 nach außen, wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 vollständig installiert ist. In anderen Beispielen kann die Tretdetektionsvorrichtung 200 und/oder die Spindel 202 derart bemessen sein, dass das erste Ende 214 des Elektronikmoduls 212 relativ mit dem ersten Ende 204 der Spindel 202 fluchtet oder hierzu zurückgesetzt ist, wenn die Tretdetektionsvorrichtung 200 installiert ist.
Wie in 9 gezeigt, ist der Knopf 604 in einem Durchgang 904 angeordnet, der in dem Kern 702 ausgebildet ist. Der Knopf 604 ist in dem Durchgang 904 bewegbar (z. B. in 9 nach links und rechts). Wenn der Knopf 604 gedrückt wird (z. B. in 9 nach rechts bewegt wird), tritt der Knopf 604 mit einem Kontaktschalter 906 in Eingriff, der mit der Schaltplatine 726 elektrisch verbunden ist. In einigen Beispielen erzeugt der Kontaktschalter 906 eine Rückspannkraft auf den Knopf 604, um den Knopf 604 auswärts zu bewegen (z. B. in 9 nach links).
Im dargestellten Beispiel erstreckt sich das Leuchtrohr 603 durch den Durchgang 908, der in dem Kern 702 ausgebildet ist. Ein Ende des Leuchtrohrs 603 steht mit einer Leuchte in Kontakt oder ist dieser benachbart, wie etwa einer LED 910. In diesem Beispiel ist die LED 910 mit der Schaltplatine 726 verbunden. Die LED 910 wird über die Schaltung auf der Schaltplatine 726 aktiviert. Wenn die LED 910 aktiviert ist, beleuchtet die LED 910 das Leuchtrohr 603, das vom Benutzer am ersten Ende 214 des Elektronikmoduls 212 sichtbar ist. Wie oben offenbart, kann die LED 910 aktiviert werden, um dem Benutzer verschiedene Information zu liefern (z. B. den Zustand (ein oder aus) der Vorrichtung, die Restbatterielebensdauer etc.).
Im dargestellten Beispiel ist der drahtlose Sender 728 mit der Schaltplatine Platine 726 an oder nahe einem Ende der Schaltplatine 726 benachbart dem ersten Ende 214 des Elektronikmoduls 214 verbunden. Insofern ist in diesem Beispiel der drahtlose Sender 728 außerhalb der Spindel 202 angeordnet (z. B. jenseits der ersten Öffnung 210 im ersten Ende 214 der Spindel 202). Wenn in einigen Beispielen der drahtlose Sender 728 an oder außerhalb des ersten Endes 214 der Spindel 202 angeordnet ist, trägt dies dazu bei, den Betrag einer Signalstörung von den umgebenden Strukturen zu reduzieren. In anderen Beispielen kann der drahtlose Sender 728 an einer anderen Position angeordnet werden, so dass der drahtlose Sender 728 innerhalb der Spindel 202 angeordnet ist. Im dargestellten Beispiel ist der drahtlose Sender 728 von der Drehachse 207 versetzt. In anderen Beispielen kann der drahtlose Sender 728 an einer anderen Position angeordnet werden, so dass der drahtlose Sender 728 entlang der Drehachse 207 angeordnet ist.
Wie in 9 gezeigt, ist die Batterie 736 in dem Hohlraum 738 angeordnet, der in dem Kern 702 ausgebildet ist Die Batterie 736 wird in dem Hohlraum 738 durch Druck von den ersten und zweiten Batteriekontakten 740, 742 gehalten. Die Batterie 736 ist entlang der Schaltplatine 726 angeordnet. Wie oben offenbart, ermöglicht diese Anordnung eine kürzere Gesamtpackung, im Vergleich zu einer Anordnung, in der die Batterie an einem Ende der Schaltplatine 726 angeordnet ist.
Um die Batterie 736 zu ersetzen, kann ein Benutzer die Tretdetektionsvorrichtung 200 aus der ersten Öffnung 210 der Spindel 202 herausziehen. Dann kann der Kern 702 aus dem Schutzrohr 700 entfernt werden, was die Batterie 736 freilegt. Dann kann die Batterie 736 aus dem Hohlraum 738 entfernt und geladen oder durch eine andere Batterie ersetzt werden. Nachdem die Batterie geladen oder ersetzt ist, kann die Tretdetektionsvorrichtung 200 wieder in die Spindel 202 eingesetzt werden. In anderen Beispielen kann das Schutzrohr 700 in der Spindel 202 verbleiben, und es braucht nur der Kern 702 aus dem Schutzrohr 700 herausgezogen werden. In einem solchen Beispiel würde der Treiber 220 ( 7) vollständig aus dem zweiten Ende 716 (7) des Kerns 702 herausgeschraubt. Nachdem die Batterie 736 geladen oder ersetzt ist, kann der Kern 702 wieder in das Schutzrohr 700 in der Spindel 202 eingesetzt werden und kann der Treiber 220 zurück in das zweite Ende 716 des Kerns 702 geschraubt werden.
Wie in 9 gezeigt, ist der Deckel 744 mit dem Kern 702 verbunden und bedeckt die Schaltplatine 726. Im dargestellten Beispiel hat der Deckel 744 mehrere Kontaktpunkte 912, die gegen die Schaltplatine 726 drücken, um hierdurch die Schaltplatine 726 zwischen dem Deckel 744 und dem Kern 702 einzuklemmen. In diesem Beispiel ist die Schaltplatine 726 von der Mittelachse 500 der Tretdetektionsvorrichtung 200 versetzt, und somit von der Drehachse 207 versetzt. Somit sind in diesem Beispiel die Sensoren 732, 734 von Drehachse 207 versetzt (z. B. relativ hierzu achsversetzt). Wenn sich die Tretdetektionsvorrichtung 200 mit der Spindel 202 dreht, drehen sich die Sensoren 732, 734 um die Drehachse 207 herum (z. B. umlaufen diese). Dies gestattet immer noch die Bestimmung von Winkelgeschwindigkeit und von Positionswerten. In anderen Beispielen können die Sensoren 732, 734 an anderen Positionen angebracht werden, so dass einer oder beide Sensoren 732, 734 auf der Drehachse 207 angeordnet sind.
10 ist eine andere Querschnittsansicht der Tretdetektionsvorrichtung 200, die in dem Kanal 208 der Spindel 202 des Kurbelsatzes 122 angeordnet ist, entlang Linie A-A von 4, ähnlich 8. In 10 ist der Spreizkeil 218 gespreizt worden, was die Tretdetektionsvorrichtung 200 an der Spindel 202 sichert oder arretiert.
11 ist eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts 1000 in 10. Um die Tretdetektionsvorrichtung 200 an der Spindel 202 zu sichern, kann ein Benutzer den Treiber 220 in die Gewindebohrung 758 in dem zweiten Ende 716 des Kerns 702 hineinschrauben. In einigen Beispielen kann ein Benutzer ein Werkzeug benutzen (z. B. einen Innensechskant-Schlüssel), um den Treiber 220 zu drehen. Der Benutzer kann auf den Treiber 220 durch die zweite Öffnung 800 in dem zweiten Ende 206 der Spindel 202 zugreifen. Zum Beispiel ist, wie in 11 gezeigt, der zweite Kurbelarm 132 mit dem zweiten Ende 206 der Spindel 202 über einen Gewindebefestiger 1100 verbunden (z.B. einen Innensechskant-Bolzen). Der Gewindebefestiger 1100 hat eine Mittelöffnung 1102. Ein Benutzer kann ein Werkzeug durch die Mittelöffnung 1102 und in den Kanal 208 einsetzen, um auf den Kopf (z. B. Sockel) des Treibers 220 zuzugreifen. In einigen Beispielen kann, nachdem das Werkzeug entfernt ist, der Benutzer eine Dichtung in die Mittelöffnung 1102 einsetzen, um zu verhindern, dass Wasser, Schmutz und anderes Material in den Kanal 208 in der Spindel 202 eintritt.
Wie in 11 gezeigt, ist die Basis 748 des Spreizkeils 218 zwischen dem Halter 756 und dem Flansch 754 des Treibers 220 verbunden. Wenn der Treiber 220 in das zweite Ende 716 des Kerns 702 geschraubt wird, bewegt der Treiber 220 den Spreizkeil 218 axial zu dem zweiten Ende 716 hin. Die Arme 750 gleiten entlang dem verjüngten Abschnitt 760 des Kerns 702, wodurch sich die Arme 750 radial auswärts bewegen (biegen). Außenflächen 1104 der Arme 750 werden in festem Eingriff mit der Innenoberfläche 902 der Spindel 202 gepresst. Dieser Eingriff erzeugt eine Reibung, die einer Axial- und Drehbewegung des Spreizkeils 218 widersteht, um hierdurch die Tretdetektionsvorrichtung 200 in der Spindel 202 zu arretieren oder zu sichern. Der Treiber 220 kann weiter festgezogen werden, was das Elektronikmodul 212 weiter in die Spindel 202 zieht und die Verbindung zwischen dem Flansch 900 (9) und dem ersten Ende 204 (9) der Spindel 202 festzieht. In diesem Beispiel greifen die Außenoberflächen 1104 der Arme 750 an die Innenoberfläche 902 entlang der gleichen axialen und radialen Abmessung. In anderen Beispielen kann der Spreizkeil 212 derart konfiguriert sein, dass die Arme 750 die Innenoberfläche 902 mit unterschiedlichen axialen und/oder radialen Abmessungen greifen (z. B. kann einer der Arme 750 kürzer sein). In einigen Beispielen sind die Arme 750 aus glasgefülltem Nylon aufgebaut. In anderen Beispielen können die Arme 750 aus anderen Materialtypen aufgebaut sein (z. B. Kunststoff, Gummi etc.). In einigen Beispielen sind der Körper oder Kern der Arme 750 aus einem Materialtyp aufgebaut und sind die Außenoberflächen 1104 der Arme 750 aus einem anderen Materialtyp aufgebaut. Zum Beispiel kann der Körper oder der Kern der Arme 750 aus einem Komposit von Hartkunststoff aufgebaut sein, und können die Außenoberflächen 1104 aus einem weicheren Material aufgebaut sein, wie etwa Gummi, um für Griff und Reibung mit der Innenoberfläche 902 zu sorgen.
Um die Tretdetektionsvorrichtung 200 von der Spindel 202 zu lösen oder zu entsperren, kann ein Benutzer den Treiber 220 (z. B. mittels eines Innensechskant-Schlüssels) abschrauben. Wenn der Treiber 220 abgeschraubt wird, bewegt der Treiber 220 den Spreizkeil 218 axial von dem zweiten Ende 716 des Kerns 702 weg, und ziehen sich die Arme 750 radial einwärts zu ihrem nicht gebogenen Zustand ein (in 8 gezeigt). Sobald die Arme 750 ausreichend zusammengezogen sind, kann die Tretdetektionsvorrichtung 200 aus der ersten Öffnung 210 (2) in der Spindel 202 entfernt werden. Wenn in einigen Beispielen der Treiber 220 aus der Gewindebohrung 758 herausgeschraubt wird, trägt der Druck der Arme 750 auf den verjüngten Abschnitt 760 des Kerns 702 dazu bei, den Spreizkeil 218 vom zweiten Ende 716 des Kerns 702 axial wegzudrücken. Daher bewirkt und/oder ermöglicht anderweitig die axiale Bewegung des Treibers 220, dass sich der Spreizkeil 218 radial spreizt oder kontrahiert.
In einigen Beispielen ist der Kern 702 aus einem leichteren, weniger teuren Material aufgebaut, wie etwa Kunststoff. In einigen solchen Beispielen kann die Gewindebohrung 758 aus einem starreren Material aufgebaut sein, wie etwa Metall, was Bolzen-Gewinde-Reibung und Verschleiß reduziert und die Festigkeit der Verbindung erhöht. Zum Beispiel kann die Gewindebohrung 758 in einem Metalleinsatz 1106 gebildet sein, der in das zweite Ende 716 des Kerns 702 eingesetzt ist (z. B. kann der Metalleinsatz 1106 in das zweite Ende 716 des Kerns 702 eingeformt werden). Wie in 11 gezeigt, kann die Dicke der Spindel 202 an bestimmten Abschnitten vergrößert sein, wie etwa dem mit 1108 bezeichneten Abschnitt, um die Festigkeit und Ermüdungslebensdauer zu verbessern.
Die hierin beschriebenen Illustrationen der Ausführungen dienen dazu, für ein allgemeines Verständnis der Struktur der verschiedenen Ausführungen zu sorgen. Die Illustrationen dienen nicht als komplette Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Vorrichtungen und Systemen, welche die hierin beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Fachkundigen können bei der Durchsicht zahlreiche andere Ausführungen ersichtlich werden. Andere Ausführungen können aus der Offenbarung verwendet und hergeleitet werden, so dass strukturelle und logische Ersatzmaßnahmen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus sind die Illustrationen lediglich repräsentativ und brauchen nicht maßstabsgetreu zu sein. Bestimmte Proportionen innerhalb der Illustrationen können übertrieben sein, während andere Proportionen minimiert sein können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren als illustrativ anstatt restriktiv zu betrachten.
Während diese Beschreibung verschiedene Spezifika enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen vom Umfang der Erfindung betrachtet werden oder von dem, was beansprucht ist, sondern stattdessen als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungen der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Kontext separater Ausführungen beschrieben sind, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführung implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Kontext einer einzigen Ausführung beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Obwohl darüber hinaus Merkmale oben so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen wirken und anfänglich auch so beansprucht sind, kann eine oder können mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und kann die beanspruchte Kombination auf eine Unterkombination oder Variante einer Unterkombination gerichtet werden.
Obwohl hierin spezifische Ausführungen illustriert und beschrieben worden sind, sollte sich verstehen, dass eine etwaige nachfolgende Anordnung, die zum Erzielen des gleichen oder ähnlichen Zwecks konstruiert ist, die gezeigten spezifischen Ausführungen ersetzen könnte. Diese Offenbarung dient dazu jede und alle nachfolgenden Anpassungen oder Varianten verschiedener Ausführungen abzudecken. Kombinationen der obigen Ausführungen oder andere Ausführungen, die hierin nicht spezifisch beschrieben sind, werden Fachkundigen bei Durchsicht der Beschreibung ersichtlich.
Die Zusammenfassung der Offenbarung ist in Übereinstimmung mit 37 C.F.R. 9 1.72(b) vorgesehen und ist mit dem Verständnis beigefügt, dass sie nicht dazu verwendet wird, den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Darüber hinaus können in der vorstehenden detaillierten Beschreibung verschiedene Merkmale in einer einzigen Ausführung zusammengruppiert oder beschrieben werden, zu dem Zweck, die Offenbarung zu verschlanken. Diese Offenbarung ist nicht so zu interpretieren, dass sie einen Wunsch widerspiegelt, dass die beanspruchten Ausführungen mehr Merkmale benötigen als ausdrücklich in jedem Anspruch genannt. Stattdessen kann, wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, der erfindungsgemäße Gegenstand auch auf weniger als alle Merkmale von jeder der offenbarten Ausführung gerichtet werden. Somit sind die folgenden Ansprüche in der detaillierten Beschreibung eingebaut, wobei jeder Anspruch für sich selbst steht, wenn er separat einen beanspruchten Gegenstand definiert.
Es ist beabsichtigt, dass die vorstehende detaillierte Beschreibung als illustrativ anstelle einschränkend betrachtet wird und dass sich versteht, dass die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente den Umfang der Erfindung definieren sollen. Die Ansprüche sollten nicht so gelesen werden, dass sie auf die beschriebene Reihenfolge oder Elemente beschränkt sind, solange hierzu nicht ausdrücklich gesagt. Daher werden alle Ausführungen, die in den Umfang und die Idee der folgenden Ansprüche und deren Äquivalente kommen, als die Erfindung beansprucht.
Hierin werden beispielhafte Tretdetektionsvorrichtungen für Fahrräder beschrieben. Ein Beispiel einer Tretdetektionsvorrichtung enthält ein Elektronikmodul, das in einer Spindel eines Kurbelsatzes des Fahrrads anzuordnen ist. Das Elektronikmodul enthält einen Sensor, um eine Winkelgeschwindigkeit und/oder -position der Spindel zu detektieren, einen Treiber, sowie einen Spreizkeil, der über den Treiber mit dem Elektronikmodul beweglich verbunden ist. Eine axiale Bewegung des Spreizkeils relativ zu dem Elektronikmodul bewirkt, dass sich der Spreizkeil radial spreizt.

Claims

Tretdetektionsvorrichtung für ein Fahrrad, wobei die Tretdetektionsvorrichtung aufweist: ein Elektronikmodul zur Anordnung in einer Spindel eines Kurbelsatzes des Fahrrads, wobei das Elektronikmodul einen Sensor enthält, um eine Winkelgeschwindigkeit und/oder -position der Spindel zu detektieren; einen Treiber; und einen Spreizkeil, der über den Treiber mit Elektronikmodul beweglich verbunden ist, wobei eine axiale Bewegung des Spreizkeils relativ zu dem Elektronikmodul bewirkt, dass sich der Spreizkeil radial spreizt.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 1, wobei das Elektronikmodul einen Körper mit einem ersten Ende und einem dem ersten Ende entgegengesetzten zweiten Ende enthält, wobei Spreizkeil mit dem zweiten Ende des Körpers beweglich verbunden ist.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 2, wobei der Spreizkeil eine Basis und eine Mehrzahl von sich von der Basis erstreckenden Armen aufweist.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 3, wobei das zweite Ende des Körpers einen verjüngten Abschnitt aufweist, und wobei, wenn der Treiber den Spreizkeil axial zu dem zweiten Ende des Körpers hin bewegt, die Arme entlang dem verjüngten Abschnitt gleiten, um hierdurch die Arme zur radialen Spreizung zu zwingen.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 3, wobei der Treiber mit einer Gewindebohrung in Gewindeeingriff steht, die in dem zweiten Ende des Körpers ausgebildet ist.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 5, wobei der Körper aus Kunststoff aufgebaut ist, und die Gewindebohrung durch einen in dem zweiten Ende des Körpers angeordneten Metalleinsatz gebildet ist.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 5, wobei der Treiber ein Bolzen ist.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 3, wobei sich der Treiber durch eine Öffnung in der Basis des Spreizkeils hindurch erstreckt.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 8, wobei die Basis des Spreizkeils zwischen einem Halter und einem Flansch des Treibers verbunden ist.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 2, wobei das erste Ende des Körpers eine Benutzerschnittstelle enthält.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 10, wobei die Benutzerschnittstelle einen Knopf enthält, der in einer in dem ersten Ende des Körpers ausgebildeten Vertiefung angeordnet ist.
Kurbelsatz für ein Fahrrad, wobei der Kurbelsatz aufweist: eine Spindel mit einem ersten Ende, einem dem ersten Ende entgegengesetzten zweiten Ende und einem Kanal, der zwischen einer ersten Öffnung in dem ersten Ende und einer zweiten Öffnung in dem zweiten Ende ausgebildet ist; einen ersten Kurbelarm, der mit dem ersten Ende der Spindel verbunden ist; einen zweiten Kurbelarm, der mit dem zweiten Ende der Spindel verbunden ist; und eine Tretdetektionsvorrichtung, die zumindest teilweise in dem Kanal der Spindel angeordnet ist, wobei die Tretdetektionsvorrichtung enthält: ein Elektronikmodul, das einen Sensor enthält, um eine Winkelgeschwindigkeit und/oder -position der Spindel zu detektieren; und einen Spreizkeil zum Sichern des Elektronikmoduls an der Spindel.
Der Kurbelsatz von Anspruch 12, wobei der Spreizkeil mit einem Ende des Elektronikmoduls beweglich verbunden ist.
Der Kurbelsatz von Anspruch 13, wobei eine Bewegung des Spreizkeils axial zu dem Elektronikmodul hin bewirkt, dass sich der Spreizkeil radial spreizt und an eine Innenoberfläche der Spindel angreift.
Der Kurbelsatz von Anspruch 12, wobei die Tretdetektionsvorrichtung in die erste Öffnung im ersten Ende der Spindel eingesetzt ist, wobei der Spreizkeil mit dem Ende des Elektronikmoduls über einen Treiber beweglich verbunden ist, und wobei der Treiber durch die zweite Öffnung im zweiten Ende der Spindel zugänglich ist.
Der Kurbelsatz von Anspruch 15, wobei der Treiber ein Bolzen ist.
Tretdetektionsvorrichtung für ein Fahrrad, wobei die Tretdetektionsvorrichtung aufweist: ein Elektronikmodul zur Anordnung in einer Spindel eines Kurbelsatzes des Fahrrads, wobei das Elektronikmodul enthält: einen Körper, der einen Hohlraum zur Aufnahme einer Batterie definiert; eine Schaltplatine, die mit dem Körper entlang dem Hohlraum verbunden ist, so dass dann, wenn die Batterie in dem Hohlraum angeordnet ist, die Batterie benachbart der Schaltplatine angeordnet ist; und einen Sensor zum Detektieren einer Winkelgeschwindigkeit und/oder - Position der Spindel.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 17, wobei das Elektronikmodul erste und zweite Batteriekontakte enthält, die mit der Schaltplatine verbunden sind und sich in den Hohlraum erstrecken.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 17, wobei die Schaltplatine von einer Drehachse der Spindel versetzt ist.
Die Tretdetektionsvorrichtung von Anspruch 19, wobei der Sensor mit der Schaltplatine verbunden und von der Drehachse der Spindel versetzt ist.