DE4420081A1 - Measuring device for a bicycle - Google Patents

Measuring device for a bicycle

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Abstract

The invention relates to a measuring device for a bicycle, which measuring device has a measured value sensor, an evaluation unit which is electrically connected to the measured value sensor and a display device which displays the variables determined by the evaluation unit. At least one measured value sensor (10) is provided on a shaft (3) and/or axle (4). The measured value sensor (10) is pressure-sensitive. <IMAGE>

Description

Die Erfindung geht aus von einer Meßeinrichtung für ein Fahrrad mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 enthalte­ nen Merkmalen.The invention relates to a measuring device for Bicycle with the contained in the preamble of claim 1 characteristics.

In der jüngeren Vergangenheit hat das Fahrrad in seiner Bedeutung als Freizeitgerät enorm zugenommen. Es wur­ den und werden immer wieder neue Fahrradtypen entwickelt.In the recent past, the bike has been in its Importance as a leisure device increased enormously. It was and new types of bikes are constantly being developed.

Mit dem steigenden Bedeutungsinhalt eines Fahrrades ist das Bedürfnis der Fahrradfahrer und -fahrerinnen ent­ standen Daten zu erhalten, die im Zusammenhang mit dem Fahrradfahren entstehen.With the increasing meaning of a bicycle is the needs of cyclists were available to obtain data related to the Bicycles arise.

Es ist bekannt, daß eine Vielzahl von unterschiedli­ chen Meßeinrichtungen existiert. Diese haben jedoch weitgehend die Übereinstimmung darin, daß sie i.w. nur die folgenden Daten:It is known that a variety of differ Chen measuring devices exist. However, these have largely the agreement that i.w. just the following dates:

Geschwindigkeit,
Durchtrittsgeschwindigkeit,
Fahrstrecke,
und die FahrzeitSpeed,
Passage speed,
Route,
and the travel time

anzeigen.Show.

Nachteilig bei diesen Meßeinrichtungen ist, daß diese z. B. die vom Fahrradfahrer eingesetzte Energie nicht bewerten können. Desweiteren haben die bekannten Meß­ einrichtungen den Nachteil, daß diese z. B. bei Fahrrä­ dern mit mehreren Übersetzungsverhältnissen dem Fahrrad­ fahrer z. B. keine Hilfestellung für das Auffinden der effektivsten Übersetzungen geben können.A disadvantage of these measuring devices is that they e.g. B. not the energy used by the cyclist can evaluate. Furthermore, the known measuring facilities the disadvantage that this z. B. at Fahrrä the bike with multiple gear ratios driver z. B. no help in finding the most effective translations.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung so weiter zu entwickeln, daß der Fahrradfahrer eine Vielzahl von Meßdaten zur Verfügung gestellt bekommt, durch welche er seine Fahrweise bzw. durch die der Fahrradfahrer eine Bewertung seiner Fahr­ weise enthält.The present invention is based on the object to develop a measuring device so that the Cyclists have a variety of measurement data available asked by which he can drive or which gives the cyclist an assessment of his riding wise contains.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by claim 1 ge solves. Advantageous further developments are the subject of Subclaims.

Im Gegensatz zu der technischen Entwicklung, die sich nehmlich mit der Weiterentwicklung der Auswerteeinheit beschäftigt, wird hier ein anderer Weg eingeschlagen.Contrary to the technical development that with the further development of the evaluation unit busy, another path is taken here.

In dem vorgeschlagenen Weg wird erfindungsgemäß angeregt an einer Welle und/oder wenigstens einen Meßwertauf­ nehmer vorzusehen. According to the invention, the proposed path is suggested on a shaft and / or at least one measured value provision.  

Durch diese Maßnahme werden nun Meßwerte zur Verfügung gestellt, aus denen z. B. die verbrauchte Energie bzw. die kumulierte Eingangsleistung des Radfahrers für die Dauer einer Radtour angezeigt werden kann.Measured values are now available through this measure posed from which z. B. the energy consumed or the cyclist 's accumulated input power for the Duration of a bike tour can be displayed.

Durch diese Messungen kann nun auch die effizientestes Übersetzung für eine bestimmte Geschwindigkeit durch die Anzeigeeinrichtung angezeigt werden.With these measurements, the most efficient one can now Translation for a certain speed by the Display device can be displayed.

Gemäß einem anderen selbständigen Erfindungsgedanken wird vorgeschlagen an einer Auflagefläche wenigstens eines Tretpedals einen Meßwertaufnehmer vorzusehen. Dies hat den Vorteil, daß die tatsächliche, vom Fahrrad­ fahrer auf das Pedal ausgeübte Kraft, gemessen werden kann. Hieraus kann die verbrauchte Energie bestimmt wer­ den. Auch die Antriebsleistung, die der Radfahrer auf sein Antriebsrad ausübt. Die Ausbildung hat auch den Vorteil, daß aus der Messung des Druckes, auf die Auf­ lagefläche der Tretpedale auf das Fahrverhalten des Radfahrers geschlossen werden kann.According to another independent inventive concept is proposed at least on a support surface of a pedal pedal to provide a transducer. This has the advantage of being real, from the bike force exerted on the pedal can be measured can. From this, the energy consumed can be determined the. The drive power that the cyclist relies on exercises his drive wheel. The training also has that Advantage that from the measurement of the pressure on the on footprint of the pedal pedals on the driving behavior of the Cyclist can be closed.

Beim Fahrradfahren ist es vorteilhaft, wenn kontinuier­ lich über eine volle Umdrehung die Kraft gleichmäßig verteilt ist. Durch Eingabe von unteren und oberen Grenz­ werten kann z. B. der Fahrer in Form eines Signaltons darauf hingewiesen werden, daß dieser ungleichmäßig die Pedale tritt. When cycling, it is advantageous if continuous force evenly over a full revolution is distributed. By entering lower and upper limits can evaluate z. B. the driver in the form of a beep be noted that this is uneven the pedals kick.  

Bei den Meßaufnehmern handelt es sich vorteilhafter­ weise um solche, die druckempfindlich sind. Dies hat den Vorteil, daß die Meßaufnehmer relativ kompakt ausgebil­ det werden können. Die kompakte Bauweise der Meßwertauf­ nehmer hat auch den Vorteil, daß bestehende Fahrräder mit einer solchen Meßeinrichtung nachgerüstet werden können.The sensors are more advantageous wise around those who are sensitive to pressure. This has the Advantage that the sensor is relatively compact can be detected. The compact design of the measured value subscriber also has the advantage that existing bicycles be retrofitted with such a measuring device can.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen Piezoelemente als Meßwertaufnehmer zu benutzen. Von Vorteil ist es, wenn statt eines Piezoelementes ein faseroptisches Druck­ element verwendet wird.It has proven to be useful as piezo elements To use transducers. It is an advantage if instead of a piezo element, a fiber optic print element is used.

Gemäß einem weiteren Gedanken wird vorgeschlagen einen Meßwertaufnehmer zu verwenden, welcher aus einem Kunst­ stoff mit piezoelektrischen Eigenschaften besteht. Bei einem solchen Meßwertaufnehmer kann es sich um eine Polymerfolie handeln.According to another thought, one is proposed To use transducers, which are made of an art material with piezoelectric properties. At such a transducer can be a Trade polymer film.

Vorteilhafterweise ist ein Meßwertaufnehmer am Hinterrad zwischen Rahmen und Hinterradwelle auf einer gedachten, zwischen Hinterradwelle und Tretkurbelwelle in eine der Fahrradhochebene parallelen Ebene liegenden, Ver­ bindungslinie ein Meßaufnehmer vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß eine indirekte Messung der Kraft, die als Antriebskraft am Hinterrad zur Verfügung steht, ge­ messen werden kann. Aus der Kombination der gemesse­ nen Kraft am Hinterrad und der Kraft, welche der Rad­ fahrer auf die Pedale ausübt, kann auf die Übertragungs­ verluste geschlossen werden. Sind Daten hinsichtlich der Zahnkränze eingegeben worden, so kann die anliegende Übersetzung gemessen werden und damit eine direkte Ganganzeige erfolgen. A sensor is advantageously on the rear wheel between frame and rear wheel shaft on an imaginary between rear wheel shaft and pedal crankshaft in one the plane lying parallel to the bicycle plateau, Ver binding line a sensor is provided. this has the advantage that an indirect measurement of the force that is available as driving force on the rear wheel, ge can be measured. From the combination of the measured force on the rear wheel and the force on the wheel rider on the pedals can on the transmission losses are closed. Are data regarding the Sprockets have been entered, so the adjacent Translation can be measured and thus a direct Gear display done.  

Vorteilhafterweise ist am Hinterrad und/oder am Vorderrad zwischen Rahmen und Hinterradwelle bzw. Vorderradgabel und der Vorderachse i.w. in Richtung der Erdanziehung ein Meßwertaufnehmer vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß der Andruck der Räder auf den Bo­ den gemessen werden kann. Das Ergebnis der Messung dient der Ansteuerung einer Federung oder der Vertei­ lung der Bremskraft auf Vorder- und Hinterradbremse.It is advantageous on the rear wheel and / or Front wheel between frame and rear wheel shaft or Front fork and the front axle i.w. in the direction a gravity sensor is provided. This has the advantage that the pressure of the wheels on the Bo that can be measured. The result of the measurement is used to control a suspension or the distributor braking power on front and rear brakes.

Vorteilhafterweise ist der Meßwertaufnehmer in einer Tülle angeordnet, welche die Welle umgibt. Die Tülle besteht dabei aus einem gummielastischen Werkstoff. Dies hat den Vorteil, daß der von der Welle auf den Rahmen bzw. Gabel übertragene Druck unter Berücksichti­ gung der Tülle vom Sensor gemessen werden kann. Die Tülle ist dabei so beschaffen, daß eine geringe Aus­ lenkung entsteht, jedoch keine oder nur sehr gerin­ ge Energie in der Tülle verbraucht wird.The sensor is advantageously in one Spout arranged, which surrounds the shaft. The spout consists of a rubber-elastic material. This has the advantage that the from the shaft to the Frame or fork transferred pressure taking into account tion of the spout can be measured by the sensor. The Spout is designed so that a small off steering occurs, but little or no movement energy is consumed in the grommet.

Zum Schutz der Tülle ist es zweckmäßig eine Hülse vorzu­ sehen, welche über einem Gewinde der Welle anliegt. Diese gewährleistet einen konstanten Andruck auf die Fülle beim Befestigen des Rades am Rahmen.To protect the spout, it is advisable to vorzu a sleeve see which lies over a thread of the shaft. This ensures a constant pressure on the Fill when attaching the wheel to the frame.

Weitere Vorteile und Merkmale werden nachfolgend an­ hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Hierbei zeigt:Other advantages and features are listed below hand described a preferred embodiment. Here shows:

Fig. 1 schematisch ein Fahrrad, Fig. 1 shows schematically a bicycle,

Fig. 2 eine Anordnung eines Meßaufnehmers. Fig. 2 shows an arrangement of a sensor.

In der Fig. 1 ist ein Zweirad 1 dargestellt. Zwischen der Hinterradachse 2 und der Rahmengabel 3 des Fahrra­ des sind zwei Meßwertaufnehmer angeordnet. Der eine Meß­ wertaufnehmer mißt den Druck und damit indirekt die Kraft, die der Radfahrer auf die Hinterachse ausübt. Angedeutet ist dies durch den Pfeil A. Der zweite Meßwertaufnehmer an der Hinterradachse mißt den Andruck des Hinterrades auf den Boden.In Fig. 1, a two-wheeler 1 is shown. Two sensors are arranged between the rear wheel axle 2 and the frame fork 3 of the bicycle. One transducer measures the pressure and thus indirectly the force that the cyclist exerts on the rear axle. This is indicated by the arrow A. The second sensor on the rear wheel axle measures the pressure of the rear wheel on the ground.

An den Pedalen 11 sind Meßwertaufnehmer ausgebildet. Diese messen die Kraft C bzw. den Druck, welchen der Radfahrer auf die Pedale ausübt. Diese Kraft entspricht der tatsächlichen eingebrachten Energie des Radfahrers.Transducers are formed on the pedals 11 . These measure the force C or the pressure that the cyclist exerts on the pedals. This force corresponds to the cyclist's actual energy input.

An der Vorderachse 4 ist ein weiterer Meßwertaufneh­ mer vorgesehen, der die Andruckkraft D des Vorderrades auf den Boden mißt.On the front axle 4 a further Meßwerttaufneh mer is provided, which measures the pressure force D of the front wheel on the ground.

Zur Verdeutlichung der Anordnung wird nunmehr auf die Fig. 2 verwiesen.To clarify the arrangement, reference is now made to FIG. 2.

Die Welle des Vorderrades oder Hinterrades 3 bzw. 4 ist mit einem Gewinde 5 versehen. Das Rad wird über die Welle und die Mutter 5a in üblicher Weise am Rahmen bzw. Gabel 2 befestigt. Das Gewinde 5 ist umgeben von einer Hülse 7. Die Hülse 7 hat an dem der Mutter 5a be­ benachbarten Ende einen umlaufenden Bund 8.The shaft of the front wheel or rear wheel 3 or 4 is provided with a thread 5 . The wheel is attached to the frame or fork 2 in the usual way via the shaft and the nut 5 a. The thread 5 is surrounded by a sleeve 7 . The sleeve 7 has to which the nut 5 be a proximate end a circumferential collar. 8

Zwischen dem Rahmen 2 und der Hülse 7 ist eine Tülle angeordnet, die aus einem gummielastischen Werkstoff besteht.Between the frame 2 and the sleeve 7 , a spout is arranged, which consists of a rubber-elastic material.

In der Tülle 9 ist ein Piezo-Meßwertaufnehmer 10 ange­ ordnet.In the grommet 9 , a piezo sensor 10 is arranged.

Nicht dargestellt ist die elektrische Verbindung zwischen den Aufnehmern und der Auswerteeinheit.The electrical connection between is not shown the transducers and the evaluation unit.

Gestützt auf die Messungen können insbesondere die folgenden Werte angezeigt werden:Based on the measurements, the following values are displayed:

  • - die Energie, die der Radfahrer während der Dauer der Radtour abgegeben hat.- the energy that the cyclist has during the duration the bike tour has given up.
  • - Die effizienteste Übersetzung für eine bestimmte Geschwindigkeit.- The most efficient translation for a particular Speed.
  • - Die Trittfrequenz des Fahrers, welcher sich aus der Wechselspannung der Tretkraft ergibt.- The cadence of the rider, which results from the AC voltage of the pedal force results.
  • - Die Antriebsleistung, die der Radfahrer auf sein An­ triebsrad ausübt.- The drive power that the cyclist depends on drive wheel exercises.
  • - Schaltempfehlungen im Hinblick auf optimalen Ein­ satz der Energie. - Switching recommendations with regard to optimal on set of energy.  
  • - Die aktuelle Kraft, die auf das Antriebsrad übertra­ gen wird.- The current force that is transferred to the drive wheel will.
  • - Die Kraft, die der Fahrradfahrer auf die Pedale aus­ übt.- The force that the cyclist exerts on the pedals practices.
  • - Es ist möglich eine Abweichung zwischen einer ge­ wünschten Soll- und einer Ist-Leistung auszuwerten und anzuzeigen.- It is possible to have a discrepancy between a ge to evaluate the desired and actual performance and display.
  • - Es ist ferner die Messungen der Kräfte mit den bekannten Messungen der Umdrehungsgeschwindigkeit zu koppeln und so den Einsatzbereich der Meßeinrichtung zu erweitern.- It is also the measurement of the forces with the known measurements of the rotational speed couple and so the area of application of the measuring device to expand.

Claims (9)

1. Meßeinrichtung für ein Fahrrad umfassend einen Meßwertaufnehmer, eine mit dem Meßwertaufnehmer elektrisch verbundene Auswerteeinheit und eine Anzeige­ einrichtung, welche die durch die Auswerteeinheit er­ mittelten Größen anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Welle (3) und/oder Achse (4) wenigstens ein Meßwertaufnehmer (10) vorgesehen ist.1. Measuring device for a bicycle comprising a transducer, an evaluation unit electrically connected to the transducer and a display device which indicates the sizes averaged by the evaluation unit, characterized in that at least one shaft ( 3 ) and / or axis ( 4 ) a transducer ( 10 ) is provided. 2. Meßeinrichtung für ein Fahrrad umfassend einen Meßwertaufnehmer, eine mit dem Meßwertaufnehmer elektrisch verbundene Auswerteeinheit und eine Anzeige­ einrichtung, welche die durch die Auswerteeinheit er­ mittelten Größen anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Auflagefläche wenigstens einer Tretpedale (11) ein Meßwertaufnehmer (10) vorgesehen ist.2. Measuring device for a bicycle comprising a transducer, an evaluation unit electrically connected to the transducer and a display device which indicates the sizes determined by the evaluation unit, characterized in that at least one pedal pedal ( 11 ) has a transducer ( 10 ) on a support surface. is provided. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufneh­ mer (10) druckempfindlich ist.3. Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the Meßwerttaufneh mer ( 10 ) is pressure sensitive. 4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufneh­ mer (10) ein Piezoelement ist.4. Measuring device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the Meßwerttaufneh mer ( 10 ) is a piezo element. 5. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertaufneh­ mer (10) ein faseroptisches Druckelement ist. 5. Measuring device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the Meßwerttaufneh mer ( 10 ) is a fiber optic printing element. 6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Hinterrad (12) zwischen Rahmen (2) und Hinterradwelle (3) und auf einer gedachten zwischen Hinterradwelle (3) und Tretkurbelwelle in einer der Fahrradhochebene parallelen Ebene liegenden Verbindungslinie ein Meßaufnehmer (10) vorgesehen ist.6. Measuring device according to one of claims 1 to 3 and 5, characterized in that on the rear wheel ( 12 ) between the frame ( 2 ) and the rear wheel shaft ( 3 ) and on an imaginary between the rear wheel shaft ( 3 ) and pedal crank shaft in a plane parallel to the bicycle plane Connection line a sensor ( 10 ) is provided. 7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Hinterrad und/oder Vorderrad (12/13) zwischen Rahmen (2) und Hinterradwelle (3) bzw. Gabel (2) und Vorderradachse (4) i.w. in Richtung der Erdanziehung ein Meßaufnehmer (10) vorgesehen ist.7. Measuring device according to one of claims 1 and 3 to 5, characterized in that on the rear wheel and / or front wheel ( 12/13 ) between frame ( 2 ) and rear wheel shaft ( 3 ) or fork ( 2 ) and front wheel axle ( 4 ) iw a sensor ( 10 ) is provided in the direction of gravity. 8. Meßeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßaufnehmer (10) in einer die welle (3) umgebenden Tülle (9) aus einem gummi­ elastischen Werkstoff angeordnet ist.8. Measuring device according to claim 6 or 7, characterized in that the sensor ( 10 ) in a shaft (3) surrounding the spout ( 9 ) made of a rubber-elastic material is arranged. 9. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Tülle und der Welle (3) eine Hülse (7) angeordnet ist.9. Measuring device according to claim 8, characterized in that a sleeve ( 7 ) is arranged between the spout and the shaft ( 3 ).
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