NL1019636C1

NL1019636C1 - Bend sensor.

Info

Publication number: NL1019636C1
Application number: NL1019636A
Authority: NL
Inventors: Bastiaan Andreas D Herripon; Gijbertus Franciscus Roovers
Original assignee: Idbike
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-06-24
Also published as: CN1618011A; AU2002360012A1; EP1456616A1; WO2003073057A1

Description

<<

Titel: BuigingssensorTitle: Bend sensor

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op een sensor voor het meten van de buiging in een staaf. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een sensor die geschikt is voor het meten van de 5 in een achteras van een fiets optredende verbuiging als gevolg van de trapkracht, en de onderhavige uitvinding zal in het bijzonder voor dit specifieke toepassingsvoorbeeld nader worden beschreven.The present invention relates in general to a sensor for measuring the bend in a rod. More in particular, the present invention relates to a sensor suitable for measuring the bending occurring in a rear axle of a bicycle as a result of the pedaling force, and the present invention will be described in particular for this specific application example .

Zoals beschreven in de internationale octrooiaanvrage 10 WO01/30643, is de buiging die optreedt in de achteras van een fiets een goede maat voor de in een fietsketting heersende spanning, die op zijn beurt samenhangt met de door de fietser uitgeoefende trapkracht. Bijvoorbeeld voor toepassing bij een elektrisch ondersteunde fiets is het van belang te beschikken 15 over een signaal dat in goede mate representatief is voor genoemde kettingkracht. In genoemde publicatie is beschreven dat daartoe de buiging in de aangedreven as kan worden gemeten, en als voorbeeld wordt beschreven dat rekstrookjes aangebracht kunnen zijn rechtstreeks op die as. Eventueel kan 20 van die as een bepaald oppervlaktegedeelte op een speciale manier geprepareerd zijn om het aanbrengen van rekstrookjes te vergemakkelijken. Hoewel gebleken is dat deze methode inderdaad goede resultaten levert, is het een bezwaar dat de rekstrookjes moeten worden aangebracht op de as zelf. In het 25 bijzonder maakt dit het lastig om de meting toe te passen bij reeds bestaande fietsen. In geval van een onverhoopt defect is het vervangen van de rekstrookjes lastig omdat dan de hele achteras vervangen moet worden.As described in international patent application 10 WO01 / 30643, the bend occurring in the rear axle of a bicycle is a good measure of the tension prevailing in a bicycle chain, which in turn is related to the pedaling force exerted by the cyclist. For example, for use with an electrically assisted bicycle, it is important to have a signal that is to a good extent representative of the said chain force. In said publication it is described that the bend in the driven shaft can be measured for this purpose, and as an example it is described that strain gauges can be arranged directly on that shaft. Optionally, a certain surface portion of said axis can be prepared in a special way to facilitate the application of strain gauges. Although it has been found that this method indeed yields good results, it is a drawback that the strain gauges must be applied to the shaft itself. In particular, this makes it difficult to apply the measurement to already existing bicycles. In the event of an unexpected defect, replacing the strain gauges is difficult because the entire rear axle must then be replaced.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van 30 een relatief eenvoudig buigingssensororgaan dat eenvoudig en snel kan worden aangebracht op bestaande assen, en toch in staat is een betrouwbaar meetsignaal te leveren.The object of the present invention is to provide a relatively simple bending sensor member that can be applied simply and quickly to existing shafts, and yet is capable of providing a reliable measurement signal.

Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding omvat het buigingssensororgaan een bus met daarop 101963 6e 2 aangebrachte rekstrookjes. De bus is bestemd om bij zijn uiteinden vast te worden bevestigd aan een as, dan wel aan onderdelen die ten opzichte van die as gefixeerd zijn, zoals een dragend frame. Wanneer er in de as een buiging optreedt, 5 zal er in de bus eveneens buiging optreden. Met voordeel zijn de rekstrookjes aangebracht op een bussegment met verminderde wanddikte. Hierdoor zal de bus voornamelijk buigen in genoemd bussegment, waardoor de locale buiging sterker is dan de gemiddelde over de lengte van de bus optredende buiging en 10 aldus een sterker meetsignaal verwacht mag worden.According to an important aspect of the present invention, the flexural sensor member comprises a bush with strain gauges arranged thereon. The sleeve is intended to be fixedly attached at its ends to a shaft, or to parts that are fixed relative to that shaft, such as a supporting frame. When a bending occurs in the shaft, bending will also occur in the bush. The strain gauges are advantageously arranged on a bus segment with reduced wall thickness. As a result, the bus will mainly bend in said bus segment, as a result of which the local bending is stronger than the average bending occurring along the length of the bus and a stronger measuring signal may thus be expected.

Met voordeel is de bus in één radiale richting stijver dan in een loodrecht daarop staande radiale richting. Bij een juist georiënteerde montage is het dan bijvoorbeeld bij een fiets mogelijk om de gevoeligheid voor verticale belastingen 15 lager te maken dan de gevoeligheid voor in een horizontaal vlak optredende krachten.Advantageously, the bush is stiffer in one radial direction than in a radial direction perpendicular to it. With a correctly oriented assembly it is then possible, for example with a bicycle, to make the sensitivity to vertical loads lower than the sensitivity to forces occurring in a horizontal plane.

Bij voorkeur is de bus voorzien van een montageflens met een positioneringsnok. Bij montage op een fiets komt die flens aan te liggen tegen een pat, waarbij die positioneringsnok in 20 de asgleuf van die pat komt te liggen, zodat de oriëntatie van het buigingssensororgaan automatisch de juiste is.The sleeve is preferably provided with a mounting flange with a positioning cam. When mounted on a bicycle, that flange comes to abut against a pat, wherein said positioning cam comes to lie in the axis slot of that pat, so that the orientation of the bend sensor member is automatically the correct one.

Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door 25 de hiernavolgende beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm van de buigingssensor volgens de onderhavige uitvinding onder verwijzing naar de tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: 30 figuur IA een schematisch perspectiefaanzicht toont van een eenvoudige uitvoeringsvorm van een sensororgaan volgens de onderhavige uitvinding; de figuren 1B en 1C schematisch langsdoorsneden tonen van het sensororgaan van figuur IA; 35 de figuren 2A-C schematisch het werkingsprincipe illustreren van het door de onderhavige uitvinding voorgestelde sensororgaan; figuur 3 een perspectiefaanzicht toont van een voorkeursuitvoeringsvorm van een buigingssensororgaan volgens de 1019636« 3 onderhavige uitvinding; en figuur 4 schematisch een doorsnede toont van een deel van een achteras van een fiets, voorzien van het buigingssensororgaan van figuur 3.These and other aspects, features and advantages of the present invention will be further clarified by the following description of a preferred embodiment of the bending sensor according to the present invention with reference to the drawings, in which like reference numerals indicate like or similar parts, and in which: Figure 1A shows a schematic perspective view of a simple embodiment of a sensor member according to the present invention; figures 1B and 1C schematically show longitudinal sections of the sensor member of figure IA; Figures 2A-C schematically illustrate the operating principle of the sensor member represented by the present invention; Figure 3 shows a perspective view of a preferred embodiment of a bend sensor member according to the present invention; and figure 4 schematically shows a section of a part of a rear axle of a bicycle, provided with the bending sensor member of figure 3.

55

Figuur 1Δ toont een schematisch perspectiefaanzicht van een eenvoudige uitvoeringsvorm van het door de onderhavige uitvinding voorgestelde buigingssensororgaan. Het buigingssensororgaan 1 omvat een holle cilindrische bus 2, waarvan de 10 hartlijn in het hiernavolgende zal worden genomen als Z-as.Figure 1Δ shows a schematic perspective view of a simple embodiment of the bending sensor member proposed by the present invention. The diffraction sensor member 1 comprises a hollow cylindrical sleeve 2, the axis of which will be taken in the following as the Z-axis.

Bij een centraal segment 3 is de bus 2 voorzien van twee tegenover elkaar geplaatste verdiepingen 4, waarvan de bodems 5 in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar gerichte vlakken zijn. In het hiernavolgende zal een X-richting worden gedefinieerd 15 loodrecht op genoemde Z-as en loodrecht op genoemde vlakken 5, en zal een Y-as worden gedefinieerd loodrecht op genoemde Z-as en evenwijdig aan genoemde vlakken 5.In a central segment 3, the bushing 2 is provided with two opposite floors 4, the bottoms 5 of which are substantially parallel to each other. In the following, an X direction will be defined perpendicular to said Z axis and perpendicular to said planes 5, and a Y axis will be defined perpendicular to said Z axis and parallel to said planes 5.

Figuur 1B toont schematisch een langsdoorsnede volgens de lijn A-A in figuur IA, dat wil zeggen volgens het YZ-vlak, en 20 figuur 1C toont schematisch een langsdoorsnede volgens de lijn B-B in figuur IA, dat wil zeggen volgens het XZ-vlak. Uit figuur 1C blijkt duidelijk, dat de wanddikte van de bus 2 bij de verdieping 4 aanzienlijk is verminderd ten opzichte van de wanddikte in het overige gedeelte van de bus 2, terwijl in de 25 langsdoorsnede van figuur 1B de wanddikte over de lengte van de bus 2 in hoöfdzaak constant is. Zoals, voor een deskundige duidelijk zal zijn, is de bus 2 voor een belasting in de Y-richting stijver dan voor een belasting in de X-richting. Voorts'zal het voor een deskundige duidelijk zijn, dat het 30 segment 3 een stijfheid in de X-richting heeft die minder is dan de stijfheid van het resterende deel van de bus 2 zodat, bij een belasting in de X-richting, een buiging voornamelijk zal optreden in het segment 3. Aldus definieert het segment 3 een buigings-gevoeligheidsrichting volgens de X-as.Figure 1B schematically shows a longitudinal section along the line A-A in Figure IA, i.e. along the YZ plane, and Figure 1C shows schematically a longitudinal section along the line B-B in Figure IA, ie along the XZ plane. Figure 1C clearly shows that the wall thickness of the can 2 at the floor 4 is considerably reduced relative to the wall thickness in the remaining part of the can 2, while in the longitudinal section of Fig. 1B the wall thickness over the length of the can 2 in the main case is constant. As will be clear to a person skilled in the art, the bush 2 is stiffer for a load in the Y direction than for a load in the X direction. Furthermore, it will be clear to a person skilled in the art that the segment 3 has a stiffness in the X direction that is less than the stiffness of the remaining part of the bushing 2 so that, with a load in the X direction, a bending mainly will occur in the segment 3. Thus, the segment 3 defines a bending sensitivity direction along the X axis.

35 Het sensororgaan 1 is voorzien van ten minste één op de bodem 5 van het buigings-gevoelige segment 3 aangebrachte vervormingssensor 20, die bijvoorbeeld één of meerdere rekstrookjes omvat, zoals op zich bekend, voor het genereren 1019636· 4 van een elektrisch signaal dat evenredig is met de vervorming van de bus 2 ter plaatse van de meetlocatie.The sensor member 1 is provided with at least one deformation sensor 20 arranged on the bottom 5 of the flexural-sensitive segment 3, which sensor comprises for example one or more strain gauges, as is known per se, for generating an electric signal which is proportional to 1019636-4. is with the deformation of the bushing 2 at the location of the measuring location.

Thans zal het werkingsprincipe van het door de 5 onderhavige uitvinding voorgestelde sensororgaan worden uitgelegd onder verwijzing naar de figuren 2A-C. Figuur 2A toont schematisch een zijaanzicht van as 10 met twee daaraan gefixeerde onderdelen 11, 12, in een rusttoestand. De onderdelen 11 en 12 zijn getoond als flensen die zich 10 uitstrekken in radiale vlakken loodrecht pp de hartlijn van de as 10. De as 10 heeft over zijn gehele lengte een constante dikte. Figuur 2B illustreert op overdreven wijze wat er gebeurt als er in de as 10 een buiging optreedt: de radiaal gerichte onderdelen 11 en 12, die gefixeerd zijn aan de as 10, 15 blijven locaal radiaal gericht ten opzichte van de as 10, en maken dus in de gebogen toestand van de as 10 een hoek α met elkaar. Aangezien de as 10 over zijn gehele lengte een constante dikte heeft, heeft de as 10 over zijn gehele lengte een constante kromtestraal.Now, the operating principle of the sensor member proposed by the present invention will be explained with reference to Figures 2A-C. Figure 2A schematically shows a side view of shaft 10 with two parts 11, 12 fixed thereon, in a rest position. The parts 11 and 12 are shown as flanges 10 extending in radial planes perpendicular to the axis of the shaft 10. The shaft 10 has a constant thickness over its entire length. Figure 2B illustrates in an exaggerated way what happens when a bend occurs in the shaft 10: the radially directed parts 11 and 12, which are fixed to the shaft 10, remain locally oriented radially with respect to the shaft 10, and thus make in the bent state of the shaft 10 an angle α with each other. Since the shaft 10 has a constant thickness over its entire length, the shaft 10 has a constant radius of curvature over its entire length.

20 Figuur 2C toont de as 10 wederom in de gebogen toestand van figuur 2B, maar nu is de as 10 voorzien van het sensororgaan 1 volgens de onderhavige uitvinding. De sensor 1 is met zijn uiteinden bevestigd aan de as 10; meer in het bijzonder is de cilindrische bus 2 ingeklemd tussen de twee genoemde 25 flensen 11 en 12. Wanneer nu de as verbogen wordt, zullen de uiteinden van de bus 2 een stand innemen die is geconformeerd aan de stand van de flensen 11 en 12. De relatief stijve eind-gedeelten 6 en 7 van de bus 2 zullen nauwelijks gebogen zijn, terwijl het relatief buigslappe tussengedeelte 3 een relatief 30 sterke kromming vertoont. Terwijl de buiging van de as 10 leidt tot een in hoofdzaak constante krommingsstraal over de gehele lengte van de as 10, leidt diezelfde buiging in het buigingssensororgaan 1 tot een buiging van het buigings-gevoelige deel 3 met een kleinere kromtestraal.Figure 2C shows the shaft 10 again in the bent state of Figure 2B, but now the shaft 10 is provided with the sensor member 1 according to the present invention. The sensor 1 is attached with its ends to the shaft 10; more in particular, the cylindrical bush 2 is clamped between the two aforementioned flanges 11 and 12. When the shaft is now bent, the ends of the bush 2 will assume a position conformed to the position of the flanges 11 and 12. The relatively rigid end portions 6 and 7 of the bushing 2 will hardly be curved, while the relatively flexible intermediate portion 3 has a relatively strong curvature. While the bend of the shaft 10 leads to a substantially constant radius of curvature over the entire length of the shaft 10, the same bend in the bend sensor member 1 leads to a bend of the bend-sensitive part 3 with a smaller radius of curvature.

35 Hoewel de vervormingssensor 20 in feite de vervorming meet die optreedt in de bus 2, is de vervorming van de bus 2 rechtstreeks gerelateerd aan de vervorming van de as 10, omdat de bus met zijn uiteinden gefixeerd is ten opzichte van de as 10 respectievelijk ten opzichte van de aan de as 10 gefixeerde 1019636· 5 flensen 11 en 12. Het buigingssensororgaan 1 biedt derhalve de mogelijkheid om de buiging van de as 10 te meten zonder dat het nodig is een vervormingssensor 20 rechtstreeks op de as 10 aan te brengen. Dit voordeel wordt reeds bereikt indien de bus 5 2 niet is voorzien van het buigingsgevoelige segment 3, dat wil zeggen de verdiepingen 4. Het aanbrengen van de verdiepingen 4 heeft echter verschillende voordelen. In de eerste plaats biedt de vlakke bodem 5 een goede mogelijkheid voor het daarop aanbrengen van een vervormingssensor 20. In de 10 tweede plaats resulteert de verminderde wanddikte in een concentratie van de buiging, en dus in een verhoogde meetgevoeligheid. In de derde plaats levert de asymmetrische vorm van het buigingsgevoelige segment 3 een richtings-afhankelijke meetgevoeligheid.Although the deformation sensor 20 actually measures the deformation that occurs in the bushing 2, the deformation of the bushing 2 is directly related to the deformation of the shaft 10, because the bushing is fixed with its ends relative to the shaft 10 and relative to the flanges 11 and 12 fixed to the shaft 10. The bend sensor member 1 therefore offers the possibility of measuring the bend of the shaft 10 without the necessity of providing a deformation sensor 20 directly on the shaft 10. This advantage is already achieved if the bushing 2 is not provided with the bend-sensitive segment 3, that is to say the recesses 4. However, arranging the recesses 4 has several advantages. In the first place, the flat bottom 5 offers a good possibility for arranging a deformation sensor 20 thereon. In the second place, the reduced wall thickness results in a concentration of the bending, and thus in an increased measurement sensitivity. Thirdly, the asymmetrical shape of the flexural segment 3 provides a direction-dependent measurement sensitivity.

15 Het door de onderhavige uitvinding voorgestelde buigings sensororgaan levert reeds een betrouwbaar meetresultaat zelfs als de cilindrische bus 2 niet exact concentrisch is geplaatst met de as 10. Het verdient"echter de voorkeur dat een eventuele verschuiving van de hartlijn van de meetbus 2 ten 20 opzichte van de hartlijn van de as 10 gering blijft.The diffraction sensor member proposed by the present invention already provides a reliable measurement result even if the cylindrical sleeve 2 is not positioned exactly concentrically with the axis 10. However, it is preferable that a possible shift of the axis of the measuring sleeve 2 relative to of the axis of the axis 10 remains small.

Daarenboven verdient het de voorkeur om te verzekeren dat de binnenwand van de cilindrische meetbus 2 te allen tijde vrij blijft van de as 10. Daarom is de meetbus 2 bij voorkeur bij ten minste één uiteinde voorzien van een centreerring 8 25 waarvan de binnendiameter kleiner is dan de binnendiameter van de rest van de bus 2. De centreerring 8 past met een geringe speling over de as 10. De axiale lengte van de centreerring 8 is relatief klein, om te voorkomen dat de bus 2 een vrije buiging van de as 10 verstoort. In het weergegeven voorbeeld 30 is de meetbus 2 bij beide uiteinden voorzien van een dergelijke centreerring 8.In addition, it is preferable to ensure that the inner wall of the cylindrical measuring bush 2 remains free of the shaft 10 at all times. Therefore, the measuring bush 2 is preferably provided with at least one end with a centering ring 8 whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the rest of the bushing 2. The centering ring 8 fits over the shaft 10 with a small play. The axial length of the centering ring 8 is relatively small, in order to prevent the bushing 2 from disrupting a free bending of the shaft 10. In the example 30 shown, the measuring bushing 2 is provided with such a centering ring 8 at both ends.

Figuur 3 toont een perspectiefaanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van een buigingssensororgaan 30 dat in het 35 bijzonder geschikt is voor toepassing op de achteras van een fiets. Het buigingssensororgaan 30 omvat een meetbus 2 als hierboven beschreven, die bij één uiteinde is voorzien van een flens 31, die in dit voorbeeld een cirkelvormige contour heeft. De flens 31 is bestemd om aan te liggen tegen een 1019S36· 6 binnenvlak van een pat van een fietsframe, dat wil zeggen het in hoofdzaak U-vormige framegedeelte waarin de achteras wordt geplaatst. De flens 31 is op zijn van de bus 2 afgerichte hoofdoppervlak 32 voorzien van een verhoogd vormstuk 33, 5 waarvan de vorm correspondeert met de binnenruimte van een dergelijke pat. Aldus past het buigingssensororgaan 30 op slechts één manier op een achteras, dat wil zeggen bij slechts één rotatiestand met betrekking tot zijn eigen hartlijn, waarbij dan het vormstuk 33 is opgenomen tussen de benen van 10 de U-vormige pat.Figure 3 shows a perspective view of a preferred embodiment of a flexure sensor member 30 which is particularly suitable for use on the rear axle of a bicycle. The bending sensor member 30 comprises a measuring bush 2 as described above, which is provided at one end with a flange 31, which in this example has a circular contour. The flange 31 is intended to abut against an inner surface of a pat of a bicycle frame, i.e. the substantially U-shaped frame part in which the rear axle is placed. The flange 31 is provided on its main surface 32 facing away from the sleeve 2 with a raised molding 33, the shape of which corresponds to the inner space of such a pat. Thus, the bend sensor member 30 fits only one way on a rear axle, that is, with only one rotational position with respect to its own axis, the molding 33 then being received between the legs of the U-shaped pat.

In de praktijk is de insteekopening van een pat niet exact horizontaal gericht. Anderzijds is het gewenst dat de bodemvlakken 5 van de verdiepingen 4 van het buigingsgevoelige segment 3 in hoofdzaak verticaal zijn gericht, om het 15 buigingssensororgaan ongevoelig te maken voor verticale krachten die gevolg zijn van het gewicht van de fietser. Om de juiste stand van het buigingssensororgaan te verzekeren, maakt de centrale lijn van het positioneer-vormstuk 33 een hoek met de bodem 5 die is aangepast aan de scheefstand van de 20 inbrenggleuf van een pat. In de praktijk kunnen die hoeken verschillen voor verschillende fietstypen; in dat geval kan het buigingssensororgaan worden uitgevoerd in diverse aangepaste typen, passend bij de verschillende frametypen.In practice, the insertion opening of a pat is not oriented exactly horizontally. On the other hand, it is desirable for the bottom surfaces 5 of the depressions 4 of the flexural sensitive segment 3 to be directed substantially vertically, in order to render the flexural sensor member insensitive to vertical forces resulting from the weight of the cyclist. To ensure the correct position of the diffraction sensor member, the central line of the positioning molding 33 makes an angle with the bottom 5 which is adapted to the skew position of the insertion slot of a pat. In practice, those angles may differ for different bicycle types; in that case the bending sensor member can be designed in various adapted types, suitable for the different frame types.

25 Figuur 4 toont een horizontale dwarsdoorsnede van een dergelijke montagesituatie. Figuur 4 toont een gedeelte van een frame 40 met een inbrengsleuf 41, alsmede een gedeelte van een achteras 10 waarvan een van schroefdraad voorzien uiteinde 42 is ingebracht in die inbrengsleuf 41. Op de achteras 10 is 30 een lager 45 geplaatst, dat in axiale richting steunt tegen een' op de achteras 10 gevormde aanslag 4 6, en die een wielnaaf 47 draagt, zodar die wielnaaf kan roteren ten opzichte van de achteras 10. Over de achteras 10 is het buigingssensororgaan 30 geplaatst, tussen het lager 45 en het frame 40, waarbij de 35 flens 31 aanligt tegen de binnenzijde van het frame 40, en waarbij het vormstuk 33 van de flens 31 in genoemde inbrengsleuf 41 steekt, zodat de rotatiestand van het buigingssensororgaan 30 met betrekking tot de hartlijn van de achteras 10 vastligt. Te zien valt, dat de buigingsgevoeligheid van het 1019636· 7 buigingssensororgaan 30 in hoofdzaak horizontaal is gericht. Opgemerkt wordt, dat de inbrengsleuf 41 doorgaans niet exact horizontaal is gericht, maar dat is in figuur 4 niet geïllustreerd.Figure 4 shows a horizontal cross-section of such a mounting situation. Figure 4 shows a portion of a frame 40 with an insertion slot 41, as well as a portion of a rear axle 10, a threaded end 42 of which is inserted into said insertion slot 41. A bearing 45 is disposed on the rear axle 10, which bearing is axially oriented. rests against a stop 4 formed on the rear axle 10, and which carries a wheel hub 47, so that the wheel hub can rotate relative to the rear axle 10. Over the rear axle 10, the bending sensor member 30 is placed, between the bearing 45 and the frame 40 wherein the flange 31 abuts the inside of the frame 40, and wherein the molding 33 of the flange 31 protrudes into said insertion slot 41, so that the rotational position of the diffraction sensor member 30 is fixed with respect to the axis of the rear axle 10. It can be seen that the flexural sensitivity of the flexural sensor member 30 is directed substantially horizontally. It is noted that the insertion slot 41 is generally not directed exactly horizontally, but this is not illustrated in FIG.

5 Op het asuiteinde 42 is een moer 43 geschroefd, met een ring 44 tussen de moer 43 en het frame 40. De moer 43 fixeert de achteras 10 ten opzichte van het frame 40. Daarbij is het buigingssensororgaan 30 ingeklemd tussen het frame 40 en het lager 45. Bij een buiging van de achteras 10 neemt de flens 31 10 dus steeds de stand aan van het frame 40 en neemt het tegenoverliggende uiteinde van de meetbus 2 steeds de stand aan van het lager 45, waarbij de buiging van het buigingssensororgaan 30 zich concentreert in het buigingsgevoelige middensegment 3, zoals in het voorgaande uitgelegd.A nut 43 is screwed onto the shaft end 42, with a ring 44 between the nut 43 and the frame 40. The nut 43 fixes the rear axle 10 relative to the frame 40. The bending sensor member 30 is clamped between the frame 40 and the frame 40. bearing 45. With a bending of the rear axle 10, the flange 31 therefore always assumes the position of the frame 40 and the opposite end of the measuring bush 2 always assumes the position of the bearing 45, the bending of the bending sensor member 30 concentrates in the bend-sensitive middle segment 3, as explained above.

1515

In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is de flens 31 voorzien van geleidingskanalen 34 waarin bedrading voor de vervormingssensor 20 (rekstrookjes) op een robuuste wijze kan worden opgenomen, waarbij die bedrading in die kanalen kan 20 worden vastgezet, bijvoorbeeld door middel van lijm.In the exemplary embodiment shown, the flange 31 is provided with guide channels 34 in which wiring for the deformation sensor 20 (strain gauges) can be accommodated in a robust manner, wherein said wiring can be fixed in those channels, for example by means of glue.

Die bedrading verbindt de vervormingssensor 20 met een meetversterker (niet weergegeven ter wille van de eenvoud). Om meetfouten te voorkomen, is het gewenst dat de bedrading tussen vervormingssensor 20 en meetversterker vrij is van 25 overgangs-contacten. Dit betekent dat de meetversterker steeds via de bedrading vast is verbonden met de vervormingssensor 20 van het buigingssensor-orgaan 30, hetgeen onhandig is bij het hanteren van het buigingssensor-orgaan 30, bijvoorbeeld bij de montage daarvan; bovendien maakt dat het buigingssensor-orgaan 30 kwetsbaar. Om dit te voorkomen, is het buigingssensor-orgaan bij voorkeur voorzien van een daar vast aan bevestigde meetversterker.That wiring connects the distortion sensor 20 to a measuring amplifier (not shown for the sake of simplicity). To prevent measurement errors, it is desirable that the wiring between distortion sensor 20 and measurement amplifier be free of transition contacts. This means that the measuring amplifier is always fixedly connected via wiring to the deformation sensor 20 of the bending sensor member 30, which is inconvenient when handling the bending sensor member 30, for example when mounting it; moreover, that makes the bend sensor member 30 vulnerable. To prevent this, the diffraction sensor member is preferably provided with a measuring amplifier fixed thereto.

Een dergelijke vaste meetversterker kan zijn aangebracht op het naar de bus 2 gerichte binnenoppervlak van de flens 31, 35 of op een in dat binnenoppervlak aangebrachte verdieping, hoewel andere locaties ook geschikt kunnen zijn. Hierdoor is het mogelijk om de door de vervormingssensor geleverde meetsignalen via bijzonder korte draden door te geven aan een meetversterker, terwijl het geheel van sensor, meetversterker W19636« 8 en draden op efficiënte wijze kan worden afgeschermd van omgevingsinvloeden. Een belangrijk voordeel hiervan is, dat de uitgang van een dergelijke meetversterker kan zijn voorzien van een vast met het buigingssensor-orgaan 1 verbonden 5 connector, waarop verdere bedrading losmaakbaar kan worden aangesloten, bijvoorbeeld door middel van een stekker-verbinding, zonder dat de overgangscontacten de integriteit en nauwkeurigheid van het meetsignaal beïnvloeden, omdat de overgangscontacten niet in de ingangssignaaldraden tussen 10 meetversterker en sensor zitten maar in de uitgangsdraden vanaf de meetversterker.Such a fixed measuring amplifier can be arranged on the inner surface of the flange 31, 35 facing the bushing 2 or on a floor provided in that inner surface, although other locations may also be suitable. This makes it possible to transmit the measurement signals supplied by the distortion sensor via particularly short wires to a measuring amplifier, while the whole of sensor, measuring amplifier W19636 «8 and wires can be efficiently shielded from environmental influences. An important advantage hereof is that the output of such a measuring amplifier can be provided with a connector fixedly connected to the bending sensor element 1, to which further wiring can be releasably connected, for example by means of a plug connection, without the transition contacts influence the integrity and accuracy of the measuring signal, because the transition contacts are not located in the input signal wires between the measuring amplifier and the sensor, but in the output wires from the measuring amplifier.

Een verder voordeel heeft te maken met het feit dat de vervormingssensor 20 doorgaans is uitgevoerd als een stel rekstrookjes dat elektrisch verbonden is volgens een 15 configuratie die bekend staat als brug van Wheatstone. Een dergelijke meetbrug heeft vier aansluitdraden. Het uitgangssignaal van de meetversterker kan worden geleverd op slechts een enkele draad.A further advantage has to do with the fact that the deformation sensor 20 is generally designed as a set of strain gauges electrically connected according to a configuration known as Wheatstone bridge. Such a measuring bridge has four connecting wires. The output signal from the measuring amplifier can be supplied on only a single wire.

In veel gevallen is het gewenst om de rotatiesnelheid van 20 het fietswiel te kennen. Het is bekend om daartoe een sensor te monteren op het frame, die samenwerkt met één of meerdere op het fietswiel gemonteerde signaalgevers. Een dergelijke sensor kan bijvoorbeeld een Hall-detector zijn, en de signaalgever kan dan een magneet zijn. In een voorkeursuitvoerings-25 vorm van het buigingssensororgaan 30 is een dergelijke rotatiesensor 50 vast bevestigd op het buigingssensororgaan 30, bijvoorbeeld op het binnenoppervlak 35 van de flens 31, zoals schematisch een geduid in figuur 4. Deze rotatiesensor 50 kan samenwerken met een op de wielnaaf 47 aangebrachte 30 signaalgever 51.In many cases it is desirable to know the rotational speed of the bicycle wheel. To this end, it is known to mount a sensor on the frame, which cooperates with one or more signal devices mounted on the bicycle wheel. Such a sensor can for instance be a Hall detector, and the signal generator can then be a magnet. In a preferred embodiment of the diffraction sensor member 30, such a rotation sensor 50 is fixedly attached to the diffraction sensor member 30, for example on the inner surface 35 of the flange 31, as schematically shown in Figure 4. This rotation sensor 50 can cooperate with a wheel hub mounted on the wheel hub. 47 signal generator 51.

Bij voorkeur is ook deze rotatiesensor 50 gekoppeld met de genoemde meetversterker. De meetversterker is nu in staat om over twee draden, of desgewenst zelfs over één gemeenschappelijke draad, een buigingssignaal en een rotatiesignaal 35 te leveren voor verdere verwerking door een processor, bijvoorbeeld ter besturing van een ondersteunende.motor, of voor het uitrekenen van het door de fietser geleverde vermogen. Daarnaast behoeft de meetversterker alleen nog een voedingsdraad en een massadraad. In totaal kan dus worden f019636· 9 volstaan met een vierdraads of zelfs driedraads verbinding vanaf de meetversterker, zodat de benodigde connector vrij klein kan zijn.Preferably, this rotation sensor 50 is also coupled to the said measuring amplifier. The measuring amplifier is now capable of supplying a bending signal and a rotation signal 35 over two wires, or optionally even over one common wire, for further processing by a processor, for example for controlling a supporting motor, or for calculating the power supplied to the cyclist. In addition, the measuring amplifier only needs a supply wire and a ground wire. A total of f019636 · 9 can therefore suffice with a four-wire or even three-wire connection from the measuring amplifier, so that the required connector can be quite small.

5 Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies.It will be clear to a person skilled in the art that the invention is not limited to the exemplary embodiments discussed above, but that various variants and modifications are possible within the scope of the invention as defined in the appended claims.

10 In het voorgaande is beschreven, dat het buigingssensor- orgaan 30 is voorzien van een vormstuk 33 ten behoeve van het positioneren van het buigingssensororgaan 30. Echter, het buigingssensororgaan 30 kan als alternatief voorzien van andere positioneermiddelen, die het positioneren van het 15 buigingssensororgaan 30 in een bepaalde gewenste stand vergemakkelijken. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat het buigingssensororgaan 30 is voorzien van een waterpas. Ook is het mogelijk, dat het buigingssensororgaan 30 is voorzien van een richtvlak dat bij montage horizontaal of verticaal gericht 20 moet zijn. Maar andere uitvoeringsvarianten van dergelijke positioneermiddelen zijn ook mogelijk.In the foregoing, it has been described that the bend sensor member 30 is provided with a molding 33 for positioning the bend sensor member 30. However, the bend sensor member 30 may alternatively be provided with other positioning means, which position the bend sensor member 30 facilitate in a certain desired position. For example, it is possible that the bend sensor member 30 is provided with a spirit level. It is also possible that the bending sensor member 30 is provided with a target surface which must be oriented horizontally or vertically during assembly. However, other embodiments of such positioning means are also possible.

*019636·* 019636 ·

Claims

A bending sensor member (1), comprising a hollow cylindrical bush (2) with at least one distortion sensor (20) mounted thereon, which is adapted to generate an electrical measurement signal representative of deformation of the bush at the deformation sensor.

The bending sensor member according to claim 1, wherein the distortion sensor is mounted on a bus segment (3) with reduced wall thickness.

Bending sensor member according to claim 1 or 2, wherein the cylindrical bush (2) is stiffer in one radial direction than in a radial direction perpendicular to it.

Flexural sensor member according to any of the preceding claims, wherein the cylindrical bush (2) is provided at a central segment (3) with at least one recessed portion (4) in its outer surface, which recessed portion (4) has a substantially flat bottom (5), and wherein a deformation sensor (20) is provided on said bottom (5).

5. Bending sensor member as claimed in claim 4, wherein the cylindrical bush (2) is provided with two recessed parts (4) opposite each other, each of which has a substantially flat bottom (5), both bottoms (5) being substantially parallel to each other and wherein a deformation sensor (20) is arranged on at least one but preferably on each bottom (5).

Flexural sensor element according to any of the preceding claims, wherein at least one centering ring (8) is arranged in the bush (2), the inside diameter of which is smaller than the inside diameter of the rest of the bush. 1019836 «

Bending sensor member according to any of the preceding claims, further provided with positioning means (33).

Bending sensor member according to any of the preceding claims, wherein the bush (2) is provided with a flange (31) at one end thereof.

9. Bending sensor member according to claim 8, wherein the flange (31) is provided with a molding (33) fitting into an inner space of a pat of a bicycle.

10. Bending sensor member according to claim 9, wherein a direction of the molding (33) in relation to the sensitivity direction of the bending member is chosen such that said sensitivity direction is directed substantially horizontally when the bending member is mounted on the rear axle of a bicycle.

Bending sensor member according to any of the preceding claims, provided with a rotation sensor (50) mounted fixedly on the bushing (2) or on the flange (31).

12. Bending sensor member according to any of the preceding claims, provided with a measuring amplifier fixedly mounted on the bushing (2) or on the flange (31).

13. Bending sensor member as claimed in claim 12, provided with a connector fixedly mounted on the bus (2) or on the flange (31) and connected to an output of said measuring amplifier.

14. Bicycle with a rear axle and a bend sensor member mounted thereon according to any of the preceding claims, wherein a direction of sensitivity of the bend sensor member is directed substantially horizontally. 1019636 ·