NL1023765C1 - Overbrengingsstelsel, en werkwijze voor het meten van een aandrijfkracht daarin. - Google Patents

Description

t I

Titel: Overbrengingsstelsel, en werkwijze voor het meten van een aandrijfkracht daarin

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op een overbrengingsstelsel van het omspannings-type. Een dergelijk stelsel omvat twee roteerbare onderdelen, die gemeenschappelijk worden omspannen door een eindloos, in 5 zichzelf gesloten overbrengingsorgaan. Dat overbrengingsorgaan kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als snaar, riem of ketting, en de roteerbare onderdelen zijn dienovereenkomstig uitgevoerd als schijven, trommels, poelies, of kettingwielen of dergelijke. In het geval van snaren of riemen bestaat het over-10 brengingsorgaan uit een geheel; in het geval van een ketting bestaat het overbrengingsorgaan uit een stelsel van met elkaar gekoppelde schakels. Koppeling tussen het overbrengingsorgaan en de roteerbare onderdelen kan gebaseerd zijn op wrijving, maar er kan ook een vormkoppeling worden toegepast, waarbij 15 bijvoorbeeld tanden van een kettingwiel aangrijpen in gaten in het overbrengingsorgaan.

De onderhavige uitvinding is in het bijzonder van toepassing op een ketting-overbrenging, waarbij een ketting twee kettingwielen koppelt. In het hiernavolgende zullen 20 daarom eenvoudigweg de termen "koppelketting", of kortweg "ketting", en "kettingwiel" worden gebruikt. Deze termen worden echter niet gebruikt om de uitvinding tot dit type te beperken, maar worden hier gebruikt als termen die ook de uitvoeringsvorm als riem of snaar en corresponderende poelies 25 of dergelijke omvatten.

De onderhavige uitvinding is in het bijzonder van toepassing op een ketting-overbrenging in een fiets of een ander door menskracht aangedreven voertuig, en op een kettingoverbrenging in een hometrainer of dergelijke. In 30 dergelijke toepassingen, maar ook in industriële kracht-overbrengingen, bestaat er behoefte aan een meetinstrument 1Π93765 I voor het meten van het overgedragen koppel. Een maat daarvoor is de in de ketting heersende spankracht. Er zijn reeds diverse meetinstrumenten beschreven die gebaseerd zijn op het meten van de kracht die wordt uitgeoefend op het aangedreven I 5 wiel. Dergelijke meetinstrumenten gaan er echter van uit, dat I er in de ketting geen voorspanning heerst, dat wil zeggen dat I er geen kracht op het aangedreven wiel wordt uitgeoefend indien het aandrijvende wiel niet zelf wordt aangedreven.

Echter, in situaties waar de ketting ook in rust strak I 10 gespannen staat, heerst er in beide kettinghelften een gelijke I spankracht, en ondervindt het aangedreven wiel een kracht die I gelijk is aan de som van die spankrachten, terwijl in feite I het aandrijfkoppel nul is.

Pas wanneer het aandrijvende wiel wordt aangedreven, I 15 bijvoorbeeld door de trapkracht van een fietser, wordt de spankracht in één kettinghelft groter dan de spankracht in de I andere kettinghelft, waardoor het aangedreven wiel een I resulterend aandrijfkoppel ondervindt dat in hoofdzaak gelijk I is aan het verschil tussen de twee spankrachten in de twee I 20 kettinghelften, vermenigvuldigd met de diameter van het I aangedreven wiel.

I Voorts is bij fietsen gebleken, dat de tandwielen een zekere excentriciteit kunnen hebben, waardoor er tijdens I gebruik variaties in de voorspanning optreden, die de I 25 meetresultaten van bekende meetinstrumenten beïnvloeden. Dit I treedt vooral op bij toepassingen waarbij de ketting strak gespannen wordt om schokken door wisselingen in de I koppelrichting op te vangen, en bij wrijvingsoverbrengingen waarbij vanwege de benodigde wrijvingskracht een voorspanning I 30 noodzakelijk is.

I De onderhavige uitvinding beoogt derhalve een koppel- I meetinstrument te verschaffen dat in hoofdzaak ongevoelig is I voor de grootte van de voorspanning in de ketting.

I 35 Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding I een meetinstrument te verschaffen dat in staat is om het I spankrachtverschil te meten. Een dergelijk meetinstrument zal I in het hiernavolgende worden aangeduid als spankrachtverschil- I meetinrichting.

3

Een spankrachtverschilmeetinrichting is reeds beschreven in US-4.909.086. De uit deze publicatie bekende spankracht-verschilmeetinrichting omvat twee vrijdraaiende rollen, die 5 zijn opgesteld aan de buitenzijde van de ketting en die roteerbaar gemonteerd zijn op een gemeenschappelijke drager.

De onderlinge afstand tussen die rollen is kleiner dan de nominale afstand tussen de kettinghelften, zodat elke ketting-helft gedwongen wordt om een deel van de omtrek van de 10 corresponderende rol te volgen. Als gevolg van de in een kettinghelft heersende spanning oefent die kettinghelft een naar buiten gerichte krachtresultante uit op de corresponderende rol; die kracht zal hierna worden aangeduid als dwarskracht. Wanneer de ketting een aandrijfkracht uitoefent 15 en de spankracht in de ene kettinghelft toeneemt en in de andere kettinghelft afneemt, zal de door de ene kettinghelft op de corresponderende rol uitgeoefende dwarskracht toenemen en de door de andere kettinghelft op de corresponderende rol uitgeoefende dwarskracht afnemen, waardoor het geheel van de 20 twee rollen en de gemeenschappelijke drager wordt verplaatst in de richting van de door de eerste kettinghelft uitgeoefende dwarskracht. De grootte van de resulterende verplaatsing is een maat voor de grootte van de uitgeoefende kracht.

Deze bekende spankrachtverschilmeetinrichting heeft 25 enkele nadelen. Het aantal componenten is vrij groot, hetgeen de meetinrichting relatief duur maakt. Omdat de rollen aan de buitenkant van de ketting geplaatst zijn, moet hun diameter vrij klein zijn, omdat anders het geheel te veel ruimte in zou nemen; dit bezwaar geldt in het bijzonder bij een fiets of een 30 hometrainer. Door de kleine roldiameter wordt de ketting ter plaatse van de rollen in een vorm met een kleine kromtestraal gedwongen, hetgeen aanleiding kan zijn tot toegenomen slijtage. Voorts impliceren de kleine roldiameters, dat de rollen roteren met een vrij grote snelheid, hetgeen eveneens 35 een slijtagefactor is en bovendien gepaard gaat met een vrij grote geluidsproductie.

Daarenboven wordt iedere rol ten opzichte van de drager onderworpen aan een vrij grote kracht, namelijk de volledige dwarskracht, zodat het rollager van elke rol bestand moet zijn 1 Π 0 ft ft 4 tegen die grote dwarskracht, en daardoor betrekkelijk duur is. Bovendien zijn de optredende wrijvingskrachten vrij groot, waardoor enerzijds het rendement van de overbrenging afneemt, en waardoor anderzijds een verstorende kracht wordt 5 uitgeoefend op de sensor waardoor de meetnauwkeurigheid afneemt.

Bij fietsen en hometrainers hebben de twee kettingwielen doorgaans onderling verschillende diameters, zodat de twee kettinghelften onderling niet evenwijdig zijn gericht.

10 Daardoor liggen de twee dwarskrachten niet in eikaars verlengde, met als gevolg dat de resultante van de twee dwarskrachten netto een moment uitoefenen op de roldrager, hetgeen het meetsignaal beïnvloedt.

15 De onderhavige uitvinding beoogt een spankrachtverschil- meetinrichting te verschaffen waarbij de genoemde nadelen afwezig zijn of althans sterk gereduceerd.

Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding omvat een spankrachtverschilmeetinrichting een 20 binnen de ketting gelegen, door beide kettinghelften althans ten dele omspannen dwarskrachtopnemer, en is voorts voorzien in middelen voor het meten van de op die opnemer werkende dwarskracht. In een belangrijke uitvoeringsvorm is die dwarskrachtopnemer een ten opzichte van een drager roteerbaar 25 gemonteerd wiel, dat met de bewegende ketting meeroteert.

In een eerste uitvoeringsvariant is de dwarskrachtopnemer een afzonderlijk meetwiel, dat in het kettingvlak geplaatst is binnen de omspanning van de ketting. De diameter is zo groot 30 gekozen, dat elke kettinghelft gedwongen wordt een deel van de omtrek van het meetwiel te volgen. Hierbij is de kromtestraal van de ketting relatief groot. Het meetwiel draait met een relatief lage snelheid. Het meetwiel is gemonteerd op een draagarm, die op zijn beurt gefixeerd is bevestigd ten 35 opzichte van het frame waarin het aandrijvende wiel en het aangedreven wiel gemonteerd zijn (het fietsframe). Het verschaffen van een elektrisch meetsignaal dat representatief is voor de verplaatsing van de drager kan gebeuren door meting van de vervorming van die draagarm, bij voorbeeld met behulp 5 van rekstrookjes, of door meting van de verplaatsing van die draagarm, bijvoorbeeld met behulp van een laser.

In een tweede uitvoeringsvariant is de dwarskrachtopnemer 5 het door de ketting aangedreven wiel zelf. De middelen voor het meten van de op het aangedreven wiel uitgeoefende dwarskracht omvatten in dit geval een sensor voor het meten van de kracht die wordt uitgeoefend in een richting loodrecht op de wielas. Dergelijke sensoren zijn op zich bekend. Een 10 bepaald type van dergelijke sensoren is gebaseerd op het meten van de buiging van de wielas, zoals bijvoorbeeld beschreven in W001/30643 en PCT/NL02/00867. In deze publicatie is die krachtsensor bedoeld voor het meten van de kettingkracht, en dus gemonteerd zodanig dat zijn gevoeligheidsrichting in 15 hoofdzaak horizontaal is, namelijk in hoofdzaak evenwijdig aan de ketting is gericht. Diezelfde sensor is bruikbaar als sensor voor toepassing bij de onderhavige uitvinding indien deze geroteerd wordt over 90°, en dus zodanig gemonteerd wordt dat zijn gevoeligheidsrichting in hoofdzaak verticaal is, 20 namelijk in hoofdzaak loodrecht op de ketting is gericht.

Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving onder verwijzing naar de 25 tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: figuur 1 een zijaanzicht is dat schematisch een overbrengings-stelsel toont, in een rusttoestand, voorzien van een op een draagarm gemonteerde dwarskrachtopnemer, waarbij de draagarm 30 rechtstreeks is bevestigd aan een frame; figuur 2 schematisch het overbrengingsstelsel van figuur 1 toont, in een actieve toestand waarin een aandrijfkracht wordt uitgeoefend; figuur 3 schematisch een variant van een dwarskrachtopnemer 35 toont; figuur 4A een schematisch zijaanzicht is van een gedeelte van het overbrengingsstelsel van figuur 1, met een verticale draagarm voor de dwarskrachtopnemer; figuur 4B een schematisch vooraanzicht is van een gedeelte van A Λ ft *7 f“ het overbrengingsstelsel van figuur 1, met een horizontale draagarm voor de dwarskrachtopnemer, loodrecht op het vlak van I de ketting; I figuur 5 een met figuur 1 vergelijkbaar schematisch 5 zijaanzicht is van het overbrengingsstelsel, waarbij als I variant de draagarm van de dwarskrachtopnemer is bevestigd aan de as van het aangedreven wiel; I figuur 6 een met figuur 1 vergelijkbaar schematisch H zijaanzicht is van het overbrengingsstelsel, waarbij als I 10 variant de as van het aangedreven wiel gebruikt wordt als I dwarskrachtopnemer; I de figuren 7A en 7B details tonen van een draagarm voor de I dwarskrachtopnemer.

I 15 Figuur 1 toont schematisch een overbrengingsstelsel 1, I omvattende een aandrijfwiel 2 en een aangedreven wiel 3, I gekoppeld met een aandrijfketting 4. Het overbrengingsstelsel I 1 kan onderdeel zijn van een fiets, waarbij het aandrijfwiel 2 I door een gebruiker wordt aangedreven door middel van trappers, I 20 maar dat is in de figuur ter wille van de eenvoud niet I weergegeven. Het is gebruikelijk dat het aandrijfwiel 2 dan I een grotere diameter heeft dan het aangedreven wiel 3.

De ketting 4 omvat achtereenvolgens een eerste deel 4A

I dat zich uitstrekt langs een deel van het aandrijfwiel 2, een 25 tweede deel 4B dat zich uitstrekt langs een deel van het I aangedreven wiel 3, een derde deel 4C dat zich uitstrekt I tussen de wielen 2 en 3, en een vierde deel 4D dat zich I uitstrekt tussen de wielen 2 en 3. In dit voorbeeld is aangenomen dat de assen van de wielen 2 en 3 naast elkaar in

I 30 een horizontaal vlak zijn gelegen, en dat het derde deel 4C

I zich boven het vierde deel 4D bevindt. In het hiernavolgende I worden de derde en vierde kettingdelen 4C en 4D respectieve- I lijk ook aangeduid als eerste en tweede kettinghelft.

I De wielen 2 en 3 zijn roteerbaar gemonteerd aan een frame I 35 5, zodanig dat er in rust een voorspanning in de ketting 4 I heerst. De spanning in de eerste kettinghelft 4C wordt

I aangeduid als Fc, en de spanning in de tweede kettinghelft 4D

I wordt aangeduid als FD.

7

Het overbrengingsstelsel 1 is voorzien van een meet-stelsel 6, ingericht voor het meten van de krachten Fc en FD in de ketting 4, die een maat zijn voor het door de ketting 4 overgedragen koppel. Dit meetstelsel 6 omvat een dwarskracht-5 meetwiel 10, dat binnen de ontspanning van de ketting 4 is opgesteld, in hoofdzaak in hetzelfde vlak als de wielen 2 en 3. De diameter daarvan is zodanig groot, dat zowel de eerste kettinghelft 4C als de tweede kettinghelft 4D een gebogen baan volgt tussen de wielen 2 en 3, en zich voor een deel 10 uitstrekken langs de omtrek van het meetwiel 10. In een mogelijke uitvoeringsvorm heeft het meetwiel 10 dezelfde diameter als de grootste van de wielen 2 en 3, en, ingeval van een van tanden voorzien meetwiel, kan het meetwiel gelijk zijn aan de grootste van de wielen 2 en 3. Door de spanning Fc in de 15 eerste kettinghelft 4C wordt een eerste dwarskracht FDc uitgeoefend op het meetwiel 10, en door de spanning FD in de tweede kettinghelft 4D wordt een tweede dwarskracht FDd uitgeoefend op het meetwiel 10. Deze twee krachten verlopen door het centrum van het meetwiel 10.

20 Het meetwiel 10 is roteerbaar gemonteerd op een draagarm 20, die op zijn beurt gefixeerd is ten opzichte van het frame. Bij voorkeur bevindt het middenpunt van het meetwiel 10 in rust zich op een lijn L die de rotatiemiddenpunten van de wielen 2 en 3 verbindt. Het vastzetten van die draagarm 20 25 gebeurt wanneer het stelsel in rust is, dat wil zeggen wanneer er geen aandrijfkracht wordt uitgeoefend. Dan zijn de spanningen Fc en FD in de twee kettinghelften 4C en 4D aan elkaar gelijk, en is de resultante Fqr van de twee dwarskrachten Fdc en Fdd in het horizontale vlak gelegen, in de 30 figuur gerepresenteerd door genoemde lijn L. Het centrum van het meetwiel 10 bevindt zich dan, zoals gezegd, op genoemde lijn L. In deze situatie wordt de draagarm 20 vastgemaakt aan het frame.

Wanneer er op het aandrijfwiel 2 een aandrijfkracht wordt 35 uitgeoefend, die door de ketting 4 wordt overgedragen, dan wordt de spankracht in de ene kettinghelft groter dan de spankracht in de andere kettinghelft. Neem aan dat het aandrijfwiel 2 linksom wordt aangedreven, zoals aangeduid in figuur 2. De spankracht Fc in de eerste kettinghelft 4C wordt H dan groter dan de spankracht FD in de tweede kettinghelft 4D.

H Bijgevolg wordt ook de corresponderende dwarskracht FDC groter dan FDD, zodat de resultante FDR van deze twee dwarskrachten

een component Fv krijgt die loodrecht op de horizontale lijn L

5 gericht is, in dit geval omlaag gericht. Hierdoor ontstaat een verbuiging van de draagarm 20. Deze verbuiging is meetbaar door een op de draagarm 20 gemonteerde vervormingssensor 30, die geïmplementeerd kan zijn als een rekstrookje of een H stelsel van rekstrookjes, zoals op zich bekend.

I 10 Het door de meetsensor 30 afgegeven elektrische meet- signaal Sm is een maat voor de uitgeoefende kracht, en wordt voor verdere verwerking toegevoerd aan een processor 40. In het geval van een hometrainer kan deze processor 40 bijvoor- I beeld zijn ingericht voor het uitrekenen van de verbruikte 15 hoeveelheid calorieën.

I Het roteerbare meetwiel 10 is via een ter wille van de eenvoud niet weergegeven lager gemonteerd aan de draagarm 20.

I Dit kan een relatief eenvoudig lager zijn, aangezien het I meetwiel 10 ten opzichte van de draagarm 20 geen grote kracht I 20 ondervindt: dit lager wordt alleen belast door de resultante I fdr· I Hoewel het de voorkeur heeft dat het meetwiel 10 I roteerbaar is, is dit voor de werking van het meetwiel 10 in 25 het kader van de onderhavige uitvinding niet nodig. Indien het I meetwiel 10 gefixeerd is, en de ketting 4 over het meetwiel 10 I glijdt, ontstaat eveneens een krachtresultante FDR zoals I bovenstaand beschreven.

In het geval van een niet-roteerbare krachtopnemer 10 I 30 hoeft deze geen cirkelvormige contour te hebben. De kracht- I opnemer 10 kan dan bijvoorbeeld een vierzijdige contour I hebben, waarvan twee tegenover elkaar gelegen contactvlakken I 11 en 12 een convexe vorm kunnen hebben, bijvoorbeeld de vorm I van een cirkelboog, en waarvan de andere zijden 13 en 14 een I 35 willekeurige vorm kunnen hebben, bijvoorbeeld een rechte vorm, zoals geïllustreerd in figuur 3. In plaats van een convexe I vorm met constante kromtestraal mogen genoemde tegenover I elkaar gelegen contactvlakken 11 en 12 ook een als functie van 9 de plaats variërende kromtestraal hebben, en zij kunnen bijvoorbeeld de vorm hebben van een sinusoïde of hyperboloïde.

Bij voorkeur is de krachtopnemer 10 gemaakt van een materiaal dat geluidproductie tegengaat, althans is dat deel 5 van de krachtopnemer dat in aanraking komt met de ketting, voorzien van een dergelijke laag. Een voorbeeld van een geschikt materiaal is kunststof.

De draagarm 20 kan in principe een willekeurige richting 10 hebben. In een eerste uitvoeringsvariant, schematisch geïllustreerd in figuur 4A, is de draagarm 20 gelegen in het vlak van de kettingwielen 2 en 3 en de ketting 4, in hoofdzaak verticaal gericht, dat wil zeggen loodrecht op de wielas-verbindingslijn L. In dat geval zal de als gevolg van de te 15 meten krachtcomponent Fv in de draagarm 20 optredende vervorming voornamelijk een lengteverandering zijn, en dient de vervormingssensor 30 te zijn ingericht voor het meten van lengteverandering, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

20 In een tweede uitvoeringsvariant, schematisch geïllustreerd in figuur 4B, is de draagarm 20 gelegen loodrecht op het vlak van de kettingwielen 2 en 3 en de ketting 4. In dat geval zal de als gevolg van de te meten krachtcomponent Fv in de draagarm 20 optredende vervorming 25 voornamelijk een buiging zijn, en dient de vervormingssensor 30 te zijn ingericht voor het meten van buiging, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

In een derde uitvoeringsvariant, schematisch geïllustreerd in de figuren 1 en 2, is de draagarm 20 gelegen 30 in het vlak van de kettingwielen 2 en 3 en de ketting 4, in hoofdzaak horizontaal gericht, dat wil zeggen gericht volgens de wielasverbindingslijn L. In dat geval zal de als gevolg van de te meten krachtcomponent Fv in de draagarm 20 optredende vervorming voornamelijk een buiging zijn, en dient de 35 vervormingssensor 30 te zijn ingericht voor het meten van buiging, zoals voor een deskundige duidelijk zal zijn.

Deze derde uitvoeringsvariant heeft de voorkeur. Daarbij heeft het de voorkeur dat de draagarm 20 niet direct aan het frame is bevestigd, maar aan de ten opzichte van het frame ^ o o q 7 H F.

H gefixeerde as van het aandrijvende wiel 2 of het aangedreven I wiel 3, zoals schematisch geïllustreerd in figuur 5. Hierdoor I wordt als voordeel bereikt dat, indien een wiel versteld wordt I ten opzichte van het frame, bijvoorbeeld om de ketting te I 5 spannen, het niet nodig is om ook de montage van de kracht- I opnemer 10 te verstellen. Bovendien is in dit geval geen extra I montagepunt noodzakelijk, en zoekt de meetopstelling, als een bevestigingsbout van het wiel wordt losgemaakt, automatisch de stand waarbij de buigbalk 20 onbelast is.

In een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige I uitvinding, schematisch geïllustreerd in figuur 6, is voor het I meten van de verticale krachtcomponent Fv geen afzonderlijk I meetwiel 10 nodig indien de diameters van het aandrijvende I 15 wiel 2 en het aangedreven wiel 3 onderling verschillend zijn.

I De uitleg die in het voorgaande gegeven is met betrekking tot I het ontstaan van een krachtresultante Fv is ook van toepassing I op het aandrijvende wiel 2 en het aangedreven wiel 3: ook deze wielen ondervinden een verticale krachtcomponent die een maat 20 is voor het spankrachtverschil. In dit geval echter ontstaat I die verticale krachtcomponent als resultante van de normaal-

I krachten die worden uitgeoefend door het eerste kettingdeel 4A

I respectievelijk het tweede kettingdeel 4B. Deze kracht- I component kan gemeten worden met een met het betreffende wiel I 25 2 of 3 geassocieerde krachtsensor 130, hetgeen in figuur 6 I schematisch is getoond voor het aangedreven wiel 3.

Voor het meten van de op een wiel uitgeoefende krachten I zijn diverse krachtopnemers ontwikkeld. Een voorbeeld van een I dergelijke krachtsensor is beschreven in W001/30643 en 30 PCT/NL02/00867. Aangezien deze bekende krachtsensors alle in I principe bruikbaar zijn voor toepassing als krachtsensor 130, I is het niet nodig om hier een uitgebreide beschrijving te I geven van hun constructie en werking.

De bekende krachtsensors zijn bedoeld voor het meten van I 35 de kettingkracht zelf, dat wil zeggen de spankracht in de I eerste kettinghelft 4C, gebaseerd op de gedachte dat er in de I tweede kettinghelft 4D géén spankracht heerst. De bekende I krachtsensoren zijn daarom zodanig gemonteerd, dat hun gevoeligheidsrichting in hoofdzaak horizontaal is gericht, 11 althans in hoofdzaak overeenkomt met de richting van de eerste kettinghelft 4D. Voor toepassing als krachtsensor 130 in het kader van de onderhavige uitvinding dient de montage zodanig te zijn, dat hun gevoeligheidsrichting in hoofdzaak verticaal 5 is gericht. Ten opzichte van de bekende montage betekent dit slechts een rotatie over ongeveer 90°.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken 10 uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies.

Zo kan de krachtopnemer 10 bijvoorbeeld voorzien zijn van een loopgroef in zijn oppervlak waar de ketting over loopt.

15 Voorts is het mogelijk dat het aandrijfwiel 2 en/of het aangedreven wiel 3 via een draagarm zijn bevestigd aan het frame 5, op vergelijkbare wijze als de draagarm 20 voor het meetwiel 10.

Voorts is het mogelijk dat een krachtopnemer voor het 20 meten van de op het meetwiel 10 werkende kracht gemonteerd is op de as van het meetwiel of in het lager van het meetwiel; voor een dergelijke krachtopnemer kan met voordeel een krachtsensor worden toegepast zoals beschreven in W001/30643 en/of PCT/NL02/00867. In geval van montage op de as van het 25 meetwiel kan de krachtopnemer zijn ingericht voor het meten van de buiging van die as. In geval van montage op het lager van het meetwiel kan de krachtopnemer zijn ingericht voor het meten van de op het meetwiel werkende resulterende kracht.

Bij voorkeur is de horizontale positie van het meetwiel 30 10 verstelbaar langs de genoemde lijn L. Dit kan bijvoorbeeld voordelen bieden in het geval het meetwiel 10 een tandwiel is, waarvan de tanden ingrijpen in de schakels van de koppel-ketting 4. Een dergelijke verstelbaarheid kan op betrekkelijk eenvoudige wijze worden bereikt door de draagarm 20 te 35 voorzien van een enigszins langwerpig gat (slobgat), waarin een bevestigingsorgaan voor het meetwiel 10 wordt vastgezet.

Figuur 7A toont een schematisch vooraanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van de draagarm 20, dat in zijn algemeenheid de vorm heeft van een balk met een rechthoekige 1 o i: 37 6 5 12 dwarsdoorsnede, waarbij bij een eerste uiteinde 201 een eerste montagegat 202 is aangebracht voor montage van de draagarm 20 aan een frame of aan een fietsas of dergelijke, en waarbij bij een tweede uiteinde 203 een langwerpig montagegat 204 voor het 5 meetwiel 10 is aangebracht, van welk langwerpig montagegat 204 de lengterichting in hoofdzaak samenvalt met een middenlijn van de draagarm 20. De draagarm 20 omvat in deze voorkeurs-uitvoeringsvorm een zich over bijna de gehele breedte (d.w.z.: verticale richting) van de arm 20 uitstrekkende uitsparing 10 209, in dit geval een uitsparing met een in hoofdzaak U-vormige contour, die de arm 20 onderverdeelt in een primair armgedeelte 210 dat het eerste montagegat 202 bevat en een secundair armgedeelte 220 dat het genoemde langwerpig montagegat 204 voor het meetwiel 10 bevat. De uitsparing 209 15 laat twee bruggedeelten 230, 240 vrij, die het secundaire armgedeelte 220 verbinden met het primaire armgedeelte 210.

Elk brugdeel 230, 240 heeft, in de lengterichting gezien, een eerste brugeindgedeelte 231, 241, een middenbruggedeelte 232, 242, en een tweede brugeindgedeelte 233, 243, waarbij in de 20 geïllustreerde voorkeursuitvoeringsvorm het middenbruggedeelte 232, 242 een weinig dikker is dan de aangrenzende eerste en tweede brugeindgedeelten. Op een zijvlak 234 van één van de brugdelen, in dit geval brugdeel 230, is een twee rekstrookjes 251, 252 omvattende vervormingssensor 250 gemonteerd, waarbij 25 de twee rekstrookjes 251, 252 in hoofdzaak zijn uitgelijnd met genoemde brugeindgedeelten 231 en 233. Figuur 7B toont hiervan schematisch een perspectiefaanzicht. Het zijvlak 234 is een vlak waarvan de normaalrichting in hoofdzaak verticaal gericht is, d.w.z. evenwijdig aan de richting van de te meten 30 krachtcomponent Fv.

Deze constructie biedt de volgende voordelen.

Wanneer op het meetwiel (niet weergegeven in de figuren 7A en 7B) een dwarskracht wordt uitgeoefend zoals in het voorgaande besproken, zal het secundaire armgedeelte 220 in 35 hoofdzaak rechtlijnig worden verplaatst in een richting loodrecht op de lengterichting van de draagarm 20, waarbij de twee bruggedeelten 230, 240 worden vervormd tot een S-vormige contour. De vervorming treedt voornamelijk op in de dunste delen van de twee bruggedeelten 230, 240, dat wil zeggen de 13 eerste en tweede brugeindgedeelten. Hierdoor ondervindt één van de rekstrookjes 251, 252 een verlenging terwijl de andere een verkorting ondervindt, en de daardoor opgewekte signalen kunnen worden verwerkt zodat zij elkaar versterken. Wanneer de 5 draagarm een andere vervorming ondergaat, zoals bijvoorbeeld een verlenging als gevolg van uitwendige belasting of als gevolg van temperatuurvariaties, heffen de variaties in de uitgangssignalen van de meetstrookjes elkaar op.

Indien een massieve draagarm gebruikt zou worden, die in 10 zijn geheel op buiging wordt belast, dan moeten twee elkaar compenserende meetstrookjes worden aangebracht op tegenover elkaar gelegen oppervlakken (bovenoppervlak en onderoppervlak) van de draagarm. Dit betekent dat handelingen als oppervlaktebehandeling en aanbrengen van rekstrookjes dan dubbel zouden 15 moeten worden uitgevoerd, tegen slechts eenmaal bij de door de onderhavige uitvinding voorgestelde constructie.

Een verder voordeel wordt bereikt bij het vervaardigen van de draagarm zelf. Om gebruikt te kunnen worden als meetarm moet het buiggevoelige gedeelte van de meetarm nauwkeurig 20 vervaardigd worden. Bij een massieve draagarm vindt de buiging plaats over een relatief grote lengte, zodat de nauwkeurige vervaardiging moet worden toegepast op een groot lengte-gedeelte, hetgeen lastig is en de draagarm relatief duur maakt. Bij de door de onderhavige uitvinding voorgestelde 25 draagarm hoeft slechts een enkel bruggedeelte 230 nauwkeurig vervaardigd te worden, hetgeen eenvoudiger is. In een mogelijke uitvoeringsvorm worden het langwerpige gat 204 en de uitsparing 209 vervaardigd door een enkele stansbewerking.

Een verder voordeel van de door de onderhavige uitvinding 30 voorgestelde draagarm wordt bereikt bij het gebruik daarvan. Doordat het secundaire armgedeelte 220 in hoofdzaak rechtlijnig wordt verplaatst in een richting loodrecht op de lengterichting van de draagarm 20, is de vervorming van de bruggedeelten, en daardoor het opgewekte sensorsignaal, in 35 hoofdzaak onafhankelijk van de precieze plaats van de as van het meetwiel in het langwerpige gat 204.

Opgemerkt wordt, dat het aantal bruggedeelten tussen de primaire en secundaire armgedeelten ook groter dan twee mag zijn.

m?3?, ;

Claims (5)

1. Spankrachtverschilmeetinrichting (6) voor het meten van de I aandrijfkracht die wordt overgedragen door een overbrengings- I stelsel (1), omvattende een aandrijfwiel (2), een aangedreven I wiel (3), en een koppelketting (4) met een eerste kettinghelft I 5 (4C) en een tweede kettinghelft (4D); I welk meetstelsel omvat: een dwarskrachtopnemer (10) met een eerste contactvlak (11) en I een tweede contactvlak (12), geschikt voor plaatsing tussen I het aandrijfwiel en het aangedreven wiel binnen de omspanning I 10 van de koppelketting (4), zodanig dat het eerste contactvlak I (11) in krachtoverdragend contact is met de eerste ketting- I helft (4C) en dat het tweede contactvlak (12) in kracht- I overdragend contact is met de tweede kettinghelft (4D); voorts omvattende een de dwarskrachtopnemer (10) dragende I 15 draagarm (20) die geschikt is om de dwarskrachtopnemer (10) te I fixeren ten opzichte van het overbrengingsstelsel (1); waarbij I de draagarm (20) een langwerpig gat (204) heeft voor montage I van de dwarskrachtopnemer (10), welke langwerpig gat (204) een I lengterichting heeft die in hoofdzaak samenvalt met de I 20 lengterichting van de draagarm (20).

2. Spankrachtverschilmeetinrichting (6) voor het meten van de I aandrijfkracht die wordt overgedragen door een overbrengings- I stelsel (1), omvattende een aandrijfwiel (2), een aangedreven I 25 wiel (3), en een koppelketting (4) met een eerste kettinghelft I (4C) en een tweede kettinghelft (4D); I welk meetstelsel omvat: I een dwarskrachtopnemer (10) met een eerste contactvlak (11) en I een tweede contactvlak (12), geschikt voor plaatsing tussen I 30 het aandrijfwiel en het aangedreven wiel binnen de omspanning I van de koppelketting (4), zodanig dat het eerste contactvlak (11) in krachtoverdragend contact is met de eerste ketting- I helft (4C) en dat het tweede contactvlak (12) in kracht- overdragend contact is met de tweede kettinghelft (4D); I 35 voorts omvattende een de dwarskrachtopnemer (10) dragende I draagarm (20) die geschikt is om de dwarskrachtopnemer (10) te fixeren ten opzichte van het overbrengingsstelsel (1); waarbij de draagarm (20) een uitsparing (209) heeft die de arm onderverdeelt in een primair armgedeelte (210) en een secundair armgedeelte (220) dat de dwarskrachtopnemer (10) 5 draagt; waarbij het secundaire armgedeelte (220) door ten minste twee bruggedeelten (230, 240) is verbonden met het primaire armgedeelte (210) ; waarbij op een zijvlak (234) van ten minste één bruggedeelte 10 (230) een vervormingssensor (250) gemonteerd is, die bij voorkeur twee rekstrookjes (251, 252) omvat.

3. Spankrachtverschilmeetinrichting volgens conclusie 1, waarbij de draagarm (20) een uitsparing (209) heeft die de arm 15 onderverdeelt in een primair armgedeelte (210) en een secundair armgedeelte (220) dat de dwarskrachtopnemer (10) draagt; waarbij het secundaire armgedeelte (220) door ten minste twee bruggedeelten (230, 240) is verbonden met het primaire 2Q armgedeelte (210) ,· waarbij óp een zijvlak (234) van ten minste één bruggedeelte (230) een vervormingssensor (250) gemonteerd is, die bij voorkeur twee rekstrookjes (251, 252) omvat.

4. Spankrachtverschilmeetinrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de draagarm (20) is voorzien van een vervormingssensor (30), bijvoorbeeld één of meerdere rekstrookjes.

5. Spankrachtverschilmeetinrichting volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de dwarskrachtopnemer (10) een cirkelcontour heeft en roteerbaar is bevestigd aan de draagarm (20). 1023765