Bicicleta eléctrica con accionamiento eléctrico controlado por fuerza de pedal.

Bicicleta eléctrica, que comprende:

- un mecanismo de cigüeñal (2) con pedales (24),

un árbol de biela (25) y un cojinete de la biela (20) con un anillo interior (21), un anillo exterior (22) y cuerpos rodantes (23) dispuestos entre ellos para el alojamiento el árbol de biela (25),

- un accionamiento eléctrico (3) para el accionamiento de la bicicleta,

- una unidad de control (4) para el control del accionamiento eléctrico (3), y

- un sensor de fuerza (5), que está dispuesto en el cojinete de la biela y que está conectado con la unidad de control (4), para detectar una fuerza ejercida por un conductor sobre el mecanismo de cigüeñal (2) en el cojinete de la biela (20),

- en la que la unidad de control (4) está diseñada para controlar el accionamiento eléctrico (3), sobre la base de un valor de la fuerza de cojinete registrado s través del sensor de fuerza (5),

- en la que el sensor de fuerza (5) comprende una cámara de medición de la presión (7), un sensor de presión (8), que está dispuesto en la cámara de medición de la presión (7), y un cojinete adicional (6), en el que está alojado el anillo exterior (21) del cojinete de la biela (20),

- en la que el anillo exterior (22) del cojinete de la biela (20) está alojado móvil en una dirección lineal (B), de manera que en el caso de la actuación de una fuerza sobre el cojinete de la biela (20) se produce un desplazamiento del anillo exterior (22), que provoca una modificación de la fuerza en la cámara de medición de la presión (7),

- en la que en el anillo exterior (22) está dispuesto un elemento de pistón (10), y la cámara de medición de la presión (7) está separada espacialmente del anillo exterior (22), de manera que el elemento de pistón (10) se extiende hasta la cámara de medición de la presión (7),

Bicicleta eléctrica con accionamiento eléctrico controlado por fuerza de pedal Estado de la técnica La presente invención se refiere a una bicicleta eléctrica con un accionamiento eléctrico controlado por fuerza de pedal.

En tempo reciente, las bicicletas con accionamiento auxiliar eléctricos gozan de una gran aceptación. El accionamiento eléctrico se puede conectar adicionalmente en este caso si el conductor lo desea, de manera que se acondiciona una asistencia limitada al paseo. De manera alternativa, durante un cierto periodo de tiempo se puede circular también sólo por medio del accionamiento eléctrico. Cuando el accionamiento eléctrico debe utilizarse para la asistencia en el paseo, debería ser posible variar, en función de una fuerza de accionamiento acondicionada por el conductor a través de los pedales, una fuerza de accionamiento a través del accionamiento eléctrico. En este caso, debería prestarse atención sobre todo a una estructura económica y sencilla. Además, en la zona del mecanismo de cigüeñal de la bicicleta está presente también sólo un espacio de construcción limitado.

El documento EP 0 983 934 A1 muestra una bicicleta eléctrica con accionamiento eléctrico controlado por fuerza de pedal, de acuerdo con el estado de la técnica.

Publicación de la invención La bicicleta eléctrica de acuerdo con la invención con las características de la reivindicación 1 presenta, en cambio, la ventaja de que es posible una medición exacta de una fuerza aplicada por el conductor sobre los pedales. Esto posibilita, además, que en función de esta fuerza aplicada por el conductor se pueda activar un accionamiento eléctrico, para acondicionar, dado el caso, todavía una fuerza de accionamiento adicional, aplicada a través el accionamiento eléctrico. Esto se consigue de acuerdo con la invención porque un sensor de fuerza está dispuesto en un cojinete de la biela, de manera que el sensor de fuerza está conectado con una unidad de control para el control del accionamiento eléctrico. El sensor de fuerza detecta en este caso una fuerza ejercida por el conductor sobre el mecanismo de cigüeñal en el cojinete de la biela. A través de las pisadas del conductor se ejerce, en efecto, una fuerza sobre un pedal, de manera que se tensa una cadena de la bicicleta eléctrica. De este modo se aplasta un tirante, que conecta un cubo de rueda trasera con el cojinete de la biela, de manera que se realiza una actuación de fuerza en dirección al cojinete de la biela, que es proporcional a la fuerza aplicada por el conductor. De este modo se puede determinar a través del sensor de fuerza en el cojinete de la biela una fuerza de accionamiento acondicionada por el conductor. De acuerdo con la invención, en este caso también es posible que una fuerza de accionamiento aplicada por el conductor se pueda medir directamente ya durante la puesta en marcha y se pueda activar de manera correspondiente el accionamiento eléctrico. De este modo se puede acondicionar un accionamiento eléctrico controlado por la fuerza del pedal.

El sensor de fuerza comprende una cámara de medición de la presión con un sensor de presión dispuesto en ella así como un cojinete adicional para el alojamiento lineal de un anillo exterior del cojinete de la biela. A través el cojinete adicional el anillo exterior del cojinete de la biela está alojado de forma móvil en una dirección lineal, de manera que en el caso de una actuación de la fuerza sobre el cojinete de la biela se produce un desplazamiento del anillo exterior, que provoca una modificación de la presión en la cámara de medición de la presión. Esta modificación de la presión puede ser registrada entonces por el sensor de presión. De esta manera se puede detectar una fuerza acondicionada por el conductor en el cojinete de la biela.

En este caso, en el anillo exterior del cojinete de la biela está dispuesto un elemento de pistón. En este caso, además, la cámara de medición de la presión y el anillo exterior están separados, en efecto, uno del otro, de manera que el elemento de pistón llega hasta la cámara de medición de la presión. De este modo, un movimiento del anillo exterior provoca, en virtud de una actuación de la fuerza en los pedales un desplazamiento del elemento de pistón, lo que conduce a una modificación de la presión en la cámara de medición de la presión.

La utilización de la cámara de medición de la presión posibilita, además, que por ejemplo el sensor de presión se pueda disponer directamente sobre una pletina de un aparato de control, de manera que el sensor de presión está conectado, por ejemplo por medio de mangueras con la cámara de medición de la presión. De este modo resulta, en efecto, un cierto gasto a través del tendido de las mangueras de presión, pero el aparato de control, en particular una pletina impresa del aparato de control se puede simplificar claramente, de modo que de ello resultan grandes ventajas de costes. Además, es posible que para la bicicleta eléctrica esté previsto de esta manera sólo un único aparato de control, que integra todas las tareas de control necesarias en la bicicleta eléctrica, como por ejemplo gestión de la batería o un ordenador de bicicleta, etc. en el aparato de control central.

Además, la bicicleta de acuerdo con la invención comprende una instalación de regulación de la presión, que regula una presión en la cámara de medición de la presión. De este modo es posible que la cámara de medición de la presión se pueda utilizar para diferentes casos de aplicación, por ejemplo diferentes bicicletas eléctricas como por

ejemplo una bicicleta para ciudad o una bicicleta para largos recorridos, etc.

Las reivindicaciones dependientes muestran desarrollos preferidos de la invención.

De manera especialmente preferida, la cámara de medición de la presión está llena en este caso con un medio líquido o con un medio gaseoso, en particular aire.

De acuerdo con una alternativa preferida de la presente invención. El sensor de fuerza es un piezosensor, que está dispuesto en el anillo exterior. El piezosensor puede estar en contacto en este caso directamente con el anillo exterior o puede estar dispuesto en el anillo exterior sobre un elemento intermedio. El piezosensor puede estar integrado en este caso también en el anillo exterior.

De acuerdo con otra alternativa preferida de la presente invención, el sensor de fuerza es una banda extensométrica. La banda extensométrica detecta en este caso una deformación den el anillo exterior del cojinete de la biela en virtud de una actuación de fuerza a través del conductor. De manera especialmente preferida, en este caso, en una zona parcial del anillo exterior está previsto un material elástico, de manera que la banda extensométrica está dispuesta en el material elástico y detecta una deformación del material elástico en virtud de una actuación de fuerza a través de la pisada del conductor.

De acuerdo con una alternativa preferida de la invención, el sensor de fuerza está constituido de tal forma que presenta un taladro relleno con un líquido, que está dispuesto directamente en un lado exterior del anillo exterior. De esta manera, el anillo exterior está en contacto con el líquido en el taladro, de modo que en el taladro está dispuesto, además, un sensor de presión para la detección de una modificación de la presión. En el caso de una actuación de la fuerza sobre el cojinete de la biela a través de una pisada del conductor, se desplaza el anillo exterior del cojinete de la biela, de modo que el sensor de presión puede detectar en el taladro una modificación de la presión.

Con preferencia, la unidad de control de la bicicleta eléctrica está diseñada de tal forma que el accionamiento eléctrico, sobre la base de un valor de la fuerza del pedal detectado a través del sensor de fuerza en el cojinete de la biela, activa el accionamiento eléctrico de tal forma que éste acondiciona una fuerza de accionamiento, de manera que está presente siempre una fuerza de accionamiento total constante predeterminada, que comprende la fuerza del pedal del conductor y la fuerza acondicionada por el accionamiento eléctrico. De esta manera, se asegura una marcha uniforme de la bicicleta eléctrica. De acuerdo con la altura de la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor se acciona adicionalmente el accionamiento eléctrico, de manera que también es posible que el accionamiento eléctrico no sea accionado cuando el conductor acondiciona una fuerza de accionamiento suficiente a través de los pedales, De manera alternativa, el accionamiento eléctrico se puede activar también de tal forma que se aplica en cada caso un porcentaje predeterminado, por ejemplo 20 % a la fuerza... [Seguir leyendo]

1. Bicicleta eléctrica, que comprende:

- un mecanismo de cigüeñal (2) con pedales (24) , un árbol de biela (25) y un cojinete de la biela (20) con un anillo interior (21) , un anillo exterior (22) y cuerpos rodantes (23) dispuestos entre ellos para el alojamiento 5 el árbol de biela (25) , -un accionamiento eléctrico (3) para el accionamiento de la bicicleta, -una unidad de control (4) para el control del accionamiento eléctrico (3) , y -un sensor de fuerza (5) , que está dispuesto en el cojinete de la biela y que está conectado con la unidad de control (4) , para detectar una fuerza ejercida por un conductor sobre el mecanismo de cigüeñal (2) en el 10 cojinete de la biela (20) , -en la que la unidad de control (4) está diseñada para controlar el accionamiento eléctrico (3) , sobre la base de un valor de la fuerza de cojinete registrado s través del sensor de fuerza (5) , -en la que el sensor de fuerza (5) comprende una cámara de medición de la presión (7) , un sensor de presión (8) , que está dispuesto en la cámara de medición de la presión (7) , y un cojinete adicional (6) , en el 15 que está alojado el anillo exterior (21) del cojinete de la biela (20) , -en la que el anillo exterior (22) del cojinete de la biela (20) está alojado móvil en una dirección lineal (B) , de manera que en el caso de la actuación de una fuerza sobre el cojinete de la biela (20) se produce un desplazamiento del anillo exterior (22) , que provoca una modificación de la fuerza en la cámara de medición de la presión (7) , -en la que en el anillo exterior (22) está dispuesto un elemento de pistón (10) , y la cámara de medición de la presión (7) está separada espacialmente del anillo exterior (22) , de manera que el elemento de pistón (10) se extiende hasta la cámara de medición de la presión (7) , caracterizada porque la bicicleta eléctrica comprende, además, una instalación de regulación de la presión (9) , que regula una presión en la cámara de medición de la presión (7) .

2. Bicicleta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la cámara de medición de la presión (7) está llena con un medio líquido o con un medio gaseoso.

3. Bicicleta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el sensor de fuerza es un piezosensor (18) , que está dispuesto en el anillo exterior (22) .

4. Bicicleta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el sensor de fuerza es una banda 30 extensométrica (31) , que está dispuesta en el anillo exterior (22) .

5. Bicicleta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque en una sección parcial del anillo exterior (22) está dispuesto un material elástico (30) , en la que el sensor de fuerza configurado como banda extensométrica está en contacto con el material elástico (30) .

6. Bicicleta eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el sensor de fuerza comprende un taladro (40) lleno con líquido, que está dispuesto en un lado exterior del anillo exterior (22) y está en contacto con el lado exterior del anillo exterior (22) , en la que en el taladro (40) está dispuesto, además, un sensor de presión (8) para la detección de una modificación de la presión de un medio en el taladro.

7. Bicicleta eléctrica de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de control (4) está diseñada para activar el accionamiento eléctrico (3) , de tal manera que el accionamiento eléctrico (3)

acondiciona una fuerza de accionamiento, de manera que independientemente de una activación del pedal a través del conductor, está presente siempre una fuerza de accionamiento total constante predeterminada, o porque el accionamiento eléctrico acondiciona una fuerza de accionamiento, que corresponde siempre a una porción porcentual predeterminada de una fuerza de accionamiento aplicada por el conductor.