AT407371B - Tretkurbelantrieb für ein fahrrad - Google Patents

Description

AT 407 371 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad mit zwei über eine Kurbelwelle drehfest miteinander verbundenen Tretkurbeln, die je aus zwei gegeneinander begrenzt verschwenkbaren Abschnitten bestehen, von denen der äußere, bezüglich einer Strecklage der Tretkurbelabschnitte entgegen der Tretrichtung geneigte Abschnitt gegenüber dem inneren Abschnitt in Tretrichtung federnd abgestützt ist.

Da bei einem Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad die günstigste Hebelwirkung für die Tretkurbeln in einer um 90° gegenüber Ihrer Totpunktstellung gedrehten Lage erreicht wird, die auf die Tretkurbeln ausübbare Beinkraft aber erst vor der Strecklage des Beines ein Maximum erreicht, kann die größte Beinkraft durch die dann ungünstigere Hebelwirkung nur ungenügend umgesetzt werden. Um diesen Nachteil teilweise ausgleichen zu können, ist es bekannt (DE 34 25 342 A1, DE 84 87 822 U1), die Tretkurbeln in zwei Abschnitte gelenkig zu unterteilen, von denen der äußere Abschnitt gegenüber einer Strecklage bezüglich des inneren Abschnittes entgegen der Tretrichtung geneigt verläuft und mittels einer Feder am inneren Tretkurbelabschnitt abgestützt ist, so daß im Bereich der größten Beinkraft der äußere Tretkurbelabschnitt entgegen der Kraft der Abstützfeder in Tretrichtung gegenüber dem inneren Tretkurbelabschnitt verschwenkt wird und folglich eine größere Hebellänge zur Kraftübertragung zur Verfügung steht. Bei der Entlastung der Tretkurbeln während des Leerhubes wird der äußere Tretkurbelabschnitt durch die sich entspannende Abstützfeder wieder in die Ausgangslage zurückgeschwenkt, was eine entsprechende Verkürzung des wirksamen Tretkurbelradius mit sich bringt. Da diese von der eingesetzten Beinkraft abhängige Tretkurbelverlängerung bei einer an die maximale Beinkraft angepaßten Abstützfeder zwischen den Tretkurbelabschnitten auf einen vergleichsweise kleinen Drehwinkelbereich vor der unteren Totpunktlage des Tretkurbelantriebes beschränkt ist, während im Bereich der übrigen Kurbelumdrehung der kürzere Tretkurbelradius wirksam wird, wird der Bewegungsablauf für den Radfahrer im wesentlichen vom kürzeren Tretkurbelradius bestimmt. Die bei einer Kurbelumdrehung nur bereichsweise auftretende Tretkurbelverlängerung unterstützt allerdings die Kraftübertragung, so daß der Radfahrer insbesondere beim Bergauffahren eine Erleichterung gegenüber herkömmlichen Tretkurbelantrieben mit ungeteilten Tretkurbeln empfindet. Nachteilig bei diesen bekannten Tretkurbelantrieben ist allerdings, daß sich bei einer entsprechenden Auslegung der Abstützfedern diese bei einer Entlastung der Tretkurbeln während des Durchganges des Tretkurbelantriebes durch die untere Totpunktlage rasch entspannen, was vom Radfahrer als ein die gleichmäßige Drehung behindernder Rückschlag der Tretkurbeln wahrgenommen wird.

Die gleichen Nachteile treten auf, wenn zur Vereinfachung der Konstruktion die Tretkurbel aus zwei voneinander getrennten Abschnitten besteht, wobei das Gelenk zwischen den Tretkurbelabschnitten durch eine Blattfeder gebildet wird (FR 2 756 249 A1). Daran ändert sich auch nichts, wenn bei einer anderen bekannten Tretkurbelkonstruktion (FR 878 241 A) die Strecklage einer aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Abschnitten bestehenden Tretkurbel durch einen elastischen Anschlag gesichert wird, um den Anschlagstoß des federnd in die Strecklage gedrückten äußeren Tretkurbelabschnittes zu dämpfen, wenn dieser Tretkurbelabschnitt nach einem die wirksame Tretkurbellänge verringernden Ausschwenken aus der Strecklage durch die Feder zwischen den beiden Tretkurbelabschnitten wieder in die Strecklage zurückgeschwenkt wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß die Verlängerung des wirksamen Kurbelradius im Drehwinkelbereich vor der unteren Totpunktlage des Tretkurbelantriebes vorteilhaft ausgenützt werden kann, ohne ein "Rückschlägen" der äußeren Tretkurbelabschnitte während des Durchganges durch die untere Totpunktlage befürchten zu müssen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt der Tretkurbeln eine vorgespannte, der Abstützfeder des äußeren Abschnittes entgegenwirkende Dämpfungsfeder vorgesehen ist.

Da sich zufolge dieser Maßnahmen die Dämpfungsfeder mit zunehmender Belastung der Abstützfeder beim Verschwenken des äußeren Abschnittes gegenüber dem inneren Tretkurbelabschnitt zunehmend entspannt, kann sich die Abstützfeder bei einer Entlastung der Tretkurbel nur entgegen der Kraft der Dämpfungsfeder entspannen, so daß bei einer geeigneten Abstimmung der Federkräfte aufeinander eine allmähliche Rückdrehung des äußeren Tretkurbelabschnittes in seine Ausgangslage mit der vorteilhaften Wirkung sichergestellt werden kann, daß ein Radfahrer die Kurbeldrehung als gleichmäßig ohne merkliche Verzögerungen oder Beschleunigungen empfindet. 2

AT 407 371 B Über die Vorspannung der Dämpfungsfeder kann das jeweils günstigste Dämpfungsmoment eingestellt werden, und zwar in Abhängigkeit von der Vorspannung der Abstützfeder.

Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Dämpfungsfeder und die Abstützfeder aus zwischen den beiden Abschnitten der Tretkurbeln vorgesehenen Blattfedern bestehen, weil in diesem Fall im Vergleich zu Schraubenfedern Gewicht gespart werden kann. Dies gilt vor allem dann, wenn insbesondere - die als Blattfeder ausgebildete Abstützfeder in an sich bekannter Weise die gelenkige Verbindung zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt der Tretkurbeln bildet. Durch diese Maßnahme erübrigt sich nämlich eine aufwendige Ausbildung eines Drehgelenkes zwischen den beiden Tretkurbelabschnitten.

Eine weitere Konstruktionsvereinfachung ergibt sich dadurch, daß die Abstützfeder mit den beiden Abschnitten der Tretkurbeln einstückig ausgebildet ist, so daß die Federkraft des Tretkurbelwerkstoffes für die gegenseitige, fiederelastische Abstützung der beiden Tretkurbelabschnitte ausgenützt werden kann. Voraussetzung hiefür ist allerdings, daß der Tretkurbelwerkstoff ein ausreichendes elastisches Verhalten zeigt, wie dies bei der Ausbildung der Tretkurbeln aus Federstahl ohne weiteres gegeben ist. Die Federkraft kann durch eine entsprechende Dimensionierung des Verbindungsteiles zwischen den beiden Tretkurbelabschnitten vorgegeben werden.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen die

Fig. 1 bis 4 unterschiedliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Tretkurbelantriebes für ein Fahrrad ausschnittsweise in einer schematischen Seitenansicht auf eine Tretkurbel.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 weist der Tretkurbelantrieb zwei Tretkurbeln I und 2 auf, die miteinander über eine Kurbelwelle 3 drehfest verbunden sind. Diese Kurbelwelle 3 wird mit Hilfe eines Drehlagers 4 in einem aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Fahrradrahmen gelagert und trägt zumindest einen Zahnkranz für die Fahrradkette. Im Gegensatz zu herkömmlichen Tretkurbeln sind die Tretkurbeln 1, 2 in zwei Abschnitte 5 und 6 unterteilt, wobei der äußere, das Lagerauge 7 für ein Pedal bildende Abschnitt 6 gegenüber einer Strecklage bezüglich des inneren Abschnittes 5 entgegen der Tretrichtung 8 zurückgeneigt verläuft. Die gelenkige Unterteilung der Tretkurbeln 1, 2 in die beiden Abschnitte 5 und 6 wird durch ein Scharniergelenk 9 erreicht

Die gegenüber dem Abschnitt 5 entgegen der Tretrichtung 8 versetzte Drehlage des äußeren Abschnittes 6 wird durch eine Abstützfeder 10 festgelegt, die gemäß der Fig. 1 als Schraubenfeder II ausgebildet ist und sich an einen über das Scharniergelenk 9 hinaus verlängerten Ansatz 12 des inneren Tretkurbelabschnittes 5 abstützt. In ähnlicherWeise kann die Schraubenfeder 11 auch zwischen dem inneren Abschnitt und einem über das Schamiergelenk 9 hinaus verlängerten Ansatz 12 des äußeren Abschnittes 6 angeordnet werden, wie dies strichpunktiert angedeutet ist.

Wird nun der äußere Abschnitt 6 der Tretkurbeln 1, 2 durch einen Radfahrer ausreichend hoch belastet, um die Abstützfeder 10 zusammenzudrücken, so wird der äußere Abschnitt 6 der Tretkurbeln 1, 2 entgegen der Kraft der Abstützfeder 11 gegenüber dem inneren Tretkurbelabschnitt 5 in Tretrichtung 8 verschwenkt, wobei sich gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Anschlag durch die Blocklänge der Schraubenfeder 11 ergibt. Mit diesem Verschwenken des äußeren Abschnittes 6 aus der in vollen Linien gezeichneten Grundstellung in die strichliert angedeutete Anschlagstellung verlängert sich der wirksame Radius der Tretkurbeln 1, 2 von Ri auf R2i so daß bei gleicher Kraft aufgrund des sich verlängernden Hebelarmes ein größeres Drehmoment auf die Kurbelwelle 3 ausgeübt werden kann. Beim Durchdrehen der Tretkurbeln 1,2 über den unteren Totpunktbereich des Tretkurbelantriebes wird die jeweilige Tretkurbel 1 bzw. 2 durch den Radfahrer entlastet, so daß sich die Abstützfeder 10 wieder entspannen kann, was zum Rückdrehen des äußeren Tretkurbelabschnittes 6 in die mit vollen Linien gezeichnete Ausgangsstellung bewirkt. Der Leerhub und der daran anschließende Arbeitshub können daher bis zur Einfederung der Abstützfeder 10 vorteilhaft mit dem kleineren Kurbelradius Ri durchgeführt werden.

Die Entlastung der Tretkurbeln 1 und 2 im unteren Totpunktbereich des Tretkurbelantriebes bringt jedoch die Gefahr mit sich, daß wegen des Fehlens eines entsprechenden Stützmomentes die sich ungehindert entspannende Abstützfeder 11 zu einem schlagartigen Rückdrehen des äußeren Abschnittes 6 der Tretkurbeln führt, was einer gleichmäßigen Tretkurbeldrehung durch den Radfahrer entgegensteht. Aus diesem Grunde ist zwischen dem äußeren Abschnitt 6 und dem inneren Abschnitt 5 der Tretkurbeln 1 und 2 eine Dämpfungsfeder 13 vorgesehen, die vorgespannt 3

Claims (4)

1. AT 407 371 B ist und der Abstützfeder 10 entgegenwirkt. Diese gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ebenfalls als Schraubenfeder ausgebildete Dämpfungsfeder 13 wird bei einer Belastung der Abstützfeder 10 entlastet, so daß zum Rückdrehen des äußeren Abschnittes 6 der Tretkurbeln 1, 2 die Dämpfungsfeder 13 über die sich entspannende Abstützfeder 10 wieder gespannt werden muß. Die damit verbundene Dämpfung der Rückdrehung des äußeren Tretkurbelabschnittes 6 erlaubt eine Vergleichmäßigung der Tretkurbeldrehung, ohne auf den Vorteil einer Verlängerung der wirksamen Hebellänge in einem Drehwinkelbereich vor dem unteren Totpunkt des Tretkurbelantriebes verzichten zu müssen. Zum Unterschied zur Ausbildungsform nach der Fig. 1 sind die Abstützfeder 10 und die Dämpfungsfeder 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 nicht als Schraubenfedern, sondern als Blattfedern 14 bzw. 15 ausgebildet. Trotz der Ausbildung dieser Federn 10, 13 als Blattfedern 14, 15 kann der Drehanschlag zwischen den beiden Abschnitten 5 und 6 der Tretkurbeln 1, 2 durch die als Dämpfungsfeder 13 wirksame Blattfeder 15 erreicht werden, wie dies in der Fig. 2 durch die strichliert gezeichnete Strecklage dieser Blattfeder 15 ersichtlich wird. Die Ausführungsform nach der Fig. 3 geht gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 hinsichtlich der Konstruktionsvereinfachung einen Schritt weiter, weil auf die Ausbildung eines Scharniergelenkes 9 verzichtet wird und die Blattfedern 14 und 15 die gelenkige Verbindung der Abschnitte 5, 6 der Tretkurbeln 1, 2 übernehmen. Gemäß der Konstruktionsvariante nach der Fig. 4 wird auf die Ausbildung der Abstützfeder 10 als gesonderte Blattfeder 14 überhaupt verzichtet und die einstückige Verbindung zwischen den Abschnitten 5 und 6 als Federscharnier ausgebildet, was allerdings den Einsatz eines entsprechend federelastischen Werkstoffes für die Tretkurbeln 1, 2 bedingt. Wegen der einstückig mit den Abschnitten 5 und 6 verbundenen Blattfeder 14 ist nur mehr eine gesonderte Dämpfungsfeder 13 erforderlich, was nicht nur einfachste Konstruktionsverhältnisse schafft, sondern auch eine entsprechende Gewichtsreduzierung mit sich bringt. PATENTANSPRÜCHE: 1. Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad mit zwei über eine Kurbelwelle drehfest miteinander verbundenen Tretkurbeln, die je aus zwei gegeneinander begrenzt verschwenkbaren Abschnitten bestehen, von denen der äußere, bezüglich einer Strecklage der Tretkurbelabschnitte entgegen der Tretrichtung geneigte Abschnitt gegenüber dem inneren Abschnitt in Tretrichtung federnd abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt (5, 6) der Tretkurbeln (1, 2) eine vorgespannte, der Abstützfeder (10) des äußeren Abschnittes (6) entgegenwirkende Dämpfungsfeder (13) vorgesehen ist
2. 2. Tretkurbelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsfeder (13) und die Abstützfeder (10) aus zwischen den beiden Abschnitten (5, 6) der Tretkurbeln (1,2) vorgesehenen Blattfedern (14,15) bestehen.
3. 3. Tretkurbelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die als Blattfeder (14) ausgebildete Abstützfeder (10) in an sich bekannter Weise die gelenkige Verbindung zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt (5, 6) der Tretkurbeln (1, 2) bildet
4. 4. Tretkurbelantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfeder (10) mit den beiden Abschnitten (5, 6) der Tretkurbeln (1,2) einstückig ausgebildet ist. HIEZU 4 BLATT ZEICHNUNGEN 4