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Die Erfindung bezieht sich auf einen Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad mit zwei über eine Tret- kurbelwelle drehfest miteinander verbundenen Tretkurbeln, mit einem auf einem Lageransatz einer der beiden Tretkurbeln anschlagbegrenzt drehbar gelagerten Kettenrad und mit einer in Umfangs- richtung verlaufenden Druckfeder zwischen dieser Tretkurbel und dem ein Widerlager für die Druckfeder tragenden Kettenrad.
Um eine vorteilhafte Drehmomentverteilung über eine Umdrehung eines Tretkurbelantriebes für ein Fahrrad zu erreichen, ist es bekannt (EP 0 546 004 B1), das Kettenrad auf einem axialen Lageransatz einer Tretkurbel drehbar zu lagern und über eine Druckfeder an dieser Tretkurbel abzustützen, so dass die Druckfeder beim Abwärtstreten über die dem Kettenrad vorauseilende Tretkurbel gespannt wird und sich im Totpunktbereich des Tretkurbelantriebes unter einer entspre- chenden Drehmomentübertragung auf das Kettenrad entspannt. Da mit zunehmender Belastung der Druckfeder auch das von einem Radfahrer aufzubringende, ein Rückdrehen der Tretkurbel im Totpunktbereich verhindernde Stützmoment grösser wird, kann es bei der Entspannung der Druck- feder im Totpunktbereich zu einer deutlichen Verzögerung der Tretkurbelbewegung kommen.
Damit sich die Druckfeder zur Kraftübertragung zwischen Tretkurbel und Kettenrad nicht aufgrund eines fehlenden Stützmomentes durch den Radfahrer schlagartig entlasten kann, wird die Ent- spannung der Kraftübertragungsfeder durch eine Dämpfungsfeder verzögert, so dass ausreichend starke Druckfedern zum Einsatz kommen können, ohne eine Beeinträchtigung des gleichmässigen Drehantriebes befürchten zu müssen. Nachteilig bei diesen bekannten Tretkurbelantrieben ist allerdings, dass sich durch die zusätzliche Dämpfungsfeder nicht nur der Konstruktionsaufwand vergrössert, sondern auch das Gewicht vermehrt wird.
Darüber hinaus ist es bekannt (FR 2 409 183 A1 ), die Tretkurbel über die Tretkurbelwelle zu einem zweiarmigen Hebel zu verlängern, der über zwei einander bezüglich der Tretkurbelwelle diametral gegenüberliegende Zugfedern mit einem auf der Tretkurbelwelle drehbar gelagerten Kettenrad antriebsverbunden ist. Da die Zugfedern die auftretenden Kräfte innerhalb eines zulässi- gen Drehwinkels zwischen der Tretkurbel und dem Kettenrad nicht aufnehmen können, ist auf dem Kettenrad ein die Tretkurbel umfassender Bügel vorgesehen, der über Einstellschrauben einerseits eine Einstellung der Federvorspannung und anderseits des Drehwinkels erlaubt. Mit dem zusätzli- chen Bügel ergibt sich ein vergrösserter Konstruktionsaufwand, der mit einem Zusatzgewicht ver- bunden ist.
Ausserdem können wegen der Zugfedern nur vergleichsweise geringe Kräfte für eine gleichmässigere Drehmomentverteilung über eine Umdrehung des Tretkurbelantriebes gespeichert werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad der eingangs geschilderten Art mit einfachen konstruktiven Mitteln so auszugestalten, dass die Vorteile einer auf Druck beanspruchbaren Kraftübertragungsfeder zwischen der Tretkurbel und dem auf der Tretkurbel drehbar gelagerten Kettenrad für eine gleichmässigere Drehmomentverteilung über einen Tretkurbelumlauf ohne Einsatz zusätzlicher Dämpfungsfedern genützt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die das Kettenrad tragende Tretkurbel mit einem gegen das Kettenrad vorstehenden Ansatz in eine Ausnehmung des Kettenrades ein- greift, die in beiden Umfangsrichtungen Drehanschläge für diese Tretkurbel bildet.
Da aufgrund dieser Massnahme die mögliche Verdrehung der Tretkurbel gegenüber dem Ket- tenrad durch Anschläge begrenzt wird, wird auch der Federweg der Druckfeder während ihrer Entspannung begrenzt, was bei einer entsprechenden Winkelabstimmung dazu führt, dass sich die Druckfeder in einem Drehwinkelbereich der Tretkurbel entspannt, in dem vom Radfahrer noch ein ausreichendes Stützmoment aufgebracht werden kann, um eine spürbare Verzögerung der Tret- kurbelbewegung zu vermeiden. Die Entspannung der Druckfeder endet somit, bevor ein Rück- schlagen des Tretkurbelantriebes befürchtet werden muss. Die Begrenzung des zulässigen Dreh- winkels des Kettenrades gegenüber der Tretkurbel bringt nicht nur den angestrebten gleichmässi- gen Drehantrieb mit sich, sondern bietet auch die Möglichkeit, solche Tretkurbelantriebe mit Rück- trittbremsen einzusetzen.
Ausserdem erlaubt die anschlagbegrenzte, federbelastete Ausgangsstel- lung des Kettenrades gegenüber der Tretkurbel eine einfache Einstellung der Vorspannung der Druckfeder. Die konstruktive Lösung der gegenseitigen Drehbegrenzung von Kettenrad und Tret- kurbel bedarf keines besonderen zusätzlichen Aufwandes, weil an der Tretkurbel lediglich ein gegen das Kettenrad vorstehender Ansatz und am Kettenrad eine Ausnehmung vorzusehen sind, in die der Ansatz mit Spiel in Umfangsrichtung eingreift. Dieses Spiel bestimmt den möglichen
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Drehwinkel zwischen Kettenrad und Tretkurbel, der 10 nicht übersteigen soll und vorzugsweise zwischen 7 und 9 liegen wird.
Die seitlich neben dem Kettenrad angeordnete, in Umfangsrichtung verlaufende Druckfeder, die ihr kettenradseitiges Widerlager vorzugsweise in einem auf das Kettenrad aufschraubbaren Haltebügel findet, bedingt ein Kippmoment auf das Kettenrad um eine quer zu seiner Drehachse verlaufende Achse. Um diese Kippmomente, die insbesondere beim Bergauffahren vergleichswei- se gross werden können, vorteilhaft abtragen zu können, kann das Kettenrad auf dem Lageransatz der Tretkurbel mit Hilfe zweier Nadellager gelagert werden, die kegelförmige Laufringe aufweisen und mit sich gegensinnig öffnenden Kegelwinkeln eingebaut sind.
Aufgrund der kegelförmigen Laufringe können sowohl radiale als auch axiale Kettenradbelastungen aufgenommen werden, und zwar trotz des geringen Platzangebotes zwischen dem Lageransatz der Tretkurbel und der Nabe des Kettenrades, was nur aufgrund des Einsatzes von Wälzkörpern in Form von Nadeln möglich wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemässen Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad in einer vereinfachten Sei- tenansicht,
Fig. 2 das Kettenrad mit der zugehörigen, von der Tretkurbelwelle abgenommenen Tretkurbel in einer Ansicht auf die Innenseite und
Fig. 3 einen Axialschnitt durch das auf der Tretkurbel gelagerte Kettenrad ausschnittsweise im
Bereich seiner Lagerung in einem grösseren Massstab.
Der Tretkurbelantrieb gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht im wesentlichen aus einer in einem Lager eines Fahrradrahmens drehbar gehaltenen Tretkurbelwelle 1, die zwei in üblicher Weise mit Pedalen versehene Tretkurbeln 2 trägt, und einem Kettenrad 3, auf dem we- nigstens ein Zahnkranz 4 befestigt ist. Das Kettenrad 3 ist jedoch nicht in herkömmlicher Art dreh- fest mit der Tretkurbelwelle 1 verbunden, sondern drehbar auf einem Lageransatz 5 der einen Tretkurbel 2 drehbar gelagert. Diese Kettenradlagerung erfolgt über zwei Nadellager 6 und 7 mit kegelförmigen Laufringen 8 und 9. Wie der Fig. 3 entnommen werden kann, sind diese Nadellager 6 und 7 so eingebaut, dass sich die Kegelwinkel der Laufringe 8 und 9 gegensinnig öffnen.
Wäh- rend sich die äusseren Laufringe 9 der beiden Nadellager 6 und 7 an entsprechend kegelförmigen Schultern der Nabe 10 des Kettenrades 3 abstützen, liegt der Innenring 8 des Nadellagers 6 an einer kegelförmigen Anschlagfläche der Kettenradnabe 10 an. Über den Innenring 8 des Nadella- gers 7 werden die beiden Nadellager 6 und 7 spielfrei verspannt, und zwar mit Hilfe einer Kegel- mutter 11, die auf den axialen Ansatz 5 der Tretkurbel 2 aufgeschraubt wird. Durch diese Mass- nahme wird das Kettenrad 10 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung spielfrei auf der Tret- kurbel 2 abgestützt.
Zur Kraftübertragung zwischen der Tretkurbel 2 und dem auf dieser Tretkurbel 2 gelagerten Kettenrad 3 dient eine Druckfeder 12, die sich einerseits an einem Stützansatz 13 der Tretkurbel 2 und anderseits an einem Widerlager 14 abstützt, das von einem Halterungsbügel 15 gebildet wird.
Dieser Halterungsbügel 15 wird gemäss der Fig. 1 zusammen mit dem Zahnkranz 4 am Kettenrad 3 festgeschraubt.
Die Tretkurbel 2 weist einen gegen das Kettenrad 3 vorstehenden Ansatz 16 auf, der in eine Ausnehmung 17 des Kettenrades 3 eingreift. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, wird der Ansatz 16 der Tretkurbel 2 in der Ausnehmung 17 mit Spiel in Umfangsrichtung gehalten, so dass die radialen Begrenzungen der Ausnehmung 17 Drehanschläge 18 und 19 für die Tretkurbel 2 in beiden Um- fangsrichtungen ergeben. Die Tretkurbel 2 wird somit über die Druckfeder 12 entgegen der Dreh- richtung 20 für die Vorwärtsfahrt gegen den Drehanschlag 18 gedrückt. Gegenüber diesem Dreh- anschlag 18 lässt sich somit auch die Vorspannung der Druckfeder 12 über einen Stelltrieb 21 einstellen.
Wird die Druckfeder 12 über die dem Kettenrad 3 im Drehsinn 20 voreilenden Tretkurbeln 2 gespannt, so wird sie sich beim Nachlassen der Tretkurbelbelastungen im Totpunktbereich des Tretkurbelantriebes mit der Wirkung entspannen, dass die dann frei werdende Federkraft zum Antrieb des Kettenrades 3 genützt wird, wenn der Radfahrer über die Tretkurbeln 2 ein ausrei- chendes Stützmoment aufbringen kann. Dies wird durch die Drehbegrenzung der Tretkurbeln 2 gegenüber dem Kettenrad 3 sichergestellt, weil die mit der Entspannung der Druckfeder 12 ver- bundene voreilende Bewegung des Kettenrades 3 gegenüber den Tretkurbeln 2 durch den Dreh-
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anschlag 18 begrenzt wird, bevor das durch den Radfahrer aufgebrachte Stützmoment eine den gleichmässigen Tritt beeinträchtigende Verzögerung des Tretkurbelantriebes zulässt.
Dies bedeutet, dass die Druckfeder 12 nicht beliebig zusammengedrückt werden darf, was durch den Drehan- schlag 19 sichergestellt wird. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, darf der Drehwinkel der Tretkurbel 2 zwischen den Drehanschlägen 18 und 19 nicht grösser als 10 sein, damit die angestrebte gleich- förmige Drehung des Tretkurbelantriebes ohne Einsatz einer die Entspannung der Druckfeder 12 verzögernden Dämpfungsfeder gewährleistet werden kann.
Da beim Spannen der Druckfeder 12 auf das Kettenrad 3 wegen des einseitigen Kraftangriffes durch die Druckfeder 12 ein erhebliches Kippmoment ausgeübt werden kann, muss für eine entsprechende Abstützung des Kettenrades 3 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung gesorgt werden, was durch die gewählte Lagerung mit Hilfe der Nadellager 6 und 7 mit kegelförmigen Laufringen 8 und 9 ohne besonderen Konstruk- tionsaufwand erreicht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad mit zwei über eine Tretkurbelwelle drehfest miteinander verbundenen Tretkurbeln, mit einem auf einem Lageransatz einer der beiden Tretkurbeln anschlagbegrenzt drehbar gelagerten Kettenrad und mit einer in Umfangsrichtung verlau- fenden Druckfeder zwischen dieser Tretkurbel und dem ein Widerlager für die Druckfeder tragenden Kettenrad, dadurch gekennzeichnet, dass die das Kettenrad (3) tragende Tret- kurbel (2) mit einem gegen das Kettenrad (3) vorstehenden Ansatz (16) in eine Ausneh- mung (17) des Kettenrades (3) eingreift, die in beiden Umfangsrichtungen Drehanschläge (18, 19) für diese Tretkurbel (2) bildet.