CH656589A5

CH656589A5 - CRANKSET DRIVE DEVICE ON A BICYCLE.

Info

Publication number: CH656589A5
Application number: CH7145/81A
Authority: CH
Inventors: Walter Zumstein; Jakob Jentschmann
Original assignee: Jentschmann Jakob Fa
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1981-11-09
Publication date: 1986-07-15
Also published as: AT390934B; IT8224129A0; DE3241142A1; NL8204339A; IT1154531B; ATA406382A

Description

Die Erfindung betrifft eine Tretkurbel-Antriebsvorrich-tung an einem Fahrrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen vereinfachten, nicht störungsanfälligen Tretkurbelantrieb der gattungsgemässen Art zu schaffen, welcher die Tretkraft besser ausnützt und durch den Wegfall der bei gebräuchlichen Fahrrädern zu überwindenden Totpunktlagen beim Treten ein angenehmeres und weniger Kraft raubendes Fahren ermöglicht. The invention relates to a pedal crank drive device on a bicycle according to the preamble of claim 1. The invention has for its object to provide a simplified, non-susceptible pedal crank drive of the generic type, which makes better use of the pedaling force and by eliminating the usual bicycles to overcome dead center positions when pedaling a more comfortable and less power consuming driving.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des abhängigen Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9. According to the invention this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of dependent claim 1. Further advantageous embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiments and the dependent patent claims 2 to 9.

In der Zeichnung zeigen: The drawing shows:

Fig; 1 eine perspektivische Ansicht, bei welcher der besseren Übersicht wegen der Antrieb nur auf einer Seite des Fahrrades gezeigt ist, in einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Seitenansicht des Fahrrades von der anderen Seite mit linearem Führungskörper, den Winkelhebel in einer Variante, Fig; 1 is a perspective view, in which a better overview is shown because of the drive only on one side of the bicycle, in a first embodiment, FIG. 2 shows a side view of the bicycle from the other side with a linear guide body, the angle lever in a variant,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Antriebes nach Fig. 1 allein in grösserem Massstab, 3 is a side view of the drive of FIG. 1 alone on a larger scale,

Fig. 4 eine ebensolche, den Winkelhebel verstellt, die obere Pedale in den Totpunkt überwindender Stellung, während die untere Pedale noch die Totpunktstellung einnimmt, 4 shows the same, the angle lever is adjusted, the upper pedals in the dead center overcoming position, while the lower pedals are still in the dead center position,

Fig. 5 einen Querschnitt im Sinne der Linie V—V in Fig. 4, 5 shows a cross section along the line V - V in FIG. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht des linearen Führungskörpers gegen den Führungsschlitz, in kleinerem Massstab, 6 is a side view of the linear guide body against the guide slot, on a smaller scale,

Fig. 7 einen Querschnitt im Sinne der Fig. 5, den linearen Führungskörper mit der Sattelrohrstange integriert, in einem besonders für Renn-Fahrräder geeigneten zweiten Ausführungsbeispiel, 7 shows a cross section in the sense of FIG. 5, the linear guide body integrated with the seat tube rod, in a second exemplary embodiment particularly suitable for racing bicycles,

Fig. 8 eine Ansicht gegen die Führungsrinne im Führungskörper, in kleinerem Massstab, 8 is a view against the guide trough in the guide body, on a smaller scale,

Fig. 9 eine Variante der Gelenkverbindung des Winkelhebels mit dem Gleitstück im Führungskörper, 9 shows a variant of the articulated connection of the angle lever with the slider in the guide body,

Fig. 10 eine Seitenansicht dazu und Fig. 11 einen Querschnitt nach der Linie XI—XI in Fig. 9 in grösserem Massstab. 10 shows a side view of this and FIG. 11 shows a cross section along the line XI-XI in FIG. 9 on a larger scale.

Die Antriebsvorrichtung weist auf jeder Seite des Fahrrades einen Winkelhebel 1 mit zwei zueinander verschieden langen Armen 1', 1" auf, an welch letzteren die konventionellen Tretkurbeln 13 durch Drehzapfen am Kettenrad 10 angelenkt sind. Am kurzen Arm Y eines jeden Winkelhebels 1 ist ein Pedal 6 drehbar angeordnet. The drive device has on each side of the bicycle an angle lever 1 with two arms 1 ′, 1 ″ of different lengths, to which the conventional pedal cranks 13 are pivoted on the chain wheel 10. The short arm Y of each angle lever 1 is a pedal 6 rotatably arranged.

Mittels Rohrschellen 15 ist am Sattelrohr 5' des Fahrradrahmens 5 ein in dessen Richtung verlaufender, durch eine Führungsschiene gebildeter Leitkörper 16 festgelegt. Die Führungsschiene 16 besteht aus zwei U-förmigen Profilen 16' (Fig. 5), welche an einem Tragglied 17 fixiert sind. Je ein Tragglied 17 ist mit einem halbkreisförmigen Rohrschellenteil 15', welcher das Sattelrohr 5' teilweise umgreift, starr verbunden. Ein anderer Rohrschellenteil 15" umgreift das Sattelrohr 5' teilweise von der anderen Seite. Die beiden Rohrschellenteile 15', 15" sind durch Schrauben 18', welche Flanschen 18 an ersteren durchsetzen, auf dem Sattelrohr 5' festgeklemmt. Die Schienenstücke 16', 16" besitzen nach innen gerichtete Schenkel 19 (Fig. 5), welche den als Gleitbahn dienenden Innenraum 20 in der Führungsschiene teilweise überdecken und einen Führungsschlitz 21, der sich über die Länge der Führungsschiene 16 erstreckt, begrenzen. In jedem Innenraum 20 lagert eine Rolle 22 oder sonst ein Gleitstück. Jede Rollenachse 23 führt durch den zugehörigen Führungsschlitz 21 nach aussen zum Winkelhebel 1. Jeder Winkelhebel 1 ist durch eine Achse 23 mit der zugehörigen Rolle 22 drehbar verbunden. Der Drehzapfen 7 des Winkelhebels A pipe body 15, which is formed in the direction of the guide body 16 and is formed by a guide rail, is fixed on the seat tube 5 'of the bicycle frame 5 by means of pipe clamps 15. The guide rail 16 consists of two U-shaped profiles 16 '(Fig. 5) which are fixed to a support member 17. Each support member 17 is rigidly connected to a semicircular pipe clamp part 15 ', which partially surrounds the seat tube 5'. Another pipe clamp part 15 "partially engages around the seat tube 5 'from the other side. The two pipe clamp parts 15', 15" are clamped onto the seat tube 5 'by screws 18' which pass through flanges 18 on the former. The rail pieces 16 ', 16 "have inwardly directed legs 19 (FIG. 5) which partially cover the interior 20 serving as a slideway in the guide rail and delimit a guide slot 21 which extends over the length of the guide rail 16. In each Interior space 20 supports a roller 22 or some other sliding piece, each roller axis 23 leads outward through the associated guide slot 21 to the angle lever 1. Each angle lever 1 is rotatably connected to the associated roller 22 by an axis 23. The pivot pin 7 of the angle lever

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

656 589 656 589

1 liegt im durch Verbreiterung verstärkten Scheitel des Winkelhebels 1. 1 lies in the apex of the angle lever 1, which is reinforced by widening.

Aus der Vereinigung der Antriebsteile 1,10,13,16,22 resultiert eine zunehmende, veränderliche Lage der Tretkurbeln 13 und eine elliptische Drehbewegung im Sinne der strichpunktierten Linien 10' seitens der Pedale 6 um die Antriebsachse 8 vom Kettenrad 10, was eine bedeutend höhere Kraftausnützung und bessere Überwindung der Totpunktlage bewirkt. Da die Pedale 6 jeweils dem im oberen Totpunkt stehenden Drehzapfen 7 um die Länge des kurzen Armes 1' des Winkelhebels 1 vorausläuft, treten die Totpunktlagen beim Fahren nicht in Erscheinung, was ein effektives und leichteres Durchtreten mit sich bringt. The combination of the drive parts 1, 10, 13, 16, 22 results in an increasing, variable position of the pedal cranks 13 and an elliptical rotary movement in the sense of the dash-dotted lines 10 'on the part of the pedals 6 about the drive axis 8 of the chain wheel 10, which is a significantly higher one Use of force and better overcoming the dead center position. Since the pedals 6 in each case precede the pivot 7 standing at top dead center by the length of the short arm 1 'of the bell crank 1, the dead center positions do not appear when driving, which results in an effective and easier passage.

Nach Fig. 7 und 8 ist das Sattelrohr 5' durch nach innen gerichtete Verformungen der Rohrwandung zugleich als Leitkörper bzw. als Führungsschiene 16 ausgebildet. Die als Gleitbahnen dienenden Innenräume 20 sind durch die Führungsschlitze 21 von aussen her zugänglich. Im Innenraum 20 einer jeden Führungsschiene 16 befindet sich eine im Sattelrohr 5' auf- und abbewegliche, mit einem gestrichelt gezeichneten Kugellager 22' ausgerüstete Rolle 22. Durch die Führungsschlitze 21 sind die Achsbolzen 23 der Rollen 22 geführt, welche sich endseitig an dem zugekehrten längeren Arm 1" eines jeden Winkelhebels 1 befinden. According to FIGS. 7 and 8, the seat tube 5 'is simultaneously formed as a guide body or as a guide rail 16 by inward deformations of the tube wall. The interior spaces 20 serving as slideways are accessible from the outside through the guide slots 21. In the interior 20 of each guide rail 16 there is a roller 22 which can be moved up and down in the seat tube 5 'and is equipped with a ball bearing 22' shown in dashed lines. Through the guide slots 21, the axle bolts 23 of the rollers 22 are guided, which are located at the end of the longer one facing them Arm 1 "of each angle lever 1 are located.

Nach der Variante gemäss Fig. 9 bis 11 kann der seitlich abgeknickte Winkelhebel 1 am Endteil noch einen Längsschlitz 24 aufweisen, durch welchen der abgestufte Achsbolzen 23 führt. Der längere Arm 1" eines jeden Winkelhebels 1 ist im Bereich des Längsschlitzes 24 U-förmig, und die auf den Achsbolzen 23 aufgeschraubte Haltemutter 25 (Fig. 11) liegt versenkt zwischen den Flanschen 19'. Die Längsschlitze 24 ermöglichen auf ihren Längsbereichen das Einstellen der Höhe der Achsbolzen 23 am längeren Arm 1" des Winkelhe-bels 1, und gestatten eine gewisse Anpassung an die Struktur des Fahrradrahmens 5. According to the variant according to FIGS. 9 to 11, the laterally bent angle lever 1 can also have a longitudinal slot 24 at the end part through which the stepped axle pin 23 leads. The longer arm 1 ″ of each angle lever 1 is U-shaped in the region of the longitudinal slot 24, and the retaining nut 25 (FIG. 11) screwed onto the axle bolt 23 lies sunk between the flanges 19 ′. The longitudinal slots 24 allow adjustment on their longitudinal regions the height of the axle bolts 23 on the longer arm 1 "of the angle lever 1, and allow a certain adaptation to the structure of the bicycle frame 5.

Die Führungsschiene 16 (Fig. 1,2,3,4, 5, 6) lässt sich längs des Sattelrohres 5' auf und ab verstellen. Der Fahrradrahmen 5 ist zweckmässig gegenüber konventionellen Ausführungen um ca. 6 —8 cm länger konstruiert, so dass beim Treten der Pedale das Anschlagen der Füsse resp. der Schuh-5 spitzen am Vorderrad vermieden wird. Die Führungsschiene 16 lässt sich ohne Schwierigkeiten an neuen und im Gebrauch befindlichen Fahrrädern leicht anbringen. Die Montage der Winkelhebel 1 an den Drehzapfen 7 in den Tretkurbeln 13 bereitet ebenfalls keinerelei Mühe und konstruktive io Änderungen des Fahrradrahmens sind nicht erforderlich. The guide rail 16 (Fig. 1,2,3,4, 5, 6) can be adjusted up and down along the seat tube 5 '. The bicycle frame 5 is expediently designed to be about 6-8 cm longer than conventional designs, so that when the pedals are pressed, the feet or feet are struck. the shoe-5 pointed on the front wheel is avoided. The guide rail 16 can be easily attached to new and used bicycles. The assembly of the angle lever 1 on the pivot pin 7 in the pedal cranks 13 is also no trouble and constructive changes to the bicycle frame are not required.

Der Winkelhebel 1, welcher einstückig ist, kann aus irgend einem geeigneten Werkstoff von hoher Festigkeit hergestellt sein; besonders wichtig ist die durch Verbreiterung in dessen Schenkel herbeigeführte Verstärkung. Der Winkel 15 zwischen dem kurzen 1' und dem langen Arm 1" des Winkelhebels 1 beträgt an der Fahrrichtungsseite ca. 60 bis 75°. The angle lever 1, which is in one piece, can be made of any suitable material of high strength; the reinforcement brought about by widening in its thigh is particularly important. The angle 15 between the short 1 'and the long arm 1 "of the angle lever 1 is about 60 to 75 ° on the direction of travel.

Die Anordnung der Führungsschiene 16 am Sattelrohr 5' vermeidet seitlich abstehende, der Beschädigungsgefahr ausgesetzte Teile und die Behinderung des Fahrradbenützers. 20 Die Wirksamkeit wird auch zufolge verminderter Reibung verbessert. Von Bedeutung ist ferner, dass die Führungsschiene 16 als vorgefertigtes Element lösbar an Fahrrädern verschiedener Grösse anpassbar montiert werden kann. Die beschriebene Vorrichtung ist auch für Damen-Fahrräder ge-25 eignet. Die Montage der erfindungsgemässen Vorrichtung erfordert kein handwerkliches Geschick und lässt sich von jedem durchschnittlich begabten Fahrradbenützer vornehmen. Von Belang ist besonders die Verstellbarkeit der Führungsschiene am Sattelrohr, und damit die einstellbare Ver-30 bindung des Armes 1" am Gleitstück resp. der Rolle 22, was grössere Sortiments bei Fabrikanten und Verkaufsstellen erübrigt. The arrangement of the guide rail 16 on the seat tube 5 'avoids parts which protrude laterally and are exposed to the risk of damage and prevents the bicycle user from being obstructed. 20 The effectiveness is also improved due to reduced friction. It is also important that the guide rail 16 as a prefabricated element can be detachably fitted to bicycles of various sizes. The device described is also suitable for ladies' bicycles. The assembly of the device according to the invention does not require any manual skill and can be carried out by any average gifted bicycle user. Of particular importance is the adjustability of the guide rail on the seat tube, and thus the adjustable connection of the arm 1 "on the slider or the roller 22, which eliminates the need for larger ranges at manufacturers and sales outlets.

Im Handel sind auch Fahrradrahmen, welche aus einem flach gepressten Stück bestehen. Diese besitzen auch einen 35 Teil, auf welchem der Sattel sitzt und dem Sattelrohr 5' äquivalent ist. Bicycle frames, which consist of a flat pressed piece, are also on the market. These also have a 35 part, on which the saddle sits and is equivalent to the saddle tube 5 '.

45 45

50 50

55 55

60 60

S S

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

656 589 PATENT CLAIMS

1. Pedal crank drive device on a bicycle with a lever mechanism articulated on the bicycle frame, which is in working connection with the pedal cranks, the upper pedal being brought forward relative to the lower pedal when turning in the dead center areas, characterized in that on the end parts of the pedal cranks ( 13) an angle lever (1) with two arms (1 ', 1 ") of different lengths, which are at an acute angle to one another in the direction of travel, is pivotably arranged, each shorter arm (1') carrying a pedal (6) , while each longer arm (1 ") is articulated to a slide (22) which is movably guided on a guide body (16) fixed to the bicycle frame (5), so that the pedals (6 ) each run ahead of the pivot (7) standing at top dead center by the length of the short arm (1 ') and cause easy passage.

2. Device according to claim 1, characterized in that the guide body (16) is a linear guide rail in which slides (22) are slidably mounted, which are articulated on the longer arms (1 ").

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the sliders (22) are rollers which are mounted on supporting bolts (23) which are guided in slots (21) in the guide rail (16).

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the guide body (16) is arranged adjustable on the seat tube (5 ') of the bicycle frame (5).

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the angle lever (1) has a reinforced apex and in the latter the pivot (7) for articulated connection with the associated pedal crank (13).

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the short arm (1 ') and the long arm (1 ") of the angle lever on the direction of travel are at an acute angle of about 70 ° to each other.

7. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a seat tube (5 ') of the bicycle frame (5) is formed by deformation as a guide rail (16) (Fig. 7 and 8).

8. The device according to claim 7, characterized in that the deformations forming the guide rail are located on the seat tube wall and are directed inwards.

9. The device according to claims 1 and 2, characterized in that each axle bolt (23), which connects the longer arm (1 ") of the angle lever (1) with the associated slide (22) in an articulated manner, is arranged adjustably in longitudinal slots (24) is (Figs. 9 to 11).

Pedal crank drives on bicycles have become known in various designs, the purpose of which is to improve the efficiency by better overcoming the dead center positions and thus to reduce the effort. For example, it was proposed to deviate from the roundness of the chain wheels, or to extend the cranks in a certain position by mechanical action. Despite apparently relatively simple and convincing designs, such designs have so far not been successful in practice.