DE102008005728A1

DE102008005728A1 - Vorrichtung zur Kraftübertragung, insbesondere bei einem Fahrrad

Info

Publication number: DE102008005728A1
Application number: DE200810005728
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2009-07-30

Abstract

Rahmengeführte Rohrachsen eines Anbausatzes (Fig. 6) werden außerhalb des Wellendrehpunktes (4) des Fahrradtretlagers und der primären Tretlagermimik montiert. Die Rohrachsen nehmen weitere sekundäre (22) Tretkurbeln auf, die auf der Kurbelschleife (16) der primären Tretlagermimik aufliegen. Die Kurbelschleife der primären (10) Tretlagermimik wandelt die sekundären (22) Kurbelarme krafteintretend in eine oszillierende (22) Bewegung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die bereits vorhandene Kurbeln bewegt, und den Leerlauf minimiert, z. B. bei der Kraftübertragung über die Tretlagerkurbeln eines Fahrrades.
Stand der Technik
Im Zuge der allgemeinen Körperertüchtigung wurden muskulaturstärkende Geräte entwickelt, die als Heimtrainer eine weite Verbreitung in den Haushalten fand. Zu diesen Heimtrainern gehört auch Geräte, die allgemein als Stepper bezeichnet werden. Bei Benutzen des Steppers steht man auf fußgerecht ausgestalteten Kurbelarmen, die oszillierend unter Körper-Kraftaufwendung bewegt werden. Dieser Bewegungsablauf wurde auf Fahrradrahmen übertragen.
Die Geräte werden mit der Bezeichnung Straßenstepper straßentauglich benutzt. Im Fahrradhandel findet man dafür u. a. die Bezeichnungen Batavus-Race-Stepper, 3G-Stepper, Bodybuddy der Streetstepper, Brömme Stepper, Tretlager-Wellenantrieb mit Kupplungen usw.
Nachteile des Standes der Technik

– Diese Sonderfahrzeuge und Sondereinrichtungen werden im Handel aufgrund des erheblichen technischen Aufwandes hochpreisig angeboten.
– Das Fahrzeug wird nur als Stepper ohne Variationsmöglichkeiten betrieben.
– Fahrradstepper werde meistens als Großgeräte im Fahrradformat angeboten, die entsprechenden Abstellplatz benötigen.

Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik ist:

– Aufwändige Stepper-Mimiken können aufgrund der Komplexität überwiegend nur durch den Fachhandel montiert werden.
– Überwiegend wird krafteinleitendes Treten gegen die Fahrtrichtung ausgeführt.
– Trittbretter an den Stepperseiten wirken mit der erforderlichen Breite behindernd.
– Der oszillierende Winkel ist nicht verstellbar.
– Fahrradstepper werden überwiegend stehend betrieben.

Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es,

• Den technischen Aufwand so zu gestalten, dass eine erhebliche Kosteneinsparung möglich ist.
• Weitere technisch Möglichkeiten eröffnen, die vorhandene Technik nutzt.
• Eine Vorrichtung zu konstruieren, die Großgeräte nicht unbedingt erfordern.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es,

• Eine einfache Montage zu ermöglichen und zur Montage erforderliche Halterungen zu entwickeln.
• Krafteinleitendes Treten in Fahrtrichtung zu ermöglichen.
• Trittbretter zu ersetzen.
• Den oszillierenden Winkel variabel zu gestalten.
• Eine wünschenswerte sitzende Ruhephase während der Fahrt zu ermöglichen.

Lösung der Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass:

• Ein montierbarer Bausatz zur Anwendung kommt, der kostengünstig hergestellt wird.
• Bei einem Fahrrad eine montierbare Baugruppe als Bausatz rahmengeführte Rohr-Achsen, außerhalb des Wellendrehpunktes der Tretlagerwelle, der Tretkurbeln und der primären Hebelmimik zur Aufnahme von oszillierenden sekundär Kurbelarmen positioniert sind, und weiterer Montagekomponenten im Außen- oder Innenradius der Rohr-Achse aufnehmen. Die Rohr-Achsen Positionierung erfolgt an einem Teil des Fahrradrahmens, durch gesonderte Rahmenführung, welche kraftschlüssig befestigt wird. Wird auf die montierbare Bausatz-Rahmenführung verzichtet, erfolgt die Positionierung der Rohr-Achsen durch direkte Verbindung mit dem Fahrradrahmen, wie kraftschlüssiges Anklemmen oder Schweißen. Die Achsen nehmen einen Endpunkt der Kurbel rahmengeführt drehbar auf. Der gegenüber liegende Endpunkt schwingt begrenzt und dient dem Krafteintritt. Die Kurbelarme liegen haftreibend und winkelschwingend auf der rotierend und kraftübertragend arbeitenden umlaufenden Kurbelschleife der Wellenmimiktangente auf, wie z. B. Kurbel-Zapfen, Exzenter. Die kreisende Bewegung der Wellenmimik wird in eine geführte Oszillierende (hin- und hergehende), Bewegung der Kurbelarme krafteintretend gewandelt. Die Wellenmimik gleitet haftreibend (hin- und hergehend) an den aufliegenden Kurbelarmen.
• Der Bausatz findet als Zusatzanwendung bei einem Fahrrad Verwendung und erübrigt somit den Stepper Sonderbau.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird dadurch gellst, dass:

• Bei einem Fahrrad durch einfache Verschraubung und durch Schraubzwingenklemmung eine der Rahmengeometrie eines Fahrrades angepasste horizontale und vertikale kraftschlüssige Verbindung mit wenigen Handgriffen hergestellt werden kann.
• Durch den beweglich montierbaren Bausatz ist bei entsprechender Positionierung des Krafteintrittes der sekundären Kurbelarme, ein krafteinleitendes Treten in Fahrtrichtung möglich. Werden die sekundären Kurbelarme anders positioniert, ist auch ein Treten gegen die Fahrtrichtung möglich
• Die Trittbretter werden durch platzsparender handelsübliche Pedalen ersetzt.
• Durch Verlängerung oder Verkürzung der primär Kurbelarme wird die Kurbelschleife der aufliegenden sekundär Kurbelarme mit entsprechender Winkelung einstellbar.
• Die oszillierende Krafteinleitung mittels rahmengeführter Mimik in Fahrtrichtung verändert nicht das Sitzverhalten bei einem Fahrrad. Die sekundär oszillierenden Kurbelarme können somit vom Radfahrer sitzend oder stehend genutzt werden.

Zeichnungen, Erläuterung der Begriffe
Im Folgenden werden die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1: Fahrradrahmen und Komponenten, Seitenansicht

1: Unterstreben
2: Stegplatte
3: primär Kurbeln
4: primäre Tretlagerwelle
5: Sattelstreben
6: Oberrohr
7: Unterrohr
8: Sattelrohr
9: Tretlager
10: Kettenblatt und primäre Wirkungslinie der Kurbelschleife
11: Hinterrad
12: Vorderrad
13: Kette und Kettenlinie

2: Fahrradrahmen und Komponenten, Draufsicht, Nr. wie vor

3: Schematische mechanische Ablaufe von primär- und sekundär Kurbeln, Nr. wie vor

14: oberer Totpunkt
15: unterer Totpunkt
16: sekundäre Wirkungslinie
17: Kraftmaximum nach OT (in etwa 70 Grad)
18: ungünstige Wirkungslinie
19: sekundäre Rohr-Kurbelachse mit Außen- und Innenradius
20: Rohr-Innendurchmesser der Achse zur Aufnahme von Komponenten
21: Rahmen der Baugruppe, Baurahmen in Form eines C-Bügels
22: sekundär-Kurbel, oszillierend (auf- und ab bewegend)

4: montierbare bewegliche Baugruppen, Seitenansicht, Nr. wie vor

23: Verbindung der Baugruppe formschlüssig mit dem Unterstreben (1), durch Schraubzwinge (i. V. m. 25)
24: formschlüssige Verbindung mit der Stegplatte (2)

5: Variante zu 4, Nr. wie vor

25: Rahmenschraubzwinge, Klemmung am Unterstreben des Fahrrades, an der Rahmenaußenseite und Rahmeninnenseite verwendbar, auch ohne Baurahmen.
26: verschweißte Rohr-Kurbelachse, ohne Baurahmen

6: montierbare bewegliche Baugruppe, Draufsicht, Nr. wie vor

27: Auflagebolzen für den Übergang vom primär rotierenden Kurbel-Kreislauf zur oszillierenden Kurbel-Bewegung mit Umlenkrolle
28: Krafteintritt
29: Mittelachse
30: Verschraubung

7: Rahmenschraubzwinge i. V. m. Rohrachse und Unterstreben (1), Nr. wie vor, Seitenansicht

8: geschweißte Baugruppe, Seitenansicht. Nr. wie vor

Ausführungsbeispiel
Die nachfolgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter.
Drei Ausführungsbeispiele werden anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.

Erstens: rahmengeführter Bausatz (6)
Zweitens: formschlüssig Rahmenverbindung durch Schraubzwingen (7)
Drittens: am Unterstreben geschweißte Verbindung mit der Rohr-Achse (8)

Zu Erstens: (6)
Eine Stange wird in C-Form zu einem Bügel (21) gebogen.
Beide Enden werden mit einem Rohrstück winkelig zur Mittelachse (29) der C-Form. fest verbunden.
Die Rohrstücke dienen als Rohr-Achse (19).
Eine Rohr-Achse ist erforderlich, um den Außendurchmesser und den Innendurchmesser (20) zur Aufnahme von Komponenten zu nutzen.
Im Bogen des Bügels (21) wird ein geformtes Werkstück zur Verbindung mit der Stegplatte (2) des Fahrrades fest (24) eingefügt.
Die Rohr-Achsen (19) werden mit einem Ende der sekundär Kurbeln (22) beweglich bestückt.
Das gegenüber liegende Ende hat die krafteinleitenden Pedalen (28) aufgenommen. Die Kurbelarme liegen auf der primär Kurbelschleife der primär Kurbeln (3) auf.
Bei Krafteintritt bewegen sich die sekundären Kurbelarme oszillierend auf und ab und setzen dabei die sekundär Kurbeln (22) kraftübertragend kreisend in Bewegung.
Es werden montierbare Gewerke zur formschlüssigen Verbindung mit dem Fahrradrahmen, eingesetzt, vornehmlich an der Unterstrebe (1).
Der Bogen des C-fömigen Rahmens (21) wird mit der Stegplatte (2) kostengünstig verschraubt.
Die Rohr-Achse (19) nimmt im Innendurchmesser (20) die Schraubzwinge (23) auf. Die Schraubzwinge ermöglicht mit der besonderen Mimik eine horizontale und vertikale Ausrichtung zur Rahmengeometrie durch Verschraubung (30).
Nach Verschraubung (30) ist das Fahrrad umgerüstet. Das Fahrrad wird mit oszillierenden (22) Tretkurbeln in einem vorbestimmten Winkel ( ) betrieben.
Wird der Bausatz demontiert, ist das Fahrrad mit dem Primärantrieb wie vorher zu betreiben. Die überwiegend kostenintensiven Sonderbauweisen eines Stepper-Fahrrahmens oder aufwändige Mimiken an der Tretlagerwelle sind nicht mehr erforderlich. Die Montage der Baugruppe wird erleichtert und minimiert den technischen Aufwand.
Zu Zweitens: (7)
Werden die Rohr-Achsen (19) ohne C-Bügel verwendet, bedarf es einer Verstärkung des Unterstrebens des Fahrrades, um eine Rohrverformung bei Kraftschluss zu vermeiden. Eine weitere Kosteneinsparung kommt zum Tragen
Zu Drittens: (8)
Die Rohr-Achsen (19) können auch an der Rahmengeometrie (1) angeschweißt (26) werden.
Der Innendurchmesser (20) der Rohr-Achse (19) nimmt die befestigende Aufhängung (30) der beweglichen sekundär Kurbelarme auf. Ein Montage und Demontage der Achsen ist auch durch technische Laien leicht möglich.
Eine nochmalige Montageerleichterung und Kosteneinsparung kommt zum Tragen.

Claims

Die montierbare Vorrichtung als Baugruppe (21) zur Aufnahme von sekundär Kurbeln (22), insbesondere bei einem Fahrrad, ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer montierbaren Baugruppe (4, 6) als Bausatz, rahmengeführte (21) Rohr-Achsen (19) positioniert sind, außerhalb des Wellendrehpunktes (4, 9), – mit rotierender, kraftübertragender primär Hebelmimik (3, 10), (Tretlagerwelle (4), Tretkurbeln (3)) – zur Aufnahme von oszillierenden (22, 16) sekundär Kurbelarmen (22), und weiteren Montagekomponenten im Außen- oder Innenradius (19) der Rohr-Achse.
Die montierbare Baugruppe nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenradius (20) der Rohr-Achse (10) eine Schraubzwinge (7) zur formschlüssigen Rahmenklemmung (23) eingefügt ist. Durch die Schraubzwinge wird der Bausatz, leicht montierbar, horizontal und vertikal ausgerichtet (30). Die starren Schenkel der Schraubzwinge sind mit frei gelagerten, beweglichen Komponenten (23, 19) bestückt und legen sich an die verschiedenen Rahmengeometrien des Fahrrades beim Formschluss (30) selbsttätig an.
Die montierbare Baugruppe nach Anspruch 1 und 2, ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Kosteneinsparung die Rohr-Achse (10) durch die Schraubzwinge (7), auch ohne Rahmenbügel (21), formschlüssig mit dem Fahrradrahmen horizontal und vertikal verbunden (30) wird.
Die montierbare Baugruppe nach Anspruch 1 bis 3, ist dadurch gekennzeichnet, dass mit einer angeschweißten (26) Rohr-Achse (10) am Fahrradrahmen eine noch einfachere Montage möglich ist, die zur nochmaligen Einsparung führt.
die montierbare Baugruppe nach Anspruch 1 bis 4, ist dadurch gekennzeichnet, dass des weiteren eine Verkürzung oder Verlängerung der primär Kurbeln (3) über die dadurch veränderte Kurbelschleife eine Veränderung der Winkelstellung (16) der sekundär Kurbelarme (22) ergibt.