DE102011016263A1

DE102011016263A1 - Pedal crank drive for bicycles, has lever and push rod connected with each other in hinged manner, where end of lever is rotary connected with gear wheel

Info

Publication number: DE102011016263A1
Application number: DE201110016263
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2012-10-11

Abstract

The pedal crank drive has a small gear (7) that is coaxially arranged to a shaft (4) and connected with a frame (3). A guidance (2.1,2.2) and a pedal arm (1.1,1.2) are connected with a push linkage provided with a lever (10) and a push rod (11). An end of the lever is fixed at the guidance and an end of the push rod is fixed at a rotational axis of a pedal in hinged manner. The lever and the push rod are connected with each other in hinged manner. The end of the lever is rotary connected with a gear wheel (9). The lever is smaller than the push rod.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Tretkurbelantrieb für Fahrräder, nach dem Fahrradprinzip arbeitende Trainingsgeräte und sonstige über einen Tretkurbelantrieb angetriebene Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a pedal crank drive for bicycles, training devices operating on the bicycle principle and other vehicles driven by a crankshaft drive according to the preamble of claim 1.

Zur besseren Ausnutzung der auf einen Tretkurbelantrieb aufgebrachten Tretkraft gibt es bereits eine Reihe von technischen Lösungen, die eine Verlängerung des Pedalarms des Tretkurbelantriebs während der Antriebsphase, also der Phase zwischen der oberen und unteren senkrechten Position des Pedalarmes, vorsehen. Hierzu ist eine zwangsgesteuerte Pedalarmverlängerung bekannt, bei der der Pedalarm als eine Schubstange ausgebildet ist, die in einer drehfest mit der Tretachse verbundenen und über diese hinaus verlängerten Hülse gleitend geführt ist. An dem freien Ende des Pedalarms ist die Pedale drehbar gelagert. Die Längsbewegung der Schubstange wird durch eine an dieser befestigten und in einem Langloch der Hülse gleitenden Führungsrolle begrenzt. In axialer Verlängerung zum Rahmen des Fahrzeugs hin ist auf der Achse der Führungsrolle eine Abtastrolle drehbar gelagert, die während der Tretbewegung auf einer mit dem Rahmen des Fahrzeugs fest verbundenen Kurvenscheibe abrollt. Die Kurvenscheibe hat die Grundform eines gleichschenkligen Dreiecks, deren Hypotenuse als Kreisbahn und ausgebildet ist. Die Übergänge von der Hypotenuse zu den Katheten und der von den Katheten eingeschlossene Winkel sind als Kreisbögen ausgebildet. Im Bereich der Katheten einschließlich der kreisbogenförmigen Übergänge zur Hypotenuse ist die Kurvenscheibe von einem als Gegenkurve ausgebildeten Steg umgeben. Gegen Ende der Antriebsphase der Tretbewegung gelangt die Abtastrolle in den Zwischenraum zwischen Kurvenscheibe und Steg in eine Zwangsführung, die das Zurückziehen der Schubstange bewirkt ( DE 32 16 069 C2 ). Der Nachteil dieses zwangsgeführten Tretkurbelantriebs besteht darin, dass die Pedalen nicht auf einem Kreis laufen, was eine physiologisch unbequeme Tretbewegung zur Folge hat.To better exploit the force applied to a pedal drive pedaling power, there are already a number of technical solutions that provide an extension of the pedal arm of the pedal drive during the drive phase, ie the phase between the upper and lower vertical position of the pedal arm. For this purpose, a positively controlled Pedalarmverlängerung is known in which the pedal arm is designed as a push rod, which is guided in a rotatably connected to the pedal axis and extended beyond this sleeve slidably. At the free end of the pedal arm pedals is rotatably mounted. The longitudinal movement of the push rod is limited by a fixed thereto and sliding in a slot of the sleeve guide roller. In the axial extension of the frame of the vehicle, a scanning roller is rotatably mounted on the axis of the guide roller, which rolls during pedaling on a fixedly connected to the frame of the vehicle cam. The cam has the basic shape of an isosceles triangle whose Hypotenuse is designed as a circular path and. The transitions from the hypotenuse to the catheters and the angles enclosed by the catheters are formed as circular arcs. In the area of the catheters, including the arc-shaped transitions to the hypotenuse, the cam disk is surrounded by a web designed as a counter-curve. Towards the end of the drive phase of the pedaling movement, the cam follower enters the intermediate space between the cam disk and the web in a positive guide which causes the push rod to be retracted ( DE 32 16 069 C2 ). The disadvantage of this positively driven pedal drive is that the pedals do not run on a circle, resulting in a physiologically uncomfortable pedaling result.

Nach dem gleichen Prinzip arbeiten auch die zwangsgesteuerten Pedalarmverlängerungen, bei denen der in einer Führung gleitende axial verschiebbare Pedalarm über eine Mitnehmerrolle, die während des Tretvorganges eine elliptische Kurbelscheibe abtastet, bewegt wird ( DE 10 2008 003 292 A1 ). Auch hier vollführen die Füße beim Tretvorgang eine elliptische Bewegung, der der oben beschriebene Nachteil anhaftet.The forcibly controlled pedal arm extensions, in which the axially movable pedal arm sliding in a guide is moved by means of a drive roller which scans an elliptical crank disk during the pedaling operation, also operate on the same principle (FIG. DE 10 2008 003 292 A1 ). Here, too, the feet perform an elliptical motion during pedaling, which adheres to the disadvantage described above.

Eine diesen Nachteil vermeidende Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad weist anstelle einer polygon- bzw. ellipsenförmigen Kurvenscheibe ein aus einer kreisförmigen Kurvenbahn und einer diese Kurvenbahn konzentrisch umgebenden Gegenkurve bestehendes verwindungssteifes und festes Kurvengehäuse auf. Die Pedalarme sind ebenso wie bei der zuvor beschriebenen technischen Lösung jeweils in einer mit der Tretachse fest verbundenen Hülse längsbeweglich geführt und mit einer Führungsrolle versehen, die in dem Kurvengehäuse umläuft. Das Kurvengehäuse ist gegenüber der Tretlagerachse verschiebbar, so dass es zu dem ursprünglichen zur Tretlagerachse konzentrischen Pedalkreis einen exzentrisch verschobenen Pedalkreis bildet. Dadurch wird der Pedalarm in der Antriebsphase von der Tretlagerachse weg aus der Hülse heraus bewegt, so dass sich der Hebelarm verlängert. Nachdem die Pedale den untersten Punkt durchlaufen hat, leiten die Führungsrollen den Rückhub des Pedalarms ein ( DE G 86 10 752 U1 ).A driving device for a bicycle which avoids this disadvantage has, instead of a polygonal or elliptical cam disk, a torsion-resistant and fixed cam housing consisting of a circular cam track and a counter cam which concentrically surrounds this cam track. The pedal arms are as well as in the technical solution described above, each longitudinally movably guided in a fixedly connected to the treadle sleeve and provided with a guide roller which rotates in the cam housing. The cam housing is displaceable relative to the bottom bracket, so that it forms an eccentrically displaced pedal circuit to the original pedal circle concentric to the bottom bracket. As a result, the pedal arm is moved in the drive phase of the bottom bracket out of the sleeve, so that extends the lever arm. After the pedals have passed through the lowest point, the guide rollers initiate the return stroke of the pedal arm ( DE G 86 10 752 U1 ).

Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, dass sie eine Verlängerung des Pedalarms lediglich um wenige Zentimeter zulässt, so dass dem großen getriebetechnischen Aufwand nur ein verhältnismäßig kleiner Gewinn an Kraft gegenüber steht.The disadvantage of this technical solution is that it allows an extension of the pedal arm only by a few centimeters, so that the large gearbox technical effort is only a relatively small gain in terms of power.

Ein technisch anderweitige Lösung zur Verlängerung der wirksamen Tretkurbellänge während des aktiven Tretvorganges von der obersten zur untersten Pedalstellung beschreibt ein Tretkurbelantrieb für Fahrräder, bei dem ein Gegenlager vertikal zur Tretlagerachse oberhalb des Zahnkranzes des Tretkurbelantriebs am Fahrradrahmen befestigt ist und beidseitig um die Achse des Gegenlagers drehbare Hebel aufweist. Die Hebel sind jeweils über ein Lager mit je einem weiteren Hebel verbunden, der mit seinem gegenüberliegenden Ende jeweils in dem vom Tretlager her kommenden Kurbelarm gelenkig verbunden ist. In diesem Lager ist auch der die Pedale tragende Pedalträgerarm gelagert, der mit dem weiteren Hebel unter einem bestimmten Winkel fest verbunden ist ( DE 93 20 505 U1 ).A technically different solution for extending the effective pedal crank length during the active pedaling from the top to the lowest pedal position describes a pedal drive for bicycles, in which an abutment is fixed vertically to the bottom bracket above the sprocket of the pedal drive on the bicycle frame and on both sides about the axis of the anvil rotatable lever having. The levers are each connected via a bearing, each with a further lever, which is pivotally connected at its opposite end respectively in the crankshaft coming from the bottom bracket. In this camp, the Pedalträger carrying pedal pedals is mounted, which is firmly connected to the other lever at a certain angle ( DE 93 20 505 U1 ).

Der Nachteil dieser durch ein Hebelparallelogramm geführten Pedalverlängerung besteht darin, dass jeweils in der oberen Pedalstellung die Kraftaufbringungsverhältnisse nicht eindeutig sind. Durch eine Kippbewegung kann es kurzzeitig auch zu einer entgegengesetzte Bewegung kommen, die dann wieder durch eine gezielte Betätigung der unteren Pedale ausgeglichen werden muss. Durch diese Unterbrechung des kontinuierlichen Tretvorganges geht Kraft verloren, die dem Antrieb des Fahrrades dann nicht mehr zur Verfügung steht.The disadvantage of this led by a lever parallelogram pedal extension is that in each case in the upper pedal position the Kraftaufbringungsverhältnisse are not unique. By a tilting movement, it can briefly come to an opposite movement, which must then be compensated again by a targeted operation of the lower pedals. Through this interruption of the continuous pedaling power is lost, which is then no longer available to the drive of the bicycle.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Der erfindungsgemäße Tretkurbelantrieb mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass er einen kreisrunden Tretkreis mit eindeutig bestimmter Tretbewegung auch in der oberen Pedalstellung ermöglicht, da der Bogen der aktiven Tretkreishälfte verlängert wird. Durch das aus einem Hebel und einer Schubstange bestehende Schubgestänge wird der Mittelpunkt des Tretkreises der Pedalen um einen bestimmten Betrag in Fahrtrichtung gegenüber dem Mittelpunkt des Tretlagers verschoben. Genau um diesen Betrag verlängert sich der Pedalarm. Die aktive Kraftübertragung beginnt jeweils vom überstrichenen Winkel des Pedalarmes her gesehen in der oberen Pedalstellung, wobei die Pedale zu dem Zeitpunkt aber noch nicht ihren höchsten Punkt erreicht hat. Das bedeutet, dass bereits von der senkrechten Stellung des Pedalarmes nach oben sich der Pedalarm bis zur 3-Uhr-Stellung, also nach Überstreichen eines Winkels von 90°, verlängert, um danach wieder einzufahren. Dementsprechend ist der Pedalarm, wenn sich die Pedale an ihrem tiefsten Punkt befindet, noch nicht ganz senkrecht nach unten gerichtet, so dass mit dem Fuß, der gerade die vordere, aktiven Trethälfte des Tretkurbelkreises durchlaufen hat, noch bis zum Erreichen der unteren senkrechten Stellung des Tretkurbelarmes Kraft auf die Pedale aufgebracht werden kann. Der Umfang des aktiven Tretkreises ist dadurch quasi verlängert. In der passiven Tretphase, also bei der Rückholung des Pedalarmes, in der das entsprechende Bein keine Tretarbeit leistet, verkürzt sich die Länge des Pedalarmes wieder.The pedal crank drive according to the invention with the features of the main claim has the advantage that it allows a circular circle with clearly defined pedaling even in the upper pedal position, as the arc of the active half of the circuit is extended. By means of a lever and a push rod existing push rod, the center of the pedal circuit of the pedals is moved by a certain amount in the direction of travel relative to the center of the bottom bracket. Exactly this amount extends the pedal arm. The active power transmission begins in each case from the swept angle of the Pedalarmes ago seen in the upper pedal position, the pedals at the time but has not reached its highest point. This means that already from the vertical position of the pedal arm up the pedal arm to the 3 o'clock position, ie after sweeping over an angle of 90 °, extended to then retract again. Accordingly, the pedal arm, when the pedals is at its lowest point, not yet directed vertically downwards, so that with the foot, which has just passed through the front, active half of the Tretkurbelkreises, until reaching the lower vertical position of the Low-pedal force can be applied to the pedals. The scope of the active circuit is thereby extended quasi. In the passive pedaling phase, ie when retrieving the pedal arm, in which the corresponding leg does not pedal, the length of the pedal arm is shortened again.

Vorteilhaft ist ferner, dass die Mechanik des Kurbelantriebs gegenüber den technischen Lösungen mit Kurvenscheibe und Führungsrolle wesentlich vereinfacht und damit auch in der Wartung weniger aufwändig ist.A further advantage is that the mechanics of the crank drive compared to the technical solutions with cam and guide roller much easier and thus less expensive in maintenance.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hebel des Schubgestänges kürzer als die Schubstange. Seine Länge bestimmt den Betrag, um den sich der Tretkreis gegenüber dem Tretkreis ohne Verlängerung der Pedalarme in Fahrtrichtung verschiebt.According to an advantageous embodiment of the invention, the lever of the push rod is shorter than the push rod. Its length determines the amount by which the pedal circuit moves with respect to the pedal circuit without lengthening the pedal arms in the direction of travel.

Nach einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Schubstange in ihrer Länge veränderbar. Dadurch kann sie auf unterschiedliche Längen des Hebels eingestellt werden.According to another advantageous embodiment of the invention, the push rod is variable in length. This allows it to be adjusted to different lengths of the lever.

Nach einer zusätzlichen ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das drehfest mit dem Hebel verbundene umlaufende Zahnrad und das auf der Welle des Tretlagers sitzende und am Rahmen des Fahrzeugs befestigte, die gleiche Zähnezahl aufweisende kleine Zahnrad über ein Zwischenrad miteinander verbunden, das an der Führung des Pedalarmes drehbar befestigt ist.According to an additional advantageous embodiment of the invention, the rotatably connected to the lever rotating gear and sitting on the shaft of the bottom bracket and attached to the frame of the vehicle, the same number of teeth having small gear via an intermediate connected to each other, the leadership of Pedalarmes is rotatably mounted.

Nach einer diesbezüglich ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das drehfest mit dem Hebel verbundene umlaufende Zahnrad und das auf der Welle des Tretlagers sitzende und am Rahmen des Fahrzeugs befestigte, die gleiche Zähnezahl aufweisende kleine Zahnrad über eine Kette miteinander verbunden. Durch diese Zwangsführung bleibt der Hebel des Schubgestänges immer nach vorn, also in Fahrtrichtung gerichtet. Außerdem können dadurch ein Zwischenrad und dessen Befestigung entfallen. Besonders vorteilhaft ist es, die beiden kleinen Zahnräder unmittelbar ineinander kämmen zu lassen. Dadurch entfallen jegliche Verbindungsglieder und Bauteile und Gewicht des Tretkurbelantriebs werden reduziert.According to this also advantageous embodiment of the invention rotatably connected to the lever rotating gear and sitting on the shaft of the bottom bracket and attached to the frame of the vehicle, the same number of teeth having small gear are connected to each other via a chain. Through this forced operation of the lever of the push rod always remains forward, so directed in the direction of travel. In addition, this can be omitted an intermediate and its attachment. It is particularly advantageous to mesh the two small gears directly into each other. This eliminates any links and components and weight of the pedal drive are reduced.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Pedalarm in der Führung über Wälzkörper geführt. Dadurch reduziert sich die Reibung beim Gleiten des Pedalarms in der Führung, so dass sich der Tretvorgang wesentlich erleichtert und die Muskelkraft überwiegend für die Fortbewegung zur Verfügung steht.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the pedal arm is guided in the guide via rolling elements. This reduces the friction when sliding the pedal arm in the guide, so that the pedaling much easier and the muscle power is mainly available for locomotion.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description, the drawings and claims removed.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and described in more detail below. In the drawings show:

1 einen Tretkurbelantrieb in einer Draufsicht (von unten), 1 a pedal drive in a plan view (from below),

2 den Tretkurbelantrieb in der Seitenansicht, 2 the pedal crank drive in side view,

3 den Weg der Pedale bei dem Ablauf einer Umdrehung der Tretkurbel, 3 the way of the pedals at the end of a turn of the crank,

4 den Weg der Pedale bei dem Ablauf gemäß 3 bezogen auf den höchsten und tiefsten Punkt der Pedale, 4 the way of the pedals in the process according to 3 related to the highest and lowest point of the pedals,

5 die Darstellung aus 3 mit einer Kette und 5 the presentation 3 with a chain and

6 die Darstellung aus 3 mit einem Zwischenrad. 6 the presentation 3 with an idler.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Tretkurbelantrieb von unten gesehen, bestehend aus einem linken Pedalarm 1.1, der in der Position seiner voll ausgefahrenen Länge dargestellt ist, und einen rechten Pedalarm 1.2, der auf der gegenüberliegenden Seite des Tretlagers dementsprechend am weitesten eingezogen ist. Vom Fahrzeug selbst ist lediglich ein Rahmenteil 3 dargestellt, in dem das Tretlager untergebracht ist. Jeder Pedalarm 1.1, 1.2 ist in einer im Querschnitt quadratischen Führung 2.1, 2.2 geführt, die jeweils mit dem aus dem Tretlager des Fahrzeugs hervorstehenden Ende einer Welle 4 drehfest verbunden ist. An dem freien Ende jedes Pedalarms 1.1, 1.2 ist eine Pedale 5 drehbar gelagert. Zwischen Rahmen 3 und rechter Führung 2.2 ist als Antrieb des Fahrzeugs ein großes Kettenrad 6 mit der Welle 4 drehfest verbunden. Die drehfeste Verbindung kann alternativ oder zusätzlich mit der rechten Führung 2.2 hergestellt werden. Jeweils zwischen dem Tretlager und der Führung 2.1, 2.2 ist ein im Verhältnis zum Kettenrad 6 kleines Zahnrad 7 mit dem Rahmen 3 des Fahrzeugs fest verbunden, das bei dieser Ausführung der Erfindung über ein Zwischenrad 8 mit einem gleich großen umlaufenden Zahnrad 9 kämmt, das wiederum an der jeweils zugehörigen Führung 2.1, 2.2 drehbar gelagert ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem feststehenden Zahnrad 7 und dem umlaufenden Zahnrad 9 ist 1:1. Mit der Verbindungswelle jedes umlaufenden Zahnrades 9 ist auf der anderen Seite der Führung 2.1, 2.2 ein Hebel 10 drehfest verbunden, der mit seinem anderen Ende mit einer Schubstange 11 in einem Gelenk 12 verbunden ist, die wiederum mit ihrem gegenüberliegenden Ende auf der Achse der Pedale 5 drehbeweglich gelagert ist. Das Zwischenrad 8 ist im vorliegenden Beispiel über einen Steg 13 an der jeweiligen Führung 2.1 bzw. 2.2 drehbar befestigt. Der Steg 13 kann entfallen, wenn die Lagerung des Zwischenrades 8 direkt mit der jeweiligen Führung 2.1 bzw. 2.2 verbunden wird. Auf der Antriebsseite des Fahrzeugs muss sowohl die Lagerung von umlaufendem Zahnrad 9 und Hebel 10 als auch die Lagerung des Zwischenrades 8 an der Führung 2.2 sind durch das große Kettenrad 6 hindurch geführt. Beide Lagerungen laufen beim Tretvorgang mit um die Welle 4 um. 1 shows a crankshaft drive according to the invention seen from below, consisting of a left pedal arm 1.1 , which is shown in the position of its fully extended length, and a right pedal arm 1.2 on the opposite side of the bottom bracket accordingly on farthest. From the vehicle itself is only a frame part 3 represented in which the bottom bracket is housed. Every pedal arm 1.1 . 1.2 is in a square in cross-section leadership 2.1 . 2.2 guided, each with the protruding from the bottom bracket of the vehicle end of a shaft 4 rotatably connected. At the free end of each pedal arm 1.1 . 1.2 is a pedals 5 rotatably mounted. Between frame 3 and right leadership 2.2 is as a drive of the vehicle a large sprocket 6 with the wave 4 rotatably connected. The rotationally fixed connection can alternatively or additionally with the right guide 2.2 getting produced. Between the bottom bracket and the guide 2.1 . 2.2 is one in relation to the sprocket 6 small gear 7 with the frame 3 the vehicle firmly connected, in this embodiment of the invention via an intermediate 8th with an equally large rotating gear 9 combs, which in turn at the respective associated leadership 2.1 . 2.2 is rotatably mounted. The gear ratio between the fixed gear 7 and the revolving gear 9 is 1: 1. With the connecting shaft of each rotating gear 9 is on the other side of the lead 2.1 . 2.2 a lever 10 rotatably connected, with its other end with a push rod 11 in a joint 12 connected, in turn, with its opposite end on the axis of the pedals 5 is mounted rotatably. The intermediate wheel 8th is in the present example via a bridge 13 at the respective leadership 2.1 respectively. 2.2 rotatably mounted. The jetty 13 can be omitted if the storage of the intermediate gear 8th directly with the respective leadership 2.1 respectively. 2.2 is connected. On the drive side of the vehicle must be both the bearing of rotating gear 9 and levers 10 as well as the storage of the intermediate wheel 8th at the lead 2.2 are through the big sprocket 6 passed through. Both bearings run during pedaling with the shaft 4 around.

In 2, die den Tretkurbelantrieb als Seitenansicht zeigt, sind die Umlaufbahnen dargestellt, die die sich bewegenden Teile des Tretkurbelantriebs vollführen, wobei der Pedalarm 1.1 in seiner am weitesten ausgeschobenen Position, in der der Hebel 10 und die Schubstange 11 eine Gerade bilden, dargestellt ist. Die Umlaufbahn, die die Pedalen 5 bei einem herkömmlichen Tretkurbelantrieb ausführen, wurde mit der Ziff. 14 gekennzeichnet, jene, die die Pedalen 5 bei dem erfindungsgemäßen Tretkurbelantrieb ausführen, mit der Ziff. 15. Die Umlaufbahn des umlaufenden Zahnrades 9 wurde mit der Ziff. 16 und die des Zwischenrades 8 mit der Ziff. 17 bezeichnet. Zwischen den Mittelpunkten der herkömmlichen Umlaufbahn 14 und der Umlaufbahn 15 der Pedalen 5 des erfindungsgemäßen Tretkurbelantriebs ergibt sich ein Abstand A, um den Letzerer in Fahrtrichtung verschoben ist. Dieser Abstand A entspricht der halben Länge, um die die Pedalarme 1.1 und 1.2 aus ihrer Führung 2.1 bzw. 2.2 ausfahrbar und somit gegenüber ihrer eingefahrenen Stellung verlängerbar sind. Es versteht sich von selbst, dass, wenn der eine Pedalarm 1.1 vollständig ausgefahren ist, der um 180° versetzte Pedalarm 1.2 auf der anderen Seite des Rahmens 3 vollständig eingefahren ist, was auch in 1 in der Weise dargestellt ist. Aus 2 ferner ist erkennbar, dass die Pedalarme 1.1. bzw. 1.2 jeweils dann ihre Maximal- bzw. Minimalstellung einnehmen, wenn sie sich in waagerechter Position befinden. Die maximale Ausfahrlänge der Pedalarme 1.1 und 1.2 wird durch das Längenverhältnis des Hebels 10 zur Schubstange 11 bestimmt und ist u. a. auch von der Rahmenkonstruktion des Fahrzeugs, insbesondere von der Bodenfreiheit des Tretlagers abhängig.In 2 showing the pedal crank drive as a side view, the orbits are shown, which perform the moving parts of the pedal drive, the pedal arm 1.1 in its most extended position, in which the lever 10 and the push rod 11 form a straight line, is shown. The orbit, the pedals 5 perform in a conventional pedal crank drive, was with the no. 14 marked, those who use the pedals 5 perform at the pedal crank according to the invention, with the no. 15 , The orbit of the revolving gear 9 became with the Ziff. 16 and the intermediate wheel 8th with the number 17 designated. Between the centers of conventional orbit 14 and the orbit 15 the pedals 5 the pedal crank drive according to the invention results in a distance A, to the latter is shifted in the direction of travel. This distance A corresponds to half the length to the the pedal arms 1.1 and 1.2 from her leadership 2.1 respectively. 2.2 extendable and thus extendable to their retracted position. It goes without saying that if the one pedal arm 1.1 fully extended, the 180 ° offset pedal arm 1.2 on the other side of the frame 3 completely retracted, which is also in 1 is shown in the way. Out 2 Furthermore, it can be seen that the pedal arms 1.1 , respectively. 1.2 each take their maximum or minimum position when they are in a horizontal position. The maximum extension length of the pedal arms 1.1 and 1.2 is determined by the aspect ratio of the lever 10 to the push rod 11 determined and is inter alia also of the frame structure of the vehicle, in particular of the ground clearance of the bottom bracket dependent.

An den schematischen Darstellungen der nachfolgenden 3 bis 6 soll die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen den Tretkurbelantrieb lediglich von einer Seite, so dass nicht zwischen linker und rechter Führung 21., 2.2 bzw. linkem und rechtem Pedalarm 1.1, 1.2 unterschieden wird.In the schematic representations of the following 3 to 6 the operation of the invention will be explained in more detail. The figures show the pedal crank drive only from one side, so not between left and right leadership 21 ., 2.2 or left and right pedal arm 1.1 . 1.2 a distinction is made.

In den 3 und 4 ist der Weg einer Pedale 5 ohne und mit erfindungsgemäßer Pedalarmverlängerung als Umlaufbahn 14 bzw. 15 sowie der Weg der Pedale 5 als Teilkreisbogen 18 dargestellt. In 3 ist der Pedalarm 1 von seiner oberen senkrechten Stellung a) beginnend in der Folge einer Umdrehung um 360° jeweils in der Viertelstellung b), nach einer halben Umdrehung, also in der unteren senkrechten Stellung c) und in der Dreiviertelstellung d) gezeigt. Aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit ist die Umlaufbahn 14 der Pedale 5 nach der herkömmlichen technischen Lösung, also ohne Verlängerung des Pedalarms 1, lediglich in den Stellungen a) der 3 und 4 dargestellt. Das Gleiche trifft auf die Bezugszahlen zu, von denen lediglich die für das Verständnis wesentlichen in die Darstellungen b) bis d) übernommen wurden, da auf diese auch in der Beschreibung näher eingegangen wird. Die Teilkreisbögen 18, auf denen sich die Pedale 5 in den Teildarstellungen von 3 und 4 bewegt, sind jeweils fett gezeichnet.In the 3 and 4 is the way of a pedals 5 without and with inventive Pedalarmverlängerung as an orbit 14 respectively. 15 as well as the way of the pedals 5 as a partial arc 18 shown. In 3 is the pedal arm 1 from its upper vertical position a) starting in the sequence of one revolution through 360 ° respectively in the quarter position b), after half a revolution, ie in the lower vertical position c) and in the three-quarter position d). For better clarity, the orbit is 14 the pedals 5 after the conventional technical solution, so without extension of the pedal arm 1 , only in the positions a) of 3 and 4 shown. The same applies to the reference numbers, of which only those essential for the understanding in the representations b) to d) have been adopted, as these are also discussed in more detail in the description. The partial arcs 18 on which are the pedals 5 in the partial representations of 3 and 4 moved, are each drawn in bold.

Aus 3 ist deutlich zu erkennen ist, dass sich die Pedale 5 in ihrer Position a) bei oberer senkrechter Stellung des Pedalarms 1 noch nicht an ihrem höchsten Punkt befindet. Bereits ab dieser Position a) kann vom Fahrer Kraft auf die Pedale 5 aufgebracht werden, wobei sich der Pedalarm 1 weiter kontinuierlich verlängert. Wenn er seine höchste Position, die in 4a) dargestellt ist, erreicht hat, hat der Pedalarm 1 bereits einen bestimmten Winkel überstrichen und steht leicht schräg nach vorne, so dass bei seiner fortgesetzten Verlängerung bis zur Position b) das größte Drehmoment auf das große Kettenrad 6 aufgebracht werden kann. Die Tretkraft kann bis zur senkrechten Position c) des Pedalarmes 1 (3) aufgebracht werden, wobei sich der Pedalarm 5 auf diesem Teilkreisbogen 18 wieder verkürzt und die Pedale 5 ihren tiefsten Punkt, wie er in 4c) dargestellt ist, durchläuft. Aus 4c) ist auch erkennbar, dass der Pedalarm 1 an diesem tiefsten Punkt noch nicht seine senkrechte Position c) aus 3 erreicht hat. Das bedeutet, dass auf diesem letzten Winkelstück von der untersten Pedalstellung bis zur senkrechten Stellung des Pedalarmes 1 (3c)) noch Kraft auf die Pedale 5 aus der Tretbewegung aufgebracht werden kann. Dieser Sachverhalt wird auch durch einen Vergleich der Länge der fett markierten Teilkreisbögen 18 aus den 3a) und 3b) mit jenen aus den 4a) und 4b) deutlich. Die Teilkreisbögen 18 der Darstellungen a) und b) der 3, ausgehend von der oberen senkrechten Position, sowie hinführend in die untere senkrechte Position des Pedalarms 1, sind größer als jene, die von der höchsten Position der Pedale 5 ausgehen und in die tiefste (4a) und b)) führen. Das macht auch zeichnerisch deutlich, dass der aktive Tretkreisbogen (3a) und 3b)) durch die erfindungsgemäße Führung der Pedalarme 1.1 und 1.2 verlängert wurde. Die Darstellungen zeigen auch, dass sich die Pedalen 5 auf einer kreisförmigen Umlaufbahn 15 bewegen. In der jeweils obersten und untersten Stellung der Pedale 5 ist ihr Abstand von der Drehachse des Tretlagers gleich der Länge des Pedalarmes eines herkömmlichen Tretkurbelantriebs. Das ist gleichermaßen ein Erfordernis der Bodenfreiheit für die Pedalen 5.Out 3 It is clear that the pedals 5 in position a) in the upper vertical position of the pedal arm 1 not yet at its highest point. Already from this position a) can force the driver on the pedals 5 be applied, with the pedal arm 1 Continuously extended. If he has his highest position in the 4a) is shown, has the pedal arm 1 already crossed over a certain angle and is slightly inclined forward, so that its continued extension to position b) the greatest torque on the large sprocket 6 can be applied. The pedaling force can be up to the vertical position c) of the pedal arm 1 ( 3 ) are applied, with the pedal arm 5 on this partial arc 18 shortened again and the pedals 5 her lowest point as he is in 4c) is shown, goes through. Out 4c) is also recognizable that the pedal arm 1 at this lowest point not yet its vertical position c) off 3 has reached. This means that on this last elbow from the lowest pedal position to the vertical position of the pedal arm 1 ( 3c) ) still power on the pedals 5 can be applied from the pedaling. This fact is also by comparing the length of the bold-marked Teilkreisbögen 18 from the 3a) and 3b) with those from the 4a) and 4b) clear. The partial arcs 18 the representations a) and b) of 3 , starting from the upper vertical position, as well as into the lower vertical position of the pedal arm 1 , are larger than those from the highest position of the pedals 5 go out and into the deepest ( 4a) and b)). This also makes it clear from the drawing that the active arch ( 3a) and 3b) ) by the inventive leadership of the pedal arms 1.1 and 1.2 was extended. The illustrations also show that the pedals 5 in a circular orbit 15 move. In the uppermost and lowest position of the pedals 5 is their distance from the axis of rotation of the bottom bracket equal to the length of the pedal arm of a conventional pedal drive. This is equally a requirement of ground clearance for the pedals 5 ,

Die 3c) und 3d) sowie 4c) und 4d) zeigen die passive Tretkreishälfte für die Pedale 5. Der Pedalarm 1 wird auf dem Weg von seiner unteren senkrechten Position 3c) in seine hintere waagerechte Position 3d) am weitesten in die Führung 2 eingezogen, so dass die Pedale 5 ihre kürzeste Entfernung von dem Mittelpunkt der Welle 4 des Tretlagers einnimmt. Auf dem Weg zu ihrer obersten Position 4a) wird der Pedalarm 1 durch das aus dem Hebel 10 und der Schubstange 11 bestehende Schubgestänge wieder aus der Führung 2 heraus bewegt. Aus 3c) und d) ist deutlich erkennbar, dass die Teilkreisbögen 18, auf denen sich dabei die Pedale 5 von der unteren senkrechten Position c) des Pedalarmes 1 auf seine obere senkrechte Position d) bewegt, deutlich kleiner sind als jene der aktiven Tretkreishälfte, d. h. sie sind genau um den Betrag kürzer, um den die Teilkreisbögen 18 der aktiven Tretkreishälfte länger sind.The 3c) and 3d) such as 4c) and 4d) show the passive pedal half for the pedals 5 , The pedal arm 1 will be on the way from its lower vertical position 3c ) in its rear horizontal position 3d ) furthest in the lead 2 retracted, so the pedals 5 their shortest distance from the center of the wave 4 of the bottom bracket. On the way to their top position 4a ) becomes the pedal arm 1 through the lever 10 and the push rod 11 existing push rods back out of the lead 2 moved out. Out 3c) and d) it can be clearly seen that the semicircular arcs 18 on which are the pedals 5 from the lower vertical position c) of the pedal arm 1 moved to its upper vertical position d), are significantly smaller than those of the active half of the circuit, ie they are shorter by exactly the amount by which the Teilkreisbögen 18 the active circuit half are longer.

In den 3 und 4 ist auch die jeweilige Stellung des Gelenks 12 des Schubgestänges erkennbar. Bei einem direkten Eingriff der beiden kleinen Zahnräder 7, 9 wechselt der Hebel 10 während eines Umlaufs einer Pedale 1 ständig seine Winkelstellung. Bei vollständig ein- und ausgezogenem Pedalarm 1 zeigt das Gelenk 12 in Fahrtrichtung (3/4b) und d)), in den beiden anderen Positionen jeweils in entgegengesetzter Richtung.In the 3 and 4 is also the position of the joint 12 the push rod recognizable. With a direct engagement of the two small gears 7 . 9 the lever changes 10 during one revolution of a pedals 1 constantly his angular position. With fully extended and extended pedal arm 1 shows the joint 12 in the direction of travel ( 3 / 4b) and d)), in the other two positions each in the opposite direction.

Die 5 und 6 zeigen ebenfalls schematisch die vier Positionen a) bis d) von Pedale 5 und Gelenk 12 des Schubgestänge bei einer mittelbaren formschlüssigen Wirkverbindung des umlaufenden Zahnrades 9 mit dem feststehenden Zahnrad 7, und zwar mittels einer Kette 19 (5) bzw. des Zwischenrades 8 (6). In beiden Ausführungen ändert sich an der Bewegung der Pedale 5 und ihres Pedalarmes 1 im Vergleich zu einem direkten Eingriff der beiden kleinen Zahnräder 7 und 9 nichts. Lediglich kehrt sich die Drehrichtung des Gelenks 12 des Schubgestänges um und der Hebel 10 behält während eines Umlaufs der Pedale 5 seine Richtung bei, was aus der im Vergleich zu den 3 und 4 entgegengesetzten Stellung des Hebels 10 in den beiden senkrechten Positionen a) und c) des Pedalarmes 1 erkennbar ist.The 5 and 6 also schematically show the four positions a) to d) of pedals 5 and joint 12 the push rod in an indirect form-fitting operative connection of the rotating gear 9 with the fixed gear 7 , by means of a chain 19 ( 5 ) or the intermediate wheel 8th ( 6 ). In both versions, the movement of the pedals changes 5 and her pedal arm 1 compared to a direct engagement of the two small gears 7 and 9 Nothing. Only the direction of rotation of the joint is reversed 12 the push rod and the lever 10 retains during one revolution of the pedals 5 his direction at, what of the compared to the 3 and 4 opposite position of the lever 10 in the two vertical positions a) and c) of the pedal arm 1 is recognizable.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the drawings illustrated features may be essential to the invention both individually and in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.11.1: Linker PedalarmLeft pedal arm
1.21.2: Rechter PedalarmRight pedal arm
2.12.1: Linke FührungLeft leadership
2.22.2: Rechte FührungRight leadership
33: Rahmenframe
44: Wellewave
55: Pedalepedals
66: Großes KettenradBig sprocket
77: Feststehendes ZahnradFixed gear
88th: Zwischenradidler
99: Umlaufendes ZahnradCirculating gear
1010: Hebellever
1111: Schubstangepushrod
1212: Gelenkjoint
1313: Stegweb
1414: herkömmliche Umlaufbahn der Pedalen 5 conventional orbit of the pedals 5
1515: erfindungsgemäße Umlaufbahn der Pedalen 5 orbit according to the invention of the pedals 5
1616: Umlaufbahn des umlaufenden Zahnrades 9 Orbit of the rotating gear 9
1717: Umlaufbahn des Zwischenrades 8 Orbit of the intermediate wheel 8th
1818: Teilkreisbogen der Pedale 5 Partial arc of the pedals 5
1919: KetteChain

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3216069 C2 [0002]
DE 102008003292 A1 [0003]
DE 8610752 U1 [0004]
DE 9320505 U1 [0006]

Claims

Pedal crank drive for bicycles, training devices operating on the bicycle principle and other vehicles driven by a pedal drive, hereinafter referred to as vehicles, consisting of a frame ( 3 ) of the vehicle arranged bottom bracket with a shaft mounted therein ( 4 ), one with the wave ( 4 ) rotatably connected drive sprocket ( 6 ) and two radially from the shaft ( 4 ) outgoing, by 180 ° staggered cranks, each one with one end of the shaft ( 4 rotatably connected guide ( 2.1 . 2.2 ), in which a pedal arm ( 1.1 . 1.2 ) is longitudinally movably guided at the free, outer end of a pedals ( 5 ) is rotatably mounted, characterized in that on both sides of the frame ( 3 ) in relation to the drive sprocket ( 6 ) small gear ( 7 ) coaxial with the shaft ( 4 ) and fixed to the frame ( 3 ) that the leadership ( 2.1 . 2.2 ) and the pedal arm ( 1.1 . 1.2 ) with one from a lever ( 10 ) and a push rod ( 11 ) existing push rod, wherein one end of the lever ( 10 ) at the leadership ( 2.1 . 2.2 ) and one end of the push rod ( 11 ) at the axis of rotation of the pedals ( 5 ) is hinged and lever ( 10 ) and push rod ( 11 ) are hinged together and that with the leadership ( 2.1 . 2.2 ) articulated end of the lever ( 10 ) also with a gear ( 9 ), which has the same number of teeth as the coaxial with the shaft ( 4 ) fixed to the frame ( 3 ) connected small gear ( 7 ) and is positively connected to this in operative connection, so that it during pedaling to the small gear ( 7 ) rotates.

Crankshaft drive according to claim 1, characterized in that the lever ( 10 ) shorter than the push rod ( 11 ).

Pedal crank drive according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the push rod ( 11 ) is changeable.

Crank drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lever ( 10 rotatably connected, circulating gear ( 9 ) and coaxial with the shaft ( 4 ) arranged stationary small gear ( 7 ) via an intermediate wheel ( 8th ) connected to the guide ( 2.1 . 2.2 ) is rotatably mounted.

Crank drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lever ( 10 rotatably connected, circulating gear ( 9 ) and coaxial with the shaft ( 4 ) arranged stationary small gear ( 7 ) via a chain ( 19 ) are interconnected.

Pedal crank drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pedal arm ( 1.1 . 1.2 ) in the leadership ( 2.1 . 2.2 ) is guided over rolling elements.