DE102020006885A1 - Anordnung und Verfahren für ein biomechanisches Tretlager - Google Patents

Abstract

Das Tretlager führt zu einer Verbesserung der Kraftübertragung von der kurbelnden zur tretenden Bewegungsfolge der Beine. Damit wird die Muskelkraft und das muskulär aktivierte Gewicht der Beine hintereinander oder gleichzeitig für die Beschleunigung des Fahrrades genutzt. Im Sinne der Bionik ist dies eine Kopie des menschlichen Gehens oder Laufens ohne die Hüftgelenke durch das Körpergewicht zu belasten.Durch einen derartigen Gebrauch der Beine in einer optimalen Winkelstellung für den Wirkungsgrad zur Kraftübertragung für den Fahrrad Vortrieb wird die Fahrweise optimiert. Die Bedeutung der Gangschaltung für die situationsgerechte Fahrweise (Streckenlänge, Windverhältnisse) erhöht sich. Damit wird es möglich täglich tausende „Schritte“ mit dem Heimtrainer zu „gehen“. Außerdem wird die sportliche Leistung für das Gehen, Laufen und die sportlichen Laufspiele gesteigert.Die bisherige Wirksamkeit der Kraftübertragung des Fahrradbenutzers kann mit dem neuen Tretlager um mindestens 50 -100% gesteigert werden!Insbesondere Dienstfahrräder, täglich gebrauchte Fahrräder, Trainingsräder für den Triathlon Sport und Heimtrainer sind für den Gebrauch des neuen Tretlagers geeignet.

Description

• In der technischen Struktur des Fahrrades ist die dreieckige Anordnung zwischen dem Sattel, dem Lenker und dem Tretlager seit mehr als 100 Jahren eine bewährte funktionelle Zuordnung dieser Technikteile für den Gebrauch des Fahrrades.
• Die bisherigen erheblichen technischen Veränderungen am Fahrrad betreffen aber nicht alle drei Funktionsteile. Das Tretlager bietet durch seine für den Fahrradvortrieb bestimmende Funktion aber die besten Voraussetzungen mit der technischen Veränderung seines Tretlagers zu einer Verbesserung seiner funktionellen Eigenschaften den Fahrradgebrauch entscheidend zu befördern.
• Die am gegenwärtigen Tretlager um 180° gegeneinander versetzten Tretlager Arme mit den Pedalen realisieren das physikalische Prinzip einer Balkenwaage. Das vordere Bein des Fahrradbenutzers übt mit seiner Muskelkraft auf das Pedal eine Kraft aus, mit der das hintere Bein angehoben und zugleich wird diese Kraft für den Fahrradvortrieb genutzt. Infolge der kurbelnden Beinbewegung kann im oberen und unteren Totpunkt der Pedalstellung nur eine geringe Kraftübertragung auf die Pedale für die Fortbewegung des Fahrrades ausgeübt werden. Die Kraftpotenziale die dem Fahrradbenutzer zur Verfügung stehen sind die muskulären Beinkräfte von ca. fünf Kg je Bein und bei einem Erwachsen beträgt das Gewicht beider Beine ca. 18% des Körpergewichtes. Für das einzelne Bein kann deshalb mit einem Gewichtpotenzial von 6 - 8 Kg ausgegangen werden, das gegenwärtig nicht für die Fahrradbeschleunigung eingesetzt werden kann. Außerdem kann nur im Verlauf der kurbelnden Beinbewegung auf die Pedale in einer bestimmten Winkelstellung die optimale Kraftübertragung im Verlauf einer vollständigen kreisförmigen Beinbewegung erfolgen.
• Mit der Erschließung dieser Kraftreserven für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades erhöht sich die Attraktivität der Fahrradbenutzung. Insbesondere die Vorteile im Wirkungsgrad die aus dem Zusammenwirken des neuen Tretlagers mit der Gangschaltung möglich werden, erbringen einen zusätzlichen Vorteil. Mit der Absicht, das Bewährte am millionenfach gebrauchten Fahrrad erhalten bleibt und technisch mögliches für die Gegenwart und Zukunft der Fahrradbeschleunigung genutzt wird, gibt es die folgenden neuen technischen Strukturen für den Fahrradgebrauch:
• Tretlagerstrukturen von außen nach innen.
  Tretlager Gehäuse mit Verbindungen zum Fahrradrahmen. Seitliche Begrenzungen der Einzelteile des Tretlager Gehäuses. Die Rohrachse mit parallelen Vertiefungen auf der Innenseite. Die der Schwerkraft folgende Kugeln oder Rundstabe.
  Eine zentrale Mittelachse.
  Rohrverbindung zum Pedal- und Hebelarm auf der Mittelachse. Alle beweglichen Teile sind Gleit- oder Kugel gelagert.
• Tretlagerstrukturen - links- bzw. rechtsseitig
1. 1. Pedal Arm in einer Winkelstellung zum Gewichtshebel Arm
2. 2. Am Gewichtshebel Arm ist das Gewicht starr oder beweglich positioniert.
3. 3. Die Mittelachse
4. 4. Zahnkranz für Fahrradkette fixiert an der Rohrachse
5. 5. Ein separater linker und rechter Kraftschluss auf der Mittel Achsen in Verbindung mit den zwei voneinander getrennten Wirkungen der Pedal Armen an der Rohrachse.
6. 6. Kraftschluss mit frei beweglichen Zahnrädern zwischen den rohrartigen Tretlagerteilen mit den geeigneten Bedingungen.
7. 7. Kraftschluss mit Kugeln zwischen dem rohrartigen Teil des Pedal Armes und der Rohrachse.
• Bezugszeichenliste

1

Pedale

2

Pedal Arm

3

Bewegungsrichtung Pedal Arm

4

Mittelachse

5

Verbindungsteil der Hebelarme

6

Gewichtshebelarm

7

Gewicht

8

Fahrradrahmen am Tretlagergehäuse

9

Mittelachse

10

Kraftschlussteil Rücktrittbremse

11

Rohr Teil der Tretlager Arme

12

Kraftschluss Fahrradvortrieb

13

Kraftschluss Kugel

14

Rohrachse Innenseite mit parallelen Vertiefungen

15

Tretlagergehäuse

Claims (8)

1. Anspruch: Der Pedal Arm und der Gewichtshebel Arm sind zentrisch auf der Mittelachse des Tretlagers drehbar positioniert. Zwischen dem linken und rechten Pedal Arm und den Gewichtshebelarm auf der jeweiligen Seite besteht keine starre Verbindung. Das Gewicht am Gewichtshebelarm ist mit diesem starr oder beweglich verbunden.
2. Anspruch: Der Kontakt zwischen den Füßen des Fahrradbenutzers und der Pedale wird mit einem Gewicht an einem Gewichtshebelarm an der entgegengesetzten Seite zur Position des Pedal Armes hergestellt. Zum Pedal Arm gehört ein rohrartiges Metallteil auf der Mittelachse mit zwei entgegengesetzt wirkenden Funktionsbereichen, versetzt um ca. 230 ^- 270° gegeneinander auf seiner Oberfläche. Diese Funktionsteile erzeugen mit Kugeln die der Schwerkraft folgen, den Kraftschluss zwischen den Pedalen mit der Rohrachse des Tretlagers für den Fahrradvortrieb und die Rücktrittbremse. Die beiden rohrartigen Teile auf der Mittelachse sind durch mechanische Teile auf der Mittelachse räumlich voneinander getrennt. Die konstruktiven Gestaltungen zwischen den Pedalen und Gewichten ermöglicht die kreisende und alternierende Pedalbewegung. Der alternierende Pedalgebrauch im optimalen Bereich des Wirkungsgrades steigert die Kraftübertragung um ca. 50 - 100%.
3. Anspruch: Der Kraftschluss zwischen den benutzten Pedalen und den parallelen Vertiefungen an der Innenseite der Rohrachse wird mit Kugeln oder anderen der Schwerkraft folgenden Metallteilen hergestellt.
4. Anspruch: Die bewegliche Rohrachse wird nach außen von Tretlagergehäuse umfasst. An ihr ist der Zahnkranz für die Fahrradkette montiert. An beiden Seiten der Rohrachse sind die Rundöffnungen in der Seitenbegrenzung für den Durchlass der auf die Mittelachse aufgesteckten rohrartigen Teile der Pedal Arme vorhanden.
5. Anspruch: Die rotationsmechanischen Teile des Tretlagers sind durch verlustarme Läger in diesen Positionen angeordnet. Die Verwendung des neuen Tretlagers an einem Heimtrainer, für das Beinmuskel Training aller gehenden und laufenden sportlichen Aktivitäten und einer Handkurbel an einem Behinderten Fahrrad verbessert deren vielseitigen Verwendungen. Diese technischen Ausführungen können mit Belastungsmessgeräten für unterschiedliche Werte ausgestattet werden.
6. Anspruch: Am Heimtrainer sind Zusatzteile und stufenweis schaltbare Geräte zur Kräftigung der Arm-, Schulter- und Rückenmuskulatur mit variablen Belastungswerten positioniert. Dazu werden zum Beispiel die handelsüblichen Working Stöcke so benutzt, dass ihre Hebe- und Druckkraft Potenziale über eine mechanische Verbindung zu den Füßen oder Pedalen eine muskuläre Belastung der Bein-, Rumpf- und Armmuskulatur erzeugt.
7. Anspruch: Zur verbesserten Simulation des verlängerten Schrittes am Tretlager wird der Pedal Arm mit einem zusätzlichen Gelenk, dass in der oberen Pedalstellung den Pedal Arm verkürzt und diesen bei der Beinbewegung nach unten verlängert, ausgestattet.
8. Anspruch Für die Auswechslung eines alten Tretlager mit einem neuen in einem vorhandenen Fahrrad werden fixierende Gestelle benutzt.

Images