DE202014003803U1

DE202014003803U1 - Tretkurbelantrieb einer Maschine, insbesondere eines Fahrrads

Info

Publication number: DE202014003803U1
Application number: DE201420003803
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-05-02
Publication date: 2014-09-30
Anticipated expiration: 2024-05-03
Also published as: DE102013010951A1; DE102013010951B4

Abstract

Tretkurbelantrieb einer Maschine, insbesondere eines Fahrrads, aufweisend eine Überholkupplung und dessen Kurbelsatz (Kurbeln/Kurbel (18, 19) mit Kurbelwelle) von Menschenmuskeln oder von Menschenmuskeln und einem an einem Rahmen (37) der Maschine/eines Fahrrads angebrachten Motor (36) in Bewegung versetzt sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kurbelsatz (19, 42) ein Kurventräger (5, 39) befestigt ist, der in der Zugphase/Zug- und Schubphase/Zug-, Hub- und Schubphase des Tretzyklus durch eine an dem Rahmen (13, 37) des Fahrrads (4) bzw. der Maschine untergebrachte mechanische/elektromechanische Einheit die Fortbewegung der Kurbel/Kurbeln (18, 19) unterstützt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tretkurbelantrieb einer Maschine, insbesondere eines Fahrrads, aufweisend eine Überholkupplung und dessen Kurbelsatz (Kurbeln/Kurbel mit Kurbelwelle) von Menschenmuskeln oder von Menschenmuskeln und einem an einen Rahmen der Maschine/eines Fahrrads angebrachten Motor in Bewegung versetzt sein kann.
Die einfachsten herkömmlichen Tretkurbelantriebe bestehen meistens aus zwei an der Kurbelwelle befestigten Tretkurbeln und getriebene Welle. Die Kurbelwelle und getriebene Welle sind mittels eines Getriebes, meist Kettengetriebes, und einer Überholkupplung miteinander verbunden.
In der Zug- und Schubphase der runden Tretbewegung, in Winkelbereichen von oberem und unterem Totpunkten der Kurbeln können die geringsten Kräfte, öfter niedriger als notwendig ist, entwickelt sein, was man bei Tretbewegung ermüdet wird. Anwendung der entwickelten Tretkurbelantriebe mit speziellen Kettenblättern z. B. des DE 69217979T2 verschärft diesen Nachteil, da man in Winkelbereichen an oberem und unterem Totpunkten die Kurbel- und Beinbewegung beschleunigen muss.
Die bekannten Maschinen mit Hilfsmotor darunter auch aus EP 2599707A1 weisen diesen Nachteil auf, da bei der den Akku genötigt schonenden Nonstopradfernfahrt keine Vorrichtung zur Unterstützung der Tretbewegung ausschließlich in Zugphase/Zug- und Schubphase/Zug-, Hub- und Schubphase des Tretzyklus vorgesehen ist und der Tretkurbelantrieb mit dem Hilfsmotor dieser Maschinen keine Einrichtung zur Erkennung unterschiedlicher Phasen des Tretzyklus aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines ergonomischen Tretkurbelantriebs, der effizienteren Einsatz von Muskelkraft durch die Unterstützung in schwachen Phasen der Tretbewegung rechtzeitig in dem Tretzyklus bringen kann.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Schutzanspruches gelöst. Weitere Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Erfindungsgemäß ist an dem Kurbelsatz ein Kurventräger befestigt ist, der in der Zugphase/Zug- und Schubphase/Zug-, Hub- und Schubphase des Tretzyklus durch eine an dem Rahmen des Fahrrads bzw. der Maschine untergebrachte mechanische/elektromechanische Einheit die Fortbewegung des Kurbelsatzes unterstützt. Der Kurventräger und die erwähnte Einheit können als ein Umlaufnocken und als ein von dem Umlaufnocken den Motor einschaltender Schalter ausgebildet sein. Der Kurventräger und die erwähnte Einheit können als eine Kurvenscheibe und als ein Schwingfederrollhebel, deren Hebelachse an dem Rahmen des Fahrrads bzw. der Maschine unbeweglich angebracht ist und deren Hebelrolle an einer Kurvenkontur der Kurvenscheibe angedrückt ist, ausgebildet sein, wobei der Schwingfederrollhebel die Kurvenscheibe von antreibender Druckphase des Tretzyklus zu erwähnter getriebene Phase des Tretzyklus und umgekehrt – von der getriebene Phase/Phasen zu antreibender Druckphase – umschalten. Druckkraft der Hebelrolle kann reguliert sein. Der Kurventräger und die erwähnte Einheit können an der linken Kurbel des Kurbelsatzes befestigt sein. Die Hebelrolle mindestens einen Sattelumkehrpunkt der Kurvenkontur der Kurvenscheibe und die Kurbel einen Anfangspunkt der Druckphase der Tretbewegung können gleichzeitig verlaufen. Die Hebelrolle mindestens einen Scheitelumkehrpunkt der Kurvenkontur der Kurvenscheibe und die Kurbel einen Endpunkt der Druckphase der Tretbewegung können gleichzeitig verlaufen. Ein Scheitelpunkt kann in Bogen des Radius von 0–6 mm liegen. Ein Schwingfederrollhebel kann einseitig oder zweiseitig sein. Ein Schwingfederrollhebel kann als Winkelschwingfederrollhebel ausgeführt sein. Eine mechanische unterstützende Einheit kann mit mehrere Zugfedern sein. Ein ansteigender Ast kann in Zentralwinkel von α = 70° – 100° liegen. Ein Krümmungshalbmesser der Kurvenkontur kann mehr als ein Außenradius einer Hebelrolle sein. Eine Kurvenscheibe kann mit symmetrisch gleichen ansteigenden und absteigenden Ästen ausgeführt sein. Eine Kurvenscheibe kann einen ansteigenden Ast und einen absteigenden Ast aufweisen. Die ansteigenden Äste der Kurvenscheibe können einander nicht gleich sein. Ein Umlaufnocken kann ein oder zwei Nocken aufweisen. Ein Umlaufnocken kann an der Kurbelgarnitur fest befestigt sein.
Die Erfindung soll im nachstehenden an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:
1–3 – Fahrräder mit Kurvengetrieben
4 – Kurvengetriebe, wenn rechte Kurbel in Anfangslage der Druckphase liegt
5–7 – Zwischenlagen der Kurvenscheibe und des Schwingfederrollhebels
8 – Endlage der rechten Kurbel
9–11 – Varianten von Kurvenscheiben
12 – Fahrrad mit Tretkurbelantrieb und Hilfsmotor
Die Kurvengetriebe 1–3 des Fahrrads 4 bestehen aus der Kurvenscheibe 5, die Schwingfederrollhebel 6–8 und die Zugfeder 9–11, installiert an der linken Seite des Fahrrads 4. Die Zugfeder 9 sichert den Kraftschluss der Hebelrolle 12 des einseitigen Schwingfederrollhebels 6, die Zugfeder 10 – des zweiseitigen Winkelschwingfederrollhebels 7, die Zugfeder 9', 11 – des zweiseitigen Schwingfederrollhebels 8 an der Kurvenscheibe 5. Die Spannung der Zugfeder 9' hängt von Länge der Spannschraube 9''. Die Schwingfederrollhebel 6–8 sind an dem an dem Rahmen 13 unbeweglich untergebrachten Hebelachsen 14, 15 drehbar angebracht. Die Hebelrolle 12 befindet sich an dem Sattelumkehrpunkt 16 der Kurvenkontur 17 der Kurvenscheibe 5 (4). Gleichzeitig befindet sich die rechte Kurbel 18 an dem Anfangspunkt der Druckphase der Tretbewegung. Während der Druckphase der rechten Kurbel 18 entwickelt der Fahrer die größte Kraft, wirkend überwiegend senkrecht nach unten, zur Fortbewegung und dem Hub der linken Kurbel 19 zusammen mit dem Pedal 20 und dem linken Bein (5). In der Druckphase unter Druck der Kurvenscheibe 5 rollt sich die Hebelrolle 12 über den ansteigenden Ast 21 der Kurvenkontur 17 der Kurvenscheibe 5; der Schwingfederrollhebel 8 wendet sich ausgesehen im Uhrzeigersinn, dabei spannt der Schwingfederrollhebel 8 die Zugfedern 9, 11 auf. Wenn die rechte Kurbel 18 in dem Endpunkt der Druckphase ankommt, berühren sich die Hebelrolle 5 und die Kurvenkontur 17 an dem Scheitelumkehrpunkt 22 der Kurvenkontur 17 (6). Hier sind die Spannkraft der Zugfeder 9, 11 und die Druckkraft zwischen der Hebelrolle 5 und der Kurvenkontur 17 äußerst groß. In der Zugphase der rechten Kurbel 18 und der Schubphase der linken Kurbel 19 unter Druck der Hebelrolle 12 wird die Kurvenscheibe 5 angetrieben (7). Hier rollt sich die Hebelrolle 12 über den absteigenden Ast 23 der Kurvenkontur 17, solange die Hebelrolle 12 zweiten Sattelumkehrpunkt 24 der Kurvenkontur 17 der Kurvenscheibe 5 erreicht (8). Ohne Menschenwirkung auf Pedale lässt sich die linke Kurbel 19 in dieser Anfangs- und Bereitstellung stets, da durch die Druckwirkung der Hebelrolle 12 auf die Kurvenscheibe 5 freie unbeabsichtigte Kurvenscheibendrehung ausgeschlossen ist. Die Kurvenscheibe 25 mit symmetrisch gleichen ansteigenden und absteigenden Ästen 26–29 ist zentral- und axial-symmetrisch ausgeführt. Die asymmetrische Kurvenscheibe 30 weist einen in dem Zentralwinkel von α₃₀ = 80° liegenden ansteigenden Ast 31 und einen absteigenden Ast 32 auf. Die ansteigenden Äste 33, 34 der Kurvenscheibe 35 sind einander nicht gleich. Der Tretkurbelantrieb des Fahrrads mit dem Hilfsmotor 36 und dem Rahmen 37 unterstützt die Tretbewegung, wozu der Schalter 38 und der Umlaufnocken 39, die an rechter Seite des Fahrrads untergebracht sind, dienen. Der Umlaufnocken 39 weist zwei Nocken 40, 41 auf. Der Umlaufnocken 39 ist an der Kurbelgarnitur 42 fest befestigt. Unter Umständen kann Umlaufnocken nur ein Nocken mit Zentralwinkel von 90–280° aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69217979 T2 [0003]
EP 2599707 A1 [0004]

Claims

Tretkurbelantrieb einer Maschine, insbesondere eines Fahrrads, aufweisend eine Überholkupplung und dessen Kurbelsatz (Kurbeln/Kurbel (18, 19) mit Kurbelwelle) von Menschenmuskeln oder von Menschenmuskeln und einem an einem Rahmen (37) der Maschine/eines Fahrrads angebrachten Motor (36) in Bewegung versetzt sein kann, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kurbelsatz (19, 42) ein Kurventräger (5, 39) befestigt ist, der in der Zugphase/Zug- und Schubphase/Zug-, Hub- und Schubphase des Tretzyklus durch eine an dem Rahmen (13, 37) des Fahrrads (4) bzw. der Maschine untergebrachte mechanische/elektromechanische Einheit die Fortbewegung der Kurbel/Kurbeln (18, 19) unterstützt.
Tretkurbelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurventräger als ein Umlaufnocken (39) und die erwähnte Einheit als ein von dem Umlaufnocken (39) den Motor (36) einschaltender Schalter (38) ausgebildet sind.
Tretkurbelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurventräger als eine Kurvenscheibe (5) und die erwähnte Einheit als ein Schwingfederrollhebel (6–8), deren Hebelachse (14, 15) an dem Rahmen (13) des Fahrrads bzw. der Maschine unbeweglich angebracht ist und deren Hebelrolle (12) an einer Kurvenkontur (17) der Kurvenscheibe (5) angedrückt ist, ausgebildet sind, wobei der Schwingfederrollhebel (6–8) die Kurvenscheibe von antreibender Druckphase des Tretzyklus zu erwähnter getriebene Phase des Tretzyklus und umgekehrt – von der getriebene Phase/Phasen zu antreibender Druckphase – umschaltet.
Tretkurbelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurventräger und die erwähnte Einheit an der linken Kurbel (19) des Kurbelsatzes befestigt ist.
Tretkurbelantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelrolle (12) mindestens einen Sattelumkehrpunkt (16) der Kurvenkontur (17) der Kurvenscheibe (5) und die Kurbel (18) einen Anfangspunkt der Druckphase der Tretbewegung gleichzeitig verlaufen.
Tretkurbelantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelrolle (12) mindestens einen Scheitelumkehrpunkt (22) der Kurvenkontur (17) der Kurvenscheibe und die Kurbel (18) einen Endpunkt der Druckphase der Tretbewegung gleichzeitig verlaufen.