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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Fahrräder, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Antriebseinheit ist beispielsweise aus der
DE 60 2004 000 853 T2 bekannt. Diese Antriebseinheit weist ein Fahrradpedal auf, das um eine Pedalwelle (auch Pedalachse genannt) drehbar gelagert ist. Die Pedalachse überträgt die Kräfte vom Pedalkörper zur Fahrradkurbel. Die Pedalachse ist dabei fest mit der Fahrradkurbel verbunden, wie beispielsweise durch eine Verschraubung, während sie sich im Verhältnis zum Pedalkörper drehen kann.
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Für die drehbare Lagerung ist eine Pedallagerung vorgesehen, die beispielsweise aus Gleitlagern oder Kugellagern oder einer Kombination dieser Lagertypen besteht. Die Pedallagerung ermöglicht hierbei die Drehbarkeit des Pedalkörpers um die Pedalachse. Die Drehbarkeit des Pedalkörpers ist hierbei nötig, da sich die Fahrradkurbel beim Treten (Pedalieren) dreht und der Pedalkörper währenddessen horizontal gehalten werden muss, um die Funktion der Druckausübung und Standsicherheit des Fußes eines Fahrradfahrers auf dem Pedal zu ermöglichen.
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Die Fahrradkurbel der gattungsgemäßen Antriebseinheit besteht üblicherweise aus Aluminium, Stahl, Carbon oder Titan und überträgt die Kräfte von der Pedalachse zum Tretlager eines Fahrrads. Die Fahrradkurbel wird fest mit der Tretlagerachse verschraubt, während das Fahrradpedal bzw. dessen Pedalachse fest mit der Fahrradkurbel verbunden wird.
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Aufgrund der Lagerung der Pedalachse über eine Lagerung im Pedalkörper ergibt sich eine vergleichsweise komplexe Ausbildung der gattungsgemäßen Antriebseinheit, wobei auch die Dicke des Pedalkörpers, in dem die Lagerung für die Pedalachse untergebracht ist, relativ hoch ist.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben Art zu schaffen, die einen vereinfachten Aufbau des Pedalkörpers ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
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Im Einzelnen ist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit für Fahrräder vorgesehen, wobei es sich bei diesen Fahrrädern um jegliche Art von Fahrradtyp handeln kann, wie insbesondere Rennräder, Mountainbikes oder Tourenräder.
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Die erfindungsgemäße Antriebseinheit weist eine Fahrradkurbel auf, die einen ersten Endbereich aufweist, der zur Befestigung an einem Fahrrad-Tretlager dient. Gegenüber diesem ersten Endbereich weist die Fahrradkurbel einen zweiten Endbereich auf.
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Ferner weist die erfindungsgemäße Antriebseinheit ein Fahrradpedal auf, das einen Pedalkörper umfasst, an dem ein Kraftübertragungsteil angeordnet ist.
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Schließlich weist die erfindungsgemäße Antriebseinheit eine Lagerung für das Kraftübertragungsteil auf, die erfindungsgemäß in einer Aufnahmeausnehmung des zweiten Endbereichs der Fahrradkurbel angeordnet ist.
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Dies ergibt eine äußerst platzsparende Anordnung, da die Lagerung im Volumenkörper der Fahrradkurbel untergebracht ist. Ferner ergibt diese Lösung den Vorteil, dass der Pedalkörper äußerst dünn ausgebildet sein kann, wobei ca. 4 mm bis 8 mm Dicke bei Verwendung von Aluminium, 3 mm bis 6 mm bei Verwendung von Titan und etwa 3 mm bis 6 mm bei Verwendung von Stahl erreichbar ist.
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Ferner ergibt sich der Vorteil, dass der Pedalkörper sowohl einteilig ausgebildet sein kann, da es möglich ist, das Kraftübertragungsteil als fest mit dem Pedalkörper verbundenes Teil, insbesondere Form eines Zapfens, auszubilden, der nicht gegenüber dem Pedalkörper drehbar sein muss, da die Drehbeweglichkeit des Fahrradpedals durch das Lagern des Kraftübertragungsteils in der Lagerung erreicht wird, die in der Aufnahmeausnehmung des zweiten Endbereichs der Fahrradkurbel angeordnet ist.
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Ferner ergibt sich der Vorteil, dass das Fahrradpedal die Funktion des Pedalkörpers und des Kraftübertragungsteils übernehmen kann, obwohl diese Teile fest miteinander verbunden sind.
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Das Fahrradpedal kann vorzugsweise aus Stahl, Titan, Aluminium, Magnesium, Carbon oder Kunststoff oder einer Kombination dieser Materialien gefertigt werden.
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Die Fahrradkurbel kann vorzugsweise aus Aluminium, Titan, Magnesium oder Carbon gefertigt werden.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahmeausnehmung mit einem Innengewinde versehen, das mit einem Außengewinde zusammenwirkt, das auf einer Lagerschale angeordnet ist, mittels der die Lagerung in der Aufnahmeausnehmung fixiert werden kann.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist diese Lagerschale, die eine kreiszylindrische Hülse sein kann, einen stirnseitigen Anschlagring auf, an den sich die Lagerung anlegen kann, wenn sie in der Aufnahmeausnehmung durch die Lagerschale gesichert ist.
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Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Kraftübertragungsteil als fest mit dem Pedalkörper verbundener Zapfen ausgebildet sein. Dieser Zapfen ist vorzugsweise als kreiszylindrisches Bauteil ausgebildet, das bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform mit einem Gewinde versehen sein kann. In dieses Gewinde kann eine Fixierungsschraube eingeschraubt werden, nach dem das Kraftübertragungsteil in die Lagerung eingesetzt worden ist. Diese Fixierungsschraube kann vorzugsweise mit einer untergelegten Anlaufscheibe das Kraftübertragungsteil und damit den Pedalkörper in der Endmontageposition sichern.
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Der Pedalkörper kann entweder einstückig ausgebildet sein oder er kann aus mehreren fest miteinander zu verbindenden Bauteilen zusammengesetzt sein, die, wie zuvor erläutert, auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen können.
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Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Pedalkörper mit zumindestens einem Pin, in der Regel jedoch mit einer Mehrzahl von Pins versehen, die beidseitig von den Ebenen des Pedalkörpers vorstehen. Somit ist es möglich, den aufgesetzten Schuh eines Fahrradfahrers auf dem Pedalkörper durch die Pins in seiner Lage zu sichern und zwar auf beiden Seiten des Pedalkörpers.
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Als Lagerung kommen unterschiedliche Lagertypen in Frage, wie insbesondere Kugellager oder Gleitlager oder eine Kombination aus Kugellagern und Gleitlagern.
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Ferner ist es möglich, lediglich ein Lager vorzusehen oder eine Mehrzahl von gleichartigen oder unterschiedlichen Lagern miteinander zu kombinieren, um die Lagerung zu bilden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
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- 1 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Bauteile einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
- 2 eine schematisch leicht vereinfachte Darstellung eines Pins der erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Antriebseinheit mit einem in eine Lagerung der Antriebseinheit eingesetzten Kraftübertragungsteil eines Pedalkörpers eines Fahrradpedals,
- 4 eine Stirnansicht auf die Anordnung gemäß 3,
- 5 eine perspektivische Darstellung der aus den Bauteilen gemäß 1 zusammengesetzten, fertig montierten Antriebseinheit, und
- 6 eine der 3 entsprechende Teildarstellung der Antriebseinheit aus Sicht auf einen zweiten Endbereich einer Fahrradkurbel.
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1 zeigt in einer perspektivischen, auseinandergezogenen Darstellung die Bauteile einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 10, die für Fahrräder geeignet ist. Die Antriebseinheit 10 weist eine Fahrradkurbel 5 auf, die einen ersten Bereich 5A aufweist, der gemäß der in 1 gewählten Darstellung der obere Bereich ist und der dazu dient, die Fahrradkurbel 5 an einer Tretlagerachse eines in den Figuren nicht dargestellten Fahrrads zu befestigen.
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Die Fahrradkurbel 5 weist einen dem ersten Endbereich 5A gegenüber angeordneten zweiten Endbereich 5B auf, der eine Aufnahmeausnehmung 11 aufweist, die mit einem Innengewinde 13 versehen ist. Alternativ zu einem Innengewinde könnten auch andere Befestigungseinrichtungen vorgesehen werden. Beispielsweise wären Klemmverbindungen oder Schnapp-Rast-Verbindungen denkbar.
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Die Antriebseinheit 10 weist ferner ein Fahrradpedal 1 auf, das einen Pedalkörper 1A umfasst, an dem ein Kraftübertragungsteil 1B angeordnet ist, das bei der in den Figuren dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform einstückig mit dem Pedalkörper 1A verbunden ist. Das Kraftübertragungsteil 1B ist bei dieser besonders bevorzugten Ausführungsform als kreiszylindrischer Zapfen ausgebildet, in dem ein Innengewinde 16 angeordnet ist.
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Der Pedalkörper 1A ist ferner im Beispielsfalle mit einer Mehrzahl von Pins versehen, von denen einer repräsentativ für alle Pins mit dem Bezugszeichen 8 identifiziert ist. Im Beispielsfalle sind dreizehn Pins 8 auf dem Pedalkörper 1A angeordnet. Der Pedalkörper 1A ist zusammengesetzt aus einem äußeren ringförmig umlaufenden Steg 1C und zwei inneren Stegen 1D und 1E, die X-ähnlich zusammengesetzt sind und sich dementsprechend in einem Mittelbereich kreuzen und mit ihren Endbereichen am äußeren Steg 1C befestigt sind bzw. mit diesem einstückig ausgebildet sind. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen für die Innenstege 1D und 1E denkbar, so dass die in den Figuren dargestellte Anordnung lediglich ein Beispiel darstellt.
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2 zeigt den Aufbau des Pins 8, repräsentativ für alle in 3 sichtbaren Pins. Der Pin 8 weist zwei Endbereich 8A und 8B auf, zwischen denen ein Außengewinde 8C und eine Anschlagplatte 8D angeordnet ist.
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Zur Fixierung der Pins 8 auf den Stegen des Pedalkörpers 1A sind diese mit entsprechenden Innengewinden versehen, wobei 4 verdeutlicht, dass bei eingeschraubten Pins ein Endbereich 8A von einer ersten Pedalfläche 17 vorragt, während der gegenüberliegende Endbereich 8B von der gegenüberliegenden zweiten Pedalfläche 18 des Pedalkörpers 1A vorsteht. Damit ist es möglich, dass sich die Sohle eines Fahrradschuhs eines Fahrradfahrers sowohl auf der ersten Pedalfläche 17 wie auch auf der zweiten Pedalfläche 18 mit den Pins 8 zur Sicherung des Fußes eines Fahrradfahrers verhaken kann. Es handelt sich also um einen einteiligen Pin, der auf beiden Seiten des Pedalkörpers 1A vorsteht und für die nötige Reibung zwischen Schuh und Pedal sorgt.
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Gemäß 1 weist die erfindungsgemäße Antriebseinheit 10 ferner eine Lagerung 12 auf, die im dargestellten Beispielsfalle zwei Lager 3 und 4 aufweist, die beispielsweise als Kugellager ausgebildet sein können.
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Zur Sicherung dieser Lager 3 und 4 ist eine Lagerschale 2 vorgesehen, die eine zylindrische Hülse ist, die an einer Stirnseite mit einem Anschlagring 15 versehen ist, und an ihrer gegenüberliegenden Stirnfläche offen ausgebildet ist. Ferner ist die Lagerschale 12 mit einem Außengewinde 14 versehen, das mit dem Innengewinde 13 der Aufnahmeausnehmung 11 zusammenwirken kann.
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Den Einbauzustand der Lagerung 12 in der Aufnahmeausnehmung 13 und die Anordnung des zapfenförmigen Kraftübertragungsteiles 16 in der Lagerung 12 zeigen zunächst die 3 und 4. Aus diesen wird deutlich, dass die Lagerung 12, die im Beispielsfalle zwei Lager 3 und 4 umfasst, in die Aufnahmeausnehmung 11 eingesetzt wird, nachdem die Lager 3 und 4 in die Lagerschale 2 eingebracht worden sind und diese Lagerschale 2 über ihr Außengewinde 14 in das Innengewinde 13 der Aufnahmeausnehmung 11 eingeschraubt worden ist. Nach diesem Einsetzen der Lagerung 12 wird der Zapfen 1B in die Lagerung 12 eingeschoben, was sich aus der Darstellung der 3 und 4 ergibt. Alternativ ist es möglich, den Zapfen 1B, die Lagerung 12 und die Lagerschale 2, vorzugsweise mittels einer Presspassung, vorab zusammenzusetzen. Hierfür ist es möglich, das Fahrradpedal 1 bzw. den Pedalkörper 1A, die Lagerschale 2, die Anlaufscheibe 6 und die Fixierungsschraube 7 sowie die Lagerung 12 vorab fertig zusammenzubauen, so dass sie eine Pedal-/Lagereinheit bilden. Diese Pedal-/Lagereinheit kann dann in die Aufnahmeausnehmung 11 eingesetzt und beispielsweise in dieser verschraubt oder durch andere Befestigungseinrichtungen fixiert werden.
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Ferner ist es auch möglich, die gesamte Antriebseinheit 10 als komplett verbaute Einheit bereitzustellen.
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Um den Zapfen 1B und damit den Pedalkörper 1A des Fahrradpedals 1 in dieser Montageposition zu sichern, ist eine in 1 dargestellte Fixierungsschraube 7 vorgesehen, die ein Außengewinde aufweist, das in das Innengewinde 16 eingeschraubt werden kann. Ferner dient eine Anlaufscheibe 6, in die der Gewindezapfen der Fixierungsschraube 7 bei der Montage eingreift, als weitere Sicherung der eingesetzten Position des Kraftübertragungsteils bzw. des Zapfens 1B.
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Die Endmontageanordnung ist aus 6 ersichtlich, die die Fixierungsschraube 7 und die Anlaufscheibe 6 in der Endmontageposition verdeutlicht.
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Ferner verdeutlicht 5 in einer Gesamtansicht die fertig montierte Antriebseinheit 10 mit ihren zuvor erläuterten Komponenten.
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Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zur Ergänzung der Offenbarung explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 6 Bezug genommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrradpedal
- 1A
- Pedalkörper
- 1B
- Übertragungsteil / Zapfen
- 2
- Lagerschale
- 3, 4
- Lager
- 5
- Fahrradkurbel
- 5A, 5B
- Endbereiche
- 6
- Anlaufscheibe / Unterlegscheibe / Sicherungsscheibe
- 7
- Fixierungsschraube / Sicherungsschraube
- 8
- Pin
- 8A, 8B
- Endbereiche
- 8C
- Außengewinde
- 8D
- Anschlag
- 9
- Verbindungsbereich zwischen den Endbereichen 5A und 5B
- 10
- Antriebseinheit
- 11
- Aufnahmeausnehmung
- 12
- Lagerung
- 13
- Innengewinde
- 14
- Außengewinde
- 15
- Anschlagring
- 16
- Innengewinde
- 17, 18
- Oberflächen / Pedalflächen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 602004000853 T2 [0002]
