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Titel: Fahrzeug, insbesondere Fahrrad
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad mit
Tretkurbelantrieb und einer durch ein Zugmittel betätigten Bremse.
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Fahrzeuge mit Tretkurbelantrieb, die besonders leicht laufen sollen,
wie beispielsweise Sport- und Rennfahrräder, werden in der Regel mit Felgenbremsen
ausgerüstet, die besonders leicht sind und über Seilzüge von der Lenkstange aus
von Hand betätigt werden. Diese Felgenbremsen haben jedoch den Nachteil, daß ihre
Wirkung begrenzt ist, da auf dem langen Weg vom Betätigungshandgriff zur Bremse
im Bowdenzug viel Spiel vorhanden ist und durch den Seil rock im Seilzug viel von
der Seil zugkraft verloren geht. Vor allem aber sind die Kräfte begrenzt, die mit
dem Handhebel auf den Seilzug übertragen werden können, so daß die Bremsbacken der
Felgenbremse nur mit mäßiger Andruckkraft auf die Felge wirken. Hierdurch ergibt
sich für Fahrräder mit Felgenbremse ein wesentlich längerer Bremsweg als für Fahrzeuge
mit Rücktrittbremse, bei denen jedoch größere Reibungsverluste bei normaler Fahrt
auftreten und die auch schwerer sind als Fahrzeuge mit Felgenbremsen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit Tretkurbelantrieb und
einer durch Zugmittel betätigten Bremse so
auszubilden, daß die
Bremse auch bei Fahrzeugen mit Antriebsfreilauf mit der Tretkurbel betätigt werden
kann, wie dies sonst nur bei Rücktrittbremsen bekannt ist, die in der Antriebsachse
eingebaut sind.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das Zugmittel
am mitgenommenen Laufring einer Freilaufkupplung befestigt ist, deren mitnehmender
Laufring undrehbar mit der Tretkurbel verbunden ist.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß auch eine durch ein Zugmittel
betätigte Felgenbremse oder Trommelbremse durch Rückwärtstreten des Tretkurbelantriebes
betätigt werden kann. Durch den langen Hebelarm des Tretkurbelarmes und die Beinkraft
des Fahrers können über das Zugmittel wesentlich höhere Andruckkräfte auf die Bremse
übertragen werden. Da sich der Tretkurbelantrieb zwischen den Federn befindet, ist
der Weg insbesondere zur Hinterradbremse nur kurz und in dem zur Bremse führenden
Zugmittel treten weniger Zugkraftverluste auf als bei einer von der Lenkstange aus
von Hand betätigten Bremse. Hiervon abgesehen spielen diese Verluste beim Rücktritt
mit einer Tretkurbel nur eine untergeordnete Rolle, da mit der Tretkurbel eine wesentlich
größere Winkelbewegung ausgeführt werden kann als mit einem Handhebel, dessen möglicher
Schwenkwinkel von der Spanne abhängig ist, die mit einer Hand ergriffen werden kann.
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Nach der Erfindung ist das Zugmittel in vorteilhafter Weise derart
an der äußeren Umfangsfläche des mitgenommenen Laufring oder eines mit diesem verbundenen
Mantelringes befestigt, daß es bei dessen Drehung auf dieser Umfangsfläche auf-
bzw. abwickelbar ist. Dies hat den Vorteil, daß die Bewegungsmöglichkeit der Bremsbacken
nur durch die Anlage an der abzubremsenden Fläche begrenzt wird und ein nur von
der Kraft des Fahrers begrenzter Anpreßdruck unbeschränkt
auf die
Bremse übertragen werden kann.
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Das Zugmittel kann je nach Art des Fahrzeuges eine Zugstange oder
eine Kette sein. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung eines Drahtseiles, dessen
eines Ende am beweglichen Teil der Bremse und dessen anderes Ende in einem Zapfen
festgelegt ist, der parallel zur Tretkurbelachse in einer an der äußeren Umfangsfläche
der Freilaufkupplung angeordneten Halterung drehbar gelagert ist. Dies hat den Vorteil,
daß das Seil an seiner Befestigungsstelle keiner Quetschbeanspruchung unterworfen
ist und sich ohne abzuknicken leicht auf dem äußeren Umfang des Laufring bzw. des
mit diesem verbundenen Mantelringes aufwickeln kann.
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Bei einem Fahrzeug, bei dem die Tretkurbel auf das Antriebsrad eines
Antriebsgetriebes wirkt, das durch eine Freilaufkupplung mit der Antriebswelle des
Fahrzeuges verbunden ist, ist es besonders zweckmäßig, wenn die Tretkurbel gegenüber
dem Antriebsrad drehbar und in Antriebsrichtung mit diesem über Mitnehmer kraftschlüssig
verbindbar ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sich nach Bremsbetätigung
die Bremse erst vollständig lösen kann, bevor von der Tretkurbel auf das Antriebsrad
des Antriebsgetriebes Vortriebskräfte über das Gesperre des Antriebsfreilaufes auf
das Fahrzeug übertragen werden. Die Wirkung beruht hierbei darauf, daß die in jeder
Felgen- oder Trommelbremse vorhandene Rückzugsfeder die Bremsbacken löst und hierbei
gleichzeitig über das Zugmittel den Laufring der Freilaufkupplung und mit ihr das
Antriebsrad des Antriebsgetriebes zurückstellen kann, sobald die vom Tretkurbelantrieb
auf die mit dem Zugmittel verbundene Freilaufkupplung ausgeübte Zugwirkung aufhört.
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Bei Verwendung eines Kettentriebes, wie er für Fahrräder, Dreiräder
od.dgl. üblich ist, ist es vorteilhaft, wenn das
Antriebskettenrad
auf der Tretkurbelwelle frei und leicht drehbar gelagert ist und einen exzentrisch
angeordneten Mitnehmerzapfen trägt, der in die Bewegungsbahn eines Tretkurbelarmes
hineinragt.
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Wie bereits oben erwähnt, ist die Erfindung bei verschiedenen zugmittelbetätigten
Bremsen, beispielsweise bei Trommelbremsen verwendbar. Besonders vorteilhaft ist
es jedoch, wenn die Bremse eine Felgenbremse ist, deren Bremsbacken mit Hilfe einer
Rückstellfeder gelöst werden und die mit dem als Seil zug ausgebildeten Zugmittel
fest verbunden sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
an einem Beispiel näher erläutert ist. Es zeigt: Fig. 1 den mittleren Teil eines
Sportfahrrades mit Freilaufantriebsgetriebe, Tretkurbelantrieb und Hinterradfelgenbremse
in einer seitlichen Ansicht von rechts gesehen, Fig. 2 einen Diametral schnitt durch
das Tretlager mit Tretkurbelantrieb und Bremsbetätigungsvorrichtung nach der Erfindung
nach Linie II-II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 und 4 schematische,
perspektivische Darstellungen des Tretkurbelantriebs und der Zugmittelbetätigungsvorrichtung
für die Bremse im Schrägbild beim Vortrieb des Fahrzeuges und in Bremsstellung und
Fig. 5 und 6 Querschnitte durch die Freilaufkupplung zum Betätigen des Zugmittels
der
Bremse beim Vortrieb und BremsenFn den in den Fig. 3 und 4 dargestellten
Stellungen in vergrößertem Maßstab.
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In den Zeichnungen ist mit 10 ein Sportfahrrad bezeichnet, dessen
Hinterrad 11 im Fahrradrahmen 12 gelagert ist und über eine hier nicht näher dargestellte
Antriebsfreilaufkupplung von einem Tretkurbelantrieb 13 angetrieben wird.
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Das Fahrrad 10 ist mit einer Felgenbremse 14 bekannter Bauart versehen,
die am Fahrradrahmen 12 befestigt ist und mit ihren Bremsbacken 14a auf die Felge
15 des Hinterrades 11 wirkt. Die Felgenbremse 14 ist über einen Bowdenzug 16 und
einem in diesem angeordneten Drahtseil 17 mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung
verbunden, die in ihrer Gesamtheit mit 18 bezeichnet und in den Fig. 2 bis 6 näher
dargestellt ist.
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Der Tretkurbelantrieb 13 besteht aus der Tretkurbelwelle 19 und den
beiden Tretkurbeln 20 und 21, die mit der Tretkurbelwelle 19 drehfest verbunden
sind und an denen die Pedale 22 und 23 angeordnet sind.
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Die Tretlagerwelle 19 ist mit den Tretlagern 24 im Fahrradrahmen 12
drehbar gelagert und trägt auf der in Fahrtrichtung rechten Seite das Antriebskettenrad
25, über welches die Antriebskette 26 gelegt ist, die das Antriebskettenrad 25 mit
dem hier nicht näher dargestellten Antriebsritzel verbindet, welches an der Freilaufkupplung
sitzt, über welche die Vortriebskräfte auf das Hinterrad 15 übertragen werden.
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Im Gegensatz zu Fahrrädern bekannter Ausführung ist das Antriebskettenrad
25 nicht drehfest mit dem Tretkurbelantrieb 13 verbunden, sondern es ist auf der
Tretkurbelwelle 19 leicht drehbar gelagert. Es wird in Vortriebsrichtung 27 (Fig.
3 und 5) vom Tretkurbelarm 21a der rechten
Tretkurbel über einen
Mitnehmerzapfen 28a mitgenommen, der exzentrisch am Antriebskettenrad 25 befestigt
ist und in die Bewegungsbahn des rechten Tretkurbelarmes 2la hineinragt (Fig. 2
bis 4) An der linken Seite des Tretkurbelantriebes 13 ist die Zugmittelbetätigungsvorrichtung
18 für die Bremse 14 angeordnet. Diese Betätigungsvorrichtung besteht im wesentlichen
aus einer Freilaufkupplung 30, deren innerer, mitnehmender Lauf ring 31 mit der
linken Tretkurbel 20 verschweißt ist und sich zusammen mit dieser, der Tretkurbelwelle
19 und der rechten Tretkurbel 21 dreht, welche Teile alle drehfest miteinander verbunden
sind. Auf dem inneren, mitnehmenden Laufring 31 ist der äußere, mitgenommene Laufring
32 gelagert, der, wie an sich bekannt, eine Innenverzahnung aufweist und mit perrplatten
33 zusammenwirkt, die in Ausnehmungen 34 des inneren Laufring 31 schwenkbar gelagert
sind und von Federn 35 nach außen gedrückt werden. Derartige Freilaufkupplungen
sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
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Der mitgenommene, äußere Laufring 32 der Freilaufkupplung 30 trägt
einen mit diesem fest verbundenen, beispielsweise verlöteten Mantelring 36, der
auch mit dem äußeren, mitgenommenen Laufring 32 aus einem Stück bestehen kann und
über die innenliegende Stirnfläche 37 der Frei laufkupplung hinausragt, so daß er
den äußeren Rand des Tretlagers 24 übergreift und abdeckt. Auf der äußeren Umfangsfläche
38 des Mantelringes 36 ist mit einer Schraube 39 eine Halterung 40 in Form einer
Schelle befestigt, dessen Auge 41 einen Umfangsschlitz 42 aufweist. Im Auge 41 der
Halterung 40 ist ein Zapfen 43 drehbar gelagert, der eine Radialbohrung 44 aufweist,
in der das eine Ende d~s Drahtseiles 17 eingelötet, eingepreßt oder auf sonstige
Weise befestigt ist.
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Die Bremsbetätigungsvorrichtung 18 funktioniert auf folgende Weise:
Wenn zum Erzeugen des Vortriebes der Tretkurbelantrieb 13 in Richtung des Pfeiles
27 gedreht wird (Fig. 3 und 5), liegt die rechte Tretkurbel 21 am Mitnehmerzapfen
28 an und nimmt das Antriebskettenrad 25 mit, so daß die Antriebskette 26 das nicht
näher dargestellte Antriebsritzel dreht, welches über den in Antriebsrichtung sperrenden
Antriebsfreilauf das Hinterrad 15 des Fahrrades 10 antreibt. Bei der Drehbewegung
in Richtung des Pfeiles 27 dreht sich der mit der Tretkurbel 20 fest verbundene,
innere, mitnehmende Laufring 31 der Freilaufkupplung 30 gegenüber dem äußeren, mitgenommenen
Laufring 32 der Freilaufkupplung 30, der von dem zur Bremse 14 führenden Drahtseil
17 festgehalten wird.
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Wenn die Bremse 14 betätigt werden soll, wird der Tretkurbelantrieb
13 vom Fahrer in Richtung des Pfeiles 45 rückwärts getreten (Fig. 4 und 6). Hierbei
löst sich der rechte Tretkurbelarm 21a vom Mitnehmerzapfen 28, das Antriebskettenrad
25 bleibt stehen und die Tretkurbelwelle 19 dreht sich in Richtung des Pfeiles 45
in den Tretlagern 24 zusammen mit dem inneren, mitnehmenden Laufring 31 der Freilaufkupplung
30 rückwärts. Hierbei nehmen die von den Federn 35 in die Verzahnung des äußeren
Laufringes 32 gedrückten Sperrklinken 33 den äußeren Laufring 32 der Bremsbetätigungsvorrichtung
18 mit, der sich hierdurch in gleicher Richtung rückwärts dreht und das Drahtseil
17 auf der äußeren Umfangsfläche 38 des Mantelringes 36 aufwickelt (Fig. 6). Hierdurch
wird das Drahtseil 17 verkürzt und durch den Bowdenzug 16 zurückgezogen, wodurch,
wie an sich bekannt, die Bremsklötze 14a der Felgenbremse 14 gegen die Felge 15
des Hinterrades 11 gepreßt werden.
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Soll danach die Bremse gelöst und das Fahrrad weiter angetrieben werden,
wird der Tretkurbelantrieb 13 wieder in Vortriebsrichtung 27 gedreht. Da sich hierbei
beide Laufringe 31 und 32 der Freilaufkupplung 30 in gleicher Richtung 27 drehen,
wickelt sich das Drahtseil 17 von der äußeren Umfangsfläche 38 des Mantelringes
36 wieder ab, wobei die hier nicht näher dargestellte Feder in der Felgenbremse
14 die Bremsbacken 14a von der Felge 15 löst und zurückstellt und gleichzeitig das
Drahtseil 17 in seine Ausgangslage im Bowdenzug 16 zurückzieht. Bei weiterer Drehbewegung
des Tretkurbelantriebes in Richtung des Pfeiles 27 dreht sich der innere Laufring
31 frei gegenüber dem vom Drahtseil 17 festgehaltenen äußeren Laufring 32.
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Gleichzeitig legt sich die rechte Tretkurbel 21 wieder gegen den Mitnehmerzapfen
28, so daß das Antriebskettenrad 25 wieder gedreht und über die Kette 26 die Antriebskräfte
auf das Antriebsritzel und von dort über den Antriebsfreilauf auf das Hinterrad
15 übertragen werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist die Betätigungsvorrichtung
für die Bremse auch bei anderen Fahrzeugen verwendbar, die einen Tretkurbelantrieb
haben, beispielsweise bei Kinderdreirädern, Krankenfahrstühlen od.
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dgl. Ferner kann die Vorrichtung auch zur Betätigung von Trommelbremsen
oder anderen Backenbremsen dienen, deren Bremsbacken durch ein Zugmittel angestellt
werden. Als Kraftübertragungsmittel zum Betätigen der Bremse können nicht nur Seil-
oder Kettenzüge, sondern auch Zugstangen verwendet werden. Es ist auch möglich,
die Bremse an anderer Stelle des Fahrzeuges anzuordnen und auf andere drehende Teile
des Antriebes wirken zu lassen, um eine wirksame Verzögerung des Fahrzeuges herbeizuführen.
Ferner können anstelle der dargestellten und beschriebenen
Freilaufkupplung
auch andere Freilauf- oder Überholkupplungen, beispielsweise Klemmrollenfreiläufe
verwendet werden, wenn sich hierdurch Vorteile ergeben.