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Die Erfindung betrifft ein Pedal zur Verwendung bei Fahr-
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zeugen, insbesondere Fahrrädern und Tretbooten, sowie bei Antrieben
wie z.B. muskelgetriebenen Notstromaggregaten.
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Pedale bei Fahrzeugen und Antrieben sollen ein günstiges Verhältnis
von aufgewendeter Kraft zu erzielter Leistung ermöglichen. Da beim Treten nur in
einem Bereich von etwa 2/5 der Gesamtumdrehung eines Pedals eine wirksame Kraftübertragung
vom Oberschenkel auf die Kurbel erreicht werden kann - ab dem unteren Totpunkt wird
das Pedal durch jenes auf der anderen Seite gehoben - soll auch ein Ziehen an den
Pedalen ermöglicht werden.
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Heute wird dies bekannterweise bei Fahrrädern durch eine Kombination
von Clips, Riemen und Halteplatte erreicht, welche eine nahezu feste Verbindung
zwischen Schuh und Pedal ermöglichen.
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Abgesehen von den Schwierigkeiten des Einsteigens in diese Pedale
stellen sie auch eine erhöhte Unfallgefahr - insbesondere im Strassenverkehr - dar,
da das Festschnallen und Lösen der Riemen während der Fahrt durchgeführt werden
muß und ein schnelles Absteigen im Notfall fast nicht möglich ist. Als weiterer
Nachteil muß die Eigenschaft der Rastplatte gesehen werden, die bei nicht genau
ustierter Montage durch ungleichmäßige Belastung Knöchelgelenksschädigungen hervorrufen
kann.
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Die für Pedale für Rennfahrräder gemäß DE-GM 81 10 657.2 vorgeschlagene
Verbindung zwischen Schuh und Pedal wiederum verlangt unbedingt einen speziell ausgerüsteten
Schuh, andererseits kann mit einem so ausgerüsteten Schuh nicht mehr gegangen werden.
Zusätzlich ist der Hohlraum, welcher den Verriegelungsteil des Schuhs aufnehmen
soll, verschmutzungsempfindlich. Rastung und viele Einzelteile, welche eine eure
Fertigung nach sich ziehen, sowie ein erschwertes Anbringen der nach der Strassenverkehrsordnung
vorgeschriebenen Reflektoren sind Punkte, die bei einer Rastvorrichtung
Schuh-Pedal
vermieden werden sollten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen formschlüssigen Verbund
Schuh-Pedal herzustellen, wobei einerseits mit dem entsprechend ausgerüsteten Schuh
nach wie vor ein Gehen möglich sein soll und andererseits auch mit normalem Schuhwerk
pedaliert werden können soll. In beiden Fällen muß ein Betriebsfall möglich sein,
der ein sofortiges Absteigen im Gefahrenfalle erlaubt. Die Konstruktion soll außerdem
verschmutzungsunempfindlich sein und einfach, d.h.
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auch billig herstellbar sein.
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Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
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Demgemäß wird an Schuh und Pedal je ein Teil einer leicht lösbaren
bajonettähnlichen Verbindung befestigt, welche einen Betriebsbereich (Verriegelungslage),
der eine formschlüssige Verbindung herstellt, einen zweiten Betriebsbereich ("lose
Rastung), welcher ein jederzeitiges Absteigen vom Pedal ermöglicht, sowie einen
Trennbereich umfaßt (Trennlage), welcher den Übergang in bzw. aus dem formschlüssigen
Bereich erlaubt.
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Um auch bei Verschmutzungen, wie sie z.B. beim Gehen auf Waldböden
auftreten können, ein klagloses Verriegeln zu ermöglichen, besitzen die vorgeschlagenen
Teile der Verbindung selbstreinigende Eigenschaften, insbesondere werden verschmutzungsempfindliche
Hohlräume vollständig vermieden.
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Dabei gewährt die gewählte Pedalgestaltung auch ein Pedalieren mit
herkömmlichem Schuhwerk. Dieses Schuhwerk kann aber durch Montage des entsprechenden
Verbindungsteils mittels Riemen und Rastplatte mit vollem Funktionsumfang benutzt
werden. Günstiger ist aber ein Schuh, der fest mit dem Verbindungsteil versehen
ist.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß
eine
feste Verbindung Schuh-Pedal ohne Mithilfe einer händischen Manipulation hergestellt
und gelöst werden kann, so daß eine erhebliche Verminderung der Unfallgefahr beim
Anfahren und Ahhalten erreicht wird.
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Außerdem wird durch die Verdrehbarkeit um die zur Pedalachse rechtwinklige
Achse des Schuhteils gegenüber dem Pedalteil der Verriegelungsvorrichtung die Kraftübertragung
zwischen den beiden Verriegelungsteilen vom einer exakten Justage zueinander unabhängig,
wodurch die Montage des Schuhteils an einen Schuh wesentlich unkritischer ist als
mit den Rastplatten für herkömmliche Rattrap-Pedale. Der wesentliche Vorteil der
Verdrehbarkeit besteht darin, daß bei Ausübung von Zug auf das Pedal das Knöchelgelenk
automatisch gleichmäßig belastet wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und zeigen in Verbindung mit den Unteransprüchen die Funktion der wesentlichen Bestandteile.
In der Zeichnung stellen dar: Figur 1 Pedal- und Schuhteil einer Verriegelungseinrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Untersicht in Trennlage;
Figur 2 einen Schnitt durch Pedal- und Schuhteil unter 450 zur Pedalachse; Figur
3 einen Schnitt durch die Zentrierebene des Schuhteils; Figur a Pedal- und Schuhteil
der Verriegelungseinrichtung in Unteraicht in Verriegelungslage; Figur 5 einen Schnitt
durch Pedal- und Schuhteil parallel zur Pedalachse;
Figur 6 einen
Grundriß und einen Schnitt durch Pedal- und Schuhteil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung in Verriegelungslage; Figur 7 einen Grundriß und einen Schnitt durch
Pedal- und Schuhteil gemäß Figur 6 bei 2'loser Rastung"; Figur 8 eine Schrägansicht
eines Pedalteiles und eines als Adapter ausgebildeten Schuhteils gemäß der Erfindung.
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Bei dem Beispiel nach Figuren 1 bis 5 wird eine Ausführungsform für
Sportschuhe, insbesondere Radsportschuhe mit einem fest mit der Sohle verbundenen
Schuhteil der Verriegelungseinrichtung vorgeschlagen. Die Darstellungen zeigen nur
die Verriegelungseinrichtungen, jedoch nicht Sohle, Schuhe oder sonstiges.
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In den Figuren 1 und 3 werden die wesentlichen Bestandteile des der
Erfindung zugrundeliegenden bajonettähnlichen Verriegelungsmechanismus dargestellt.
In einem herkömmlichen Pedalrahmen 1 ist eine Verriegelungsplatte 9 montiert, welche
eine windmühlenradähnliche Ausnehmung 3 mit vier Zähnen 4 besitzt, die drei Aufgabe
erfüllt: - Sie erlaubt das Einführen einer mit vier Flügeln 5 versehenen Verriegelungsplatte
10 des Schuhteils in die Verriegelungsplatte 9 des Pedalrahmens 1.
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- Das Zentrieren der Verriegelungsplatte 10 des Schuhteils in der
Verriegelungsplatte 9 des Pedals 1.
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- Das Herstellen der formschlüssigen Verbindung zwischen den genannten
Verriegelungsplatten 9 und 10 in allen drei Raumrichtungen.
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Das Einführen, welches mit zur Fahrtrichtung verdrehtem Fuß in Trennlage
durchgeführt werden muß, wird dadurch gelöst, daß die Ausnehmung 3 der Verriegelungsplatte
9 des
Pedals eine den Flügeln 5 der Verriegelungsplatte 10 des Schuhteils
entsprechende, um einen hinreichenden Toleranzbereich vergrößerte Gestalt aufweist,
wobei ein Trittschutz 2 den Einführungsvorgang , der in einer zur Fahrtrichtung
und-Pedalachse normalen Richtung und mit ein- oder auswärts gedrehtem Fuß durchgeführt
werden muß, dadurch erleichtert, daß er die Einhaltung des Trennbereiches unterstützt.
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Das Zentrieren der Flügel 5 der Verriegelungsplatte 10 des Schuhteils
wird durch eine Zentrierscheibe 11, die sich zwischen der Verriegelungsplatte 10
des Schuhteils und einer Bodenplatte 12 des Schuhteils befindet und an ihrem Umfang
abwechselnd Führungs- und Zentrierabschnitte 13 bzw. 14 aufweist, dadurch vorbereitet,
daß beim Einführen der Verriegelungsplatte 10 des Schuhteils die Zentrierabschnitte
14 des Schuhteils gegenüber Führungsabschnitten 15 des Pedals 1 zu liegen kommen,
die den inneren Rand der Zähne 4 bilden.
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Die Verriegelungsplatte 10 des Schuhteils wird dadurch in der Verriegelungsplatte
9 des Pedals 1 zentriert, daß beim Zurückdrehen des Fußes aus der Trennlage in die
Fahrrichtung die Zentrierabschnitte 14 des Schuhteils auf den Führungsabschnitten
15 des Pedals 1 auflaufen, wodurch schließlich alle vier Führungsabschnitte 13 des
Schuhteils mit den Führungsabschnitten 15 des Pedals eine formschlüssige Verbindung
herstellen, womit die Verriegelungslage nach Figur 4 erreicht ist In der zuletzt
genannten zentrierten und verriegelten Position liegen die Flügel 5 der Verriegelungsplatte
10 des Schuhteils unter der den Zähnen 4 der VerriegelungspEatte 9 des Pedals 1,
wobei die beim Pedalieren zyklisch aufeinanderfolgenden Druck-, Schub- und Zugkräfte
vom Fuß auf das Pedal durch jeweils unterschiedliche Teile der Verriegelungseinrichtung
übertragen werden. Die in Richtung normal auf die Pedalachse auftretenden Druckkräfte
werden von der Bodenplatte 12 des Schuhteils auf die Verriegelungsplatte 9 des
Pedals
1 übertragens die Zugkräfte der Verriegelungsplatte 10 des Schuhteils über die Flügel
5 werden von den Zähnen 4 der Verriegelungsplatte 9 des Pedals aufgenommen; die
in der Pedalebene in Fahrtrichtung wirkenden Schubkräfte werden von den vorderen
und hinteren Führungsabschnitten 13 des Schuhteils auf die Führungsabschnitte 15
des Pedals 1 übertragen; die seitlichen Führungsabechnitte uebernehmen die Seitenführung
des Schuhs. Um diese Funktionen sicher zu gewährleisten, muß die Rastplatte, - bestehend
aus den Teilen 10, 11 und 12 - verdrehsicher mit dem Schuh verbunden sein, was z.B.
mit Stiften oder Schrauben durch Bohrungen 7, 8 erreicht werden kann.
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In den Figuren 6, 7 und 9 wird eine Ausführungsform gezeigt, die sowohl
die Verriegelung (Figur 6) als auch die sogenannte "lose Rastung" (Figur 7) ermöglicht.
In diesen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugsziffern
wie zum ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet, denen jedoch ein Strich (') hinzugefügt
wurde.
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Der Pedalrahmen 1' gleicht dem zu dem ersten Ausführungsbeispiel und
weist wiederum eine Verriegelungsplatte 9' auf, in die eine windmühlenradähnliche
Ausnehmung 3' mit vier Zähnen 4' eingestanzt ist. Die Verriegelungsplatte 10' auf
Seiten des Schuhs weist eine Bodenplatte 12', eine nockenförmige Zentrierscheibe
11' mit den als Nocken ausgebildeten Führungsabschnitten 13' und den dazwischenliegenden
Zentrierabechnitten 14' sowie ferner unterhalb der Zentrierscheibe 115 gelegene
vier Flügel 5' auf. Die radialen Seitenränder der Flügel sind mit sich nach unten
erstreckenden Stegen 6 versehen.
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Wie aus Figur 6 hervorgeht, kann die Verriegelung zwischen Pedal und
Schuhteil ebenso erfolgen, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren
1 bis 5. Durch Drehung des Fußes werden die Flügel 5' in die einzelnen Abteilungen
der Ausnehmung 3' eingesetzt und anschließend durch Drehung des Fußes in Fahrtrichtung
unter die Zähne 4' gebracht.
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Die Nocken der Zentrierscheibe 11' liegen in der Verriegelungsstellung
mit ihren Führungsabschnitten 13' an den Führungsabschnitten 15B der Zähne 4'.
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Wie in Figur 7 gezeigt, kann ein einfaches und damit rasches Aufsteigen
durch gerades Aufsetzen des Schuhs auf das Pedal erfolgen, wodurch die Flügel 5'
des Schuhteils auf die Zähne 4' des Pedals zu liegen kommen. Die Stege 6 umfassen
dabei die Seitenkanten der Zähne 4' von oben.
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Aus dieser Lage kann jederzeit ohne zusätzliche Drehung des Fußes
sofort abgestiegen werden. Die Ausbildung der Verriegelungsplatte 10' verhindert
einAbrutschen des Schuhs vom Pedal in dieser Lage. Damit ist die sogenannte "lose
Rastung" hergestellt. Sie erlaubt im Gegensatz zirverriegelten Lage entsprechend
Figur 6 die Ausübung von Druck, jedoch nicht von Zug auf das Pedal, wie es auch
bei herkömmlichen Pedalen ohne Clips und Riemen der Fall ist.
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Diese Ausprägung der Verriegelungseinrichtung erfülllt demnach zwei
Aufgaben: - Sie ermöglicht rasches Auf- und Absteigen; - sie verhindert ein Abrutschen
des Schuhs vom Pedal.
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In Figur 8 ist die Verriegelungsplatte 10' mit der Bodenplatte 121,
dem Trittschutz 2 auf einem Adapter 16 montiert, der die Befestigung an normalem
Schuhwerk ermöglicht.
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Die Befestigung des Adapters an den Schuhen kann durch Riemen, integrierte
Clips, Klemmvorrichtungen für die Schuhsohle oder ähnliches erfolgen, wobei ein
Herausrutschen des Schuhs aus dem Adapter durch eine geeignete rutschfeste Zwischenlage
wie z.B. Gummiauflage, Riffelung etc. verhindert werden kann. Diese Vorrichtung
ist zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß die Montage und Demontage vom Schuhwerk
jederzeit und einfach erfolgen kann.