DE3404562A1

DE3404562A1 - Ungleichfoermig uebersetzendes tretgetriebe, bes. fuer fahrraeder und andere fahrzeuge und heimtrainer mit beinantrieb

Info

Publication number: DE3404562A1
Application number: DE19843404562
Authority: DE
Inventors: Michael Greifenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-09
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1985-08-22

Description

Uneleichförmi,sr übersetzendes Tretgetriebe, bes. für
Wahrräder und andere Fahrzeuge und Heimtrainer mit Beinantrieb Das ungleichförmig übersetzende Tretgetriebe dient der Übersetzung ungleichförmiger Drehungen der Tretkurbelwellen in gleichförmige Drehungen des ABtriebskettenrades.
Alle bisher bekannten Tretkurbelantriebe haben eine Tretkurbelwelle, an deren Enden zwei um 180 Grad versetzte Tretkurbeln drehfest angeordnet sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß im oberen bzw. unteren Totpunkt die Kraftübertragung auf den Abtrieb kurzzeitig gleich Null ist. Zum zweiten bedingt die drehfeste Anordnung der Tretkurbeln zueinander, daß stehts nur eine der Tretkurbeln zur Kraftübertragung genutzt wird, während die andere vom unteren zum oberen Totpunkt weitergeführt wird.
Dieser Nachteil ist auch nicht durch Antriebsveranderungen, wie z,B, elliptische Kettenräder oder zyklisch in der Liinge variierende Tretkurbeln zu beseitigen.
Durch die Trennung der Tretkurbelwelle in zwei von einander unabhängige koaxial gelagerte Tretkurbelwellen 1 und die Kraftübertragung auf den Abtrieb mittels Stirnrindern über eine Hilfswelle 2 sind die Tretkurbeln nur noch mittelbar von einander abhangig.
Durch eine um 180 Grad versetzte Anordnung der exzentrisch befestigten Ellipsenzahnräder 3;4 auf der Hilfswelle wird eine umgekehrt proportionale Zunahme,bzw. Abnahme der 'dinkelgeschwindigkeit der Tretkurbelwellen bei gleichförmi-,rer XinkelgeschvJindigkeit der Abtriebshohlwelle 6 erreicht.
Bei den zu verwendenden Exzenterradern handelt es sich für den An- und Abtrieb um jeweils gleich große Ellipsenzahnruder, deren Drehachse durch jeweils einen Focus der Teilellipse verlauft, wobei der Abstand der Abtriebs- von der Antriebsachse dem größten Durchmesser der Teilellinse entspricht.
Die Abb. 3-7 zeigen schematisch die Abwälzung der Ellinsenzahnradpaare für a die linke und b die rechte Tretkurbelwelle während einer Umdrehung. Bei jeweils einer Viertel Drehung des Abtriebs variiert die tJmdrehung der Antriebe je nach Stellung der ?Jahnrader zueinander.
Der größte Vorteil gegenüber bisherigen Antrieben liegt darin, daß der Tretkurbelweg vom unteren zum oberen Totpunkt in kürzerer Zeit als der zur Kraftübertragung nutzbare Weg vom oberen zum unteren Totpunkt zurückgelegt wird. Daraus ergiebt sich, wie in Abb. 4 u. 6 zu sehen ist, daß zeitweise beide Tretkurbeln gleichzeitig Kraft übertragen. Den Nutzen dieser Anordnung zeigt auch der Vergleich der ?,u- und Abnahme der Drehmomente bei herkömmlichen Antrieben Abb.8 und dem ungleichförmig übersetzenden Tretgetriebe Abb.9.
Da die Veranderung der Winkeleschwindigkeit abhängig vcn der Exzentrizität der Ellipsenzahnrader ist, ist es von Vorteil, diese so auf den Wellen anzubringen, daf3 sie leicht durch Zahnräder mit anderer Exzentrizität ersetzt werden können. Dadurch kann insbesondere bei Rennrädern der Antrieb den jeweiligen Anforderungen (Berg-, Flachland-oder Bahnfahrten) .angepaßt werden.
Zum zweiten kann ein derart ausgestattetes fahrrad für die Benutzung durch Personen, die Behinderungen am portbewegungsapparat haben, umgerüstet werden. So ist es z.B. möglich, für einen Fahrradfahrer, der das linke Knie weniger stark belasten soll, das Getriebe dadurch umzurüsten, dafX das linke Exzenterpaar durch gewöhnliche Stirnräder ersetzt wird. Dadurch erhalt die linke Tretkurbelwelle eine Drehmomentcharakteristik wie bei herkömmlichen Antrieben, wahrend sich die rechte Tretkurbelwelle weiterhin ungleichförmig dreht. Wie in den Abb. 8 u.9 zu sehen ist, verrich- tet dadurch das rechte Bein mehr Arbeit als das linke.
Dieser R5fekt ist auch nutzbar zu machen zur flegeneration erschlaffter Muskeln nach längerer Ruhigstellung eines Beins, wenn mari ein derart ausgelegtes Getriebe in einen Heimtrainer auf Fahrradbasis einbaut.
Der Aufbau des Tretgetriebes ist in den Abb. 1 u.2 dargestellt.
Ss besteht aus zwei Tretkurbelwellen 1 und einer Hilfswelle 2, auf denen zwei Paar Ellipsenzahnr;ider 3;4 angeordnet sind. Ein drittes auf der Hilfswelle angebrachtes Stirnrad 5 kommt sich mit einem auf der Abtriebshohlwelle 6 angebrachten Gegenrad 7. Die Kugellager werden aufgenommem von: 1. einer ovalen Scheibe 8, die an den linken Gehäusedeckel <9 geschraubt ist; 2. zwei Lagerhalbschalen 10, die mit zwei Paßstiften 11 zusammengesetzt und nach Einführung in das Gehiuse 12 in diesem durch eine Schraubverbindung 13 festgesetzt werden; 3. dem rechten Gehäusedeckel 14; 4. der Abtriebshohlwelle 6. Das Kugellager 15 wird von einem Sicherungsring 16 gehalten.
Das Kettenrad 17 wird auf die Abtriebshohlwelle aufgeschraubt und durch Muttern 18 gesichert.
Ein Beispiel für die Festsetzung der Ellipsenzahnräder 19 auf den Wellen 20 mittels Keil 21 und Sicherungsringen 22 zeigt Abb. io.
Das Gehause 12 wird statt des bisher verwandten Tretkurbelwellengehäuses in den Rahmen eingesetzt.
Statt des oben beschriebenen Stirnradgetriebes ist es auch möglich, Ketten- oder Zahnriemengetriebe mit entsprechend veränderter Anordnung zu verwenden. Diese müssen jedoch stets den Patentansprüchen 1 und 2 genügen.
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Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Tretgetriebe, bes. für Fahrrader und andere Fahrzeuge und Heimtrainer mit Beinantrieb, gekennzeichnet durch zwei koaxial gelagerte Tretkurbelwellen.
2. Ungleichförmig übersetzendes Tretgetriebe, bes. für wahrr:ider und andere Fahrzeuge und Heimtrainer mit Beinantrieb, gekennzeichnet durch Ubersetzung umgekehrt proportional ungleichförmiger Drehungen der Tretkurbelwellen nach Anspruch 1 in gleichförmige Drehungen des Abtriebs.
3. Ungleichförmig übersetzendes Tretgetriebe, bes. für pahrrader und andere Fahrzeuge und Heimtrainer mit Beinantrieb, gekennzeichnet durch Ubersetæung ungleichförmiger und gleichförmiger Drehungen je einer der Tretkurbelwellen nach Anspruch 1 in gleichförmige Drehungen des Abtriebs.
4. Ungleichförmig übersetzendes Tretgetriebe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei koaxial gelagerte Tretkurbelwellen (1), auf denen Je ein exzentrisch angeordnetes Ellipsenzahnrad drehfest angebracht ist, wobei sich die Ellipsenzahnräder auf den Tretkurbelwellen mit zwei auf einer Hilfswelle (2) in ihrer Exzentrizität um 180 Grad versetzt drehfest angeordneten Ellipsenzahnrädern kommen und durch eine konzentrisch zu einer der Tretkurbelwellen gelagerte Abtriebshohlwelle (6), auf der drehfest angeordnet sind: 1. das als Abtrieb dienende Kettenrad (17) und 2. ein Stirnrad (7), daß sich mit einem dritten auf der Abtriebshohlwelle drehfest angeordneten Gegenrad (5) kammt.
5. Ungleichförmig übersetzendes Tretgetriebe nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder nach Anspruch 4 so angeordnet sind, daß sie durch Zahnräder mit anderer Exzentrizität ausgetauscht werden können.