DE3838802A1 - Fahrrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Fahrrad geht beispielsweise aus der US-PS 45 74 649 hervor. Die beiden Trethebel sind dabei im unteren hinteren Endbereich des Rahmens angelenkt und erstrecken sich nach vorne. D. h., die Fersen des Fahrers sind der Drehachse der Trethebel zugewandt. Die vorderen Enden der Trethebel sind mit drehbaren Pedalen versehen. Die beiden jeweils über einen Freilauf mit der Achswelle des Hinterrades kuppelbaren Zahnräder stehen jeweils mit einer Kette in Eingriff, deren eines Ende in einem Arm an dem einen bzw. anderen Trethebel angreift, während die beiden anderen Enden der Kette an einem Seil befestigt sind, welches über Umlenkrollen geführt ist. Die Gangschaltung dieses Fahrrads beruht auf einer Verschiebung der Angriffspunkte der Ketten an den Armen.

Mit diesem Fahrrad wird zwar gegenüber einem herkömmlichen Fahrrad mit Tretkurbeln eine Energieersparnis erzielt. Es ist jedoch noch in mancher Hinsicht unbefriedigend. In der für die Kraftübertragung optimalen Stellung befinden sich die Trethebel etwa in waagrechter Position, während die Ketten im rechten Winkel an den Armen angreifen. Diese optimale Stellung ist jedoch bei diesem Fahrrad nur während einer relativ kurzen Phase erreichbar. So ist z. B. der Winkel zwischen den Armen und der jeweiligen Kette spitz und damit ungünstig, wenn der zugehörige Trethebel sich der unteren Position nähert. Auch bringt der Fahrer die größte Kraft dann auf, wenn er sich mit seinem ganzen Gewicht abstemmen kann, d. h. wenn sich der die Kraft ausübende Fuß kurz vor dem Sattel unter dem Oberkörper des Fahrers befindet. In dieser Position sind bei dem bekannten Fahrrad die Trethebel jedoch nicht in der günstigen waagrechten Position angeordnet, sondern im unteren Totpunkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrrad der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung hinsichtlich der Übertragung der Kraft auf das Antriebsrad zu verbessern.

Dies wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Fahrrad erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Durch die Anordnung der Drehachse der Trethebel vor den Füßen des Fahrers und die sich nach rückwärts erstreckenden Trethebel, befinden sich die Füße des Fahrers ständig kurz vor dem Sattel unterhalb des Oberkörpers, also in der Idealposition, so daß der Fahrer neben seiner Kniekraft sein ganzes Gewicht einsetzen kann, um sich an den Trethebeln abzustützen.

Da die Trittflächen vorzugsweise starr mit den Trethebeln verbunden sind, also das von der Drehachse abgewandte freie Ende der Trethebel bilden, rollt der Fuß an den Trittflächen ab, so daß beim Abrollvorgang auch die Kraft der Sprunggelenke eingesetzt wird. Durch die starre Verbindung der Trittflächen mit den Trethebeln kann zugleich auf den Einsatz kostspieliger drehbarer Pedale verzichtet werden.

Weiterhin wird für das erfindungsgemäße Fahrrad keine Gangschaltung benötigt. Die Übersetzung der Kraftübertragung erfolgt vielmehr lediglich dadurch, daß der Fahrer seinen Fuß in einem größeren bzw. kleineren Abstand von der Drehachse der Trethebel auf die Trittfläche aufsetzt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Fahrrads mit dem Vorderrad als Antriebsrad;

Fig. 2a und Fig. 2b eine Variante der Einrichtung zur Bewegung der Trethebel in entgegengesetzter Drehrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Fahrrad gemäß Fig. 1;

Fig. 4a und Fig. 4b eine Seitenansicht auf das als Klapprad ausgebildete Fahrrad nach Fig. 1 in der Fahr- bzw. in der eingeklappten Stellung;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Fahrrads mit dem Hinterrad als Antriebsrad;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Fahrrads mit dem Hinterrad als Antriebsrad;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Trethebels mit Zwischenhebel und Einrichtung zur Bewegung der Trethebel in entgegengesetzter Drehrichtung;

Fig. 8 eine Vorderansicht der Einrichtung zur Bewegung der Trethebel in entgegengesetzter Drehrichtung;

Fig. 9 eine Seitenansicht einer Variante von Trethebel und Zwischenhebel; und

Fig. 10 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Fahrrads mit dem Hinterrad als Antriebsrad.

Gemäß Fig. 1 weist ein Fahrrad zwei Trethebel 1, 2 auf, welche um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse 3 drehbar am Fahrradrahmen 4 befestigt sind.

Der Fahrradrahmen 4 besteht aus zwei Stangen 5, 6, die über Kreuz angeordnet sind. An dem oberen Ende der Stange 5 befindet sich der Sattel oder Sitz 7 und am unteren Ende der Stange 5 die Gabel 8 für das Vorderrad 9, während an dem oberen Ende der Stange 6 die Lenkstange 10 angeordnet ist und an dem unteren Ende der Stange 6 die Gabel 11 für das Hinterrad 12.

Die Drehachse 3 der Trethebel 1, 2 ist am unteren Ende der Stange 5, also dem dem Vorderrad 9 zugewandten Teil des Rahmens 4 angeordnet, wobei sich die Trethebel 1, 2 von der Drehachse 3 nach rückwärts erstrecken. Die Drehachse 3 der Trethebel 1, 2 befindet sich also vor den Füßen 13, 14 des Fahrers 15. Ferner sind die Füße 13, 14 stets, d. h. in gestreckter Position kurz vor dem Sattel 7 unter dem Oberkörper 16 des Fahrers 15 angeordnet.

Eine Einrichtung sorgt dafür, daß sich die Trethebel 1, 2 in entgegengesetzter Drehrichtung bewegen, d. h. wenn der Trethebel 1 sich in der unteren Position befindet, ist der Trethebel 2 zwangsweise in der oberen Position, wie in Fig. 1 gezeigt, und umgekehrt.

In Fig. 1 wird die Einrichtung zur Bewegung der Trethebel 1, 2 in entgegengesetzter Drehrichtung durch ein Seil oder Zugmittel 17 gebildet, welches mit seinen beiden Enden an an den Trethebeln 1, 2 befestigt ist und über eine Umlenkrolle 18 läuft, welche oberhalb der Trethebel 1, 2 an der Stange 5 des Rahmens 4 befestigt ist.

Gemäß Fig. 2a und 2b kann die Einrichtung zur Bewegung der Trethebel 1, 2 in entgegengesetzter Drehrichtung durch je ein Kegelzahnrad 19, 20 gebildet sein, welches auf die Drehachse 3 des einen bzw. anderen Trethebels 1, 2 aufgekeilt ist, wobei die beiden Kegelzahnräder 19, 20 über ein am Rahmen 4 drehbar befestigtes Zwischenkegelzahnrad 21 miteinander in Eingriff stehen.

Weiterhin ist an jedem Trethebel 1, 2 ein Zahnradsegment 22, 23 befestigt, und zwar derart, daß die Drehachse 3 der Trethebel 1, 2 auch den Kreismittelpunkt des Segments 22, 23 bildet.

Jedes Zahnradsegment 22, 23 greift in ein Zahnrad ein, wobei in Fig. 1 nur das mit dem Zahnsegment 22 in Eingriff stehende Zahnrad 24 gezeigt ist. Das Zahnrad 24 und das mit dem Zahnsegment 23 in Eingriff stehende Zahnrad sind jeweils über einen in der Zeichnung nicht dargestellten separaten Freilauf mit der Achswelle 25 der Vorderachse 9 kuppelbar, und zwar dann, wenn der zugehörige Trethebel 1, 2 nach unten bewegt wird. Ein solcher Freilauf wird z. B. in der US-PS 45 74 649 beschrieben.

Die Trethebel 1, 2 sind an ihrem von der Drehachse 3 abgewandten Bereich verbreitert und dadurch als Trittflächen 26, 27 ausgebildet, wie insbesondere aus Fig. 2a und 2b hervorgeht. D. h., die Trittflächen 26, 27 sind mit den Trethebeln 1, 2 starr verbunden.

Damit die Zahnradsegmente 22, 23 nicht außer Eingriff mit den Zahnrädern 24 auf der Antriebswelle 25 des Vorderrades 9 kommen können, ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtung vorgesehen, durch welche die Bewegung der Trethebel 1, 2 nach oben begrenzt wird. Die Einrichtung kann z. B. eine zwischen der Stange 5 des Rahmens 4 und den Trethebeln 1, 2 angeordnete Druckfeder oder ein anderes Federelement sein, das zugleich die Umkehrbewegung der Trethebel 1, 2 im oberen Totpunkt erleichtert.

Bei dem Fahrrad nach Fig. 1 ist das Hinterrad 12 lenkbar ausgebildet. Dazu ist die Lenkstange 10, um die Achse 28 drehbar an der Stange 6 des Rahmens 4 angeordnet.

Weiterhin ist, wie in Fig. 3 veranschaulicht, eine Stange 29 vorgesehen, die der Lenkübertragung von der Lenkstange 10 zu dem lenkbaren Hinterrad 12 dient. Die Stange 29 ist mit einem Ende auf einer Seite des Rahmens 4 an die Lenkstange 10 und mit dem anderen Ende auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens 4 an der Gabel 11 des Hinterrades 12 drehbar befestigt. Dadurch wird zur Kurvenfahrt das Hinterrad 12 bei Betätigung der Lenkstange 10 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, wie in Fig. 3 gezeigt.

Wie in Fig. 4a und 4b dargestellt, läßt sich das Fahrrad nach Fig. 1 in einfacher Weise als Klapprad ausbilden. Dazu braucht im wesentlichen nur eine Drehachse 30 vorgesehen sein, um die die beiden Stangen 5, 6 scherenförmig zusammenklappbar sind. Ferner kann eine Arretiervorrichtung vorgesehen sein, z. B. eine an der Stange 6 angelenkte Klinke 31, die in ein entsprechendes Element an der anderen Stange 5 eingreift. Auch kann statt der Klinke 31 eine Zugfeder zwischen den Stangen 5, 6 vorgesehen sein, wodurch das Fahrrad eine Federung erhält.

Anders als nach der Ausführungsform nach Fig. 1 sind bei der Ausführungsform nach Fig. 4a und 4b die Trethebel 1 und 2 nicht unmittelbar an der Stange 5, sondern an einem von der Stange 5 nach unten gerichteten Arm 5′ angelenkt.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 das Vorderrad 9 des Fahrrades das Antriebsrad bildet, wird bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 5 bis 10 das Hinterrad 32 angetrieben. Der Rahmen 33 entspricht bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 bis 10 dabei dem herkömmlichen Fahrradrahmen, so daß darauf nicht näher eingegangen zu werden braucht.

Entscheidend ist jedoch auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 bis 10, daß die Drehachse 34 der Trethebel 35, 36 bzw. 37, 38 vor den Füßen 13, 14 des Fahrradfahrers 15 liegt und sich die Trethebel 35, 36 sowie 37, 38 nach rückwärts zu den unter dem Oberkörper des Fahrers 15 liegenden Füße 13, 14 erstrecken.

Auch sind bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 bis 10 die nicht näher dargestellten Trittflächen starr mit den Trethebeln 35, 36 bzw. 37, 38 verbunden. Die Einrichtung zur Drehbewegung der Trethebel 35, 36 und 37, 38 in entgegengesetzter Drehrichtung ist in gleicher Weise ausgebildet wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4. Desgleichen haben die Ausführungsformen nach Fig. 5 bis 10 mit der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 gemeinsam, daß die Zahnradsegmente 39 bis 41 mit Zahnrädern in Eingriff stehen, und zwar bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 10 mit den Zahnrädern 42 und 43, welche jeweils über einen Freilauf mit der Achswelle 44 des Hinterrades 32 kuppelbar sind, während bei der Ausführungsform nach Fig. 6 jedes Zahnradsegment 40 in Eingriff mit einem Zwischenzahnrad 45 steht, welches mit dem betreffenden Zahnrad 46 in Eingriff steht, welches über einen Freilauf mit der Achswelle 44 des Hinterrades 32 kuppelbar ist. In Fig. 5, 6 und 10 ist nur jeweils ein Zahnradsegement 39 bis 41 bzw. Zahnrad 42, 43 bzw. Zwischenzahnrad 45 und Zahnrad 46 sichtbar, das dem Trethebel 35 bzw. 38 zugeordnet ist, während die entsprechenden Zahnradsegemente, Zahnräder und Zwischenzahnräder, die dem Trethebel 36 bzw. 37 zugeordnet sind, verdeckt sind.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 5 das als bogenförmige Zahnstange ausgebildete Zahnradsegment 39 am hinteren Ende der Trethebel 35, 36 angeordnet ist, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens der bogenförmigen Zahnstange bzw. des Zahnradsegments 39 mit der Drehachse 34 der Trethebel 35, 36 zusammenfällt, wirkt bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 10 jeder Trethebel 37, 38 mit einem Zwischenhebel 47, 48 zusammen.

Jeder der Zwischenhebel 47, 48 ist dabei um eine im hinteren Bereich des Fahrradrahmens 33 angeordnete Drehachse 49 verschwenkbar angelenkt und wird durch eine Zwangsführung mit dem zugehörigen Trethebel 37, 38 auf und ab bewegt.

Am hinteren Ende der Zwischenhebel 47, 48 ist das Zahnradsegment 40, 41 drehfest befestigt, wobei der Kreismittelpunkt der Segmente 40, 41 mit der Drehachse 49 der Zwischenhebel 47, 48 zusammenfällt.

Wie in Fig. 7 in Bezug auf den Trethebel 37 dargestellt, kann die Zwangsführung durch einen Bolzen oder eine Rolle 50 an dem von der Drehachse 49 abgewandten Ende des Zwischenhebels 47 und eine Führung 51 an dem Trethebel 37 für den Bolzen bzw. die Rolle 50 gebildet sein.

Stattdessen kann gemäß Fig. 9 der Zwischenhebel 47′ der Trethebel 37′ um eine zur Fahrtrichtung quer verlaufende Achse 52 drehbar verbunden sein und die Drehachse 34′ des Trethebels 37′ in einer Führung 53 längs verschieblich am Rahmen 33 gelagert sein.

Nach Fig. 10 ist das Zahnradsegment 41 als bogenförmige Zahnstange mit Innenverzahnung ausgebildet.

Die Einrichtung zur Bewegung der Trethebel 35, 36 und 37, 38 in entgegengesetzter Drehrichtung kann gemäß Fig. 6 in gleicher Weise ausgebildet sein wie die entsprechende Einrichtung nach Fig. 1. D. h., die beiden Trethebel 37, 38 sind über ein über eine Umlenkrolle 18′ geführtes Seil 17′ miteinander verbunden.

Auch kann, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, die Kegelgetriebevariante gemäß Fig. 2a und Fig. 2b bei der Ausführungsform des Fahrrades mit dem Hinterrad als Antriebsrad gemäß Fig. 5, 6 und 10 verwirklicht sein. D. h., jeder Trethebel 37′ ist mit einem Kegelzahnrad 19′, 20′ versehen, wobei die beiden Kegelräder 19′, 20′ über ein Zwischenkegelzahnrad 21′ miteinander in Eingriff stehen.

Claims (12)

1. Fahrrad mit zwei Trethebeln mit Trittflächen für den Fahrer an ihrem einen Ende, welche um eine quer zur Fahrtrichtung verlaufende Achse drehbar am Fahrradrahmen befestigt sind, einer Einrichtung zur Bewegung der Trethebel in entgegengesetzter Drehrichtung und mit zwei, jeweils mit einem der beiden Trethebel zusammenwirkenden Zahnrädern, welche über einen Freilauf mit der Achswelle des Antriebsrades des Fahrrades kuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (3, 34, 34′) der Trethebel (1, 2, 35, 36, 37, 37′, 38) vor den Füßen (13, 14) des Fahrers (15) am Fahrradrahmen (4, 33) angeordnet ist und sich die Trethebel (1, 2, 35, 36, 37, 37′, 38) von der Drehachse (3, 34) nach rückwärts erstrecken.

2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trittflächen (26, 27) starr mit den Trethebeln (1, 2, 35, 36, 37, 37′, 38) verbunden sind.

3. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung der Trethebel (1, 2, 37′) in entgegengesetzter Drehrichtung ein Kegelrad (19, 20, 19′, 20′) an der Drehachse (3, 34) jedes Trethebels (1, 2, 37′) aufweist und die beiden Kegelräder (19, 20, 19′, 20′) über ein Zwischenkegelrad (21, 21′) miteinander in Eingriff stehen.

4. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Drehbewegung der Trethebel (1, 2, 37, 38) in entgegengesetzter Drehrichtung durch ein über eine am Fahrradrahmen (4, 33) befestigte Umlenkrolle (18, 18′) geführtes Zugmittel (17, 17′) gebildet wird, welches mit seinen beiden Enden an dem einen bzw. anderen Trethebel (1 bzw. 2, 37 bzw. 38) befestigt ist.

5. Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Trethebel (1, 2, 35, 36, 37, 38) über ein Zahnradsegment (22, 23, 39 bis 41) zusammenwirken.

6. Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderrad (9) des Fahrrads das Antriebsrad bildet.

7. Fahrrad nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnräder (24) an dem Vorderrad (9) des Fahrrads angeordnet sind und jedes Zahnradsegment (22, 23) mit seinem in der Drehachse (3) des jeweiligen Trethebels (1, 2) liegenden Kreismittelpunkts drehfest mit den Trethebeln (1, 2) verbunden ist, wobei die beiden Zahnradsegmente (22, 23) jeweils in das zugehörige Zahnrad (24) eingreifen.

8. Fahrrad nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterrad (12) des Fahrrades lenkbar ausgebildet ist und eine Lenkübertragungseinrichtung von der über dem Vorderrad (9) angeordneten Lenkstange (10) zu dem lenkbaren Hinterrad (12) vorgesehen ist, welche das Hinterrad (12) in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung der Lenkstange (10) dreht.

9. Fahrrad nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (4) des Fahrrads um eine sich quer zur Fahrtrichtung erstreckende Achse (30) scherenförmig zusammenklappbare Stangen (5, 6) aufweist, wobei die eine Stange (5) an einem Ende den Sitz (7) und am anderen Ende die Befestigung für das Vorderrad (9) und die andere Stange (6) an einem Ende die Lenkstange (10) und am anderen Ende die Befestigung für das Hinterrad (12) aufweist.

10. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterrad (32) des Fahrrads das Antriebsrad bildet.

11. Fahrrad nach Anspruch 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Zahnradsegmente (39) am hinteren Ende des betreffenden Trethebels (35, 36) mit seinem Kreismittelpunkt in der Drehachse (34) des jeweiligen Trethebels (35, 36) drehfest am hinteren Ende des Trethebels (35, 36) angeordnet ist und in das zugehörige Zahnrad (42) an dem Hinterrad (32) eingreift.

12. Fahrrad nach Anspruch 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Trethebel (37, 38) mit einem quer um eine zur Fahrtrichtung verlaufende Achse drehbar am Fahrradrahmen (33) befestigten Zwischenhebel (47, 47′, 48) zusammenwirkt, welcher durch eine Zwangsführung mit dem zugehörigen Trethebel (37, 38) auf und ab bewegt wird, wobei die Zahnsegmente (40, 41) an den Zwischenhebeln (47, 47′, 48) angeordnet sind.