DE3904571A1 - Fahrrad - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
- B62M1/24—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei den derzeit fast ausschließlich verwendeten
Fahrrädern sind um 180° gegeneinander versetzte
Tretkurbeln vorgesehen, die an der Welle eines
Kettenrades befestigt sind, dessen Kette über einen
Zahnkranz am Hinterrad läuft. Nachteilig ist hierbei,
daß die Tretkurbeln vom Fahrer um einen Kreisbogen von
360° bewegt werden müssen, so daß sich bei jeder
Umdrehung ein unterer und ein oberer Totpunkt ergibt,
wobei die Überwindung des oberen Totpunktes eine hohe
Anstrengung erfordert. Die Länge des wirksamen Hebelarms
und damit die Größe des wirksamen Moments, das aufgrund
einer nach unten gerichteten, auf das mit einer
Tretkurbel verbundene Pedal wirkenden Kraft erzeugbar
ist, nimmt nämlich in dem an dem oberen Totpunkt sich
anschließenden Kurbelwinkelbereich zunächst nur sehr
langsam zu. Die herkömmlichen Fahrräder mit Tretkurbeln
ergeben demnach danach einen vergleichsweise schlechten
Wirkungsgrad, der nur durch erhöhte Anstrengung des
Fahrers ausgleichbar ist.
Aus der US-PS 45 74 649 geht ein Fahrrad hervor, das
anstelle von Tretkurbeln zwei Trethebel aufweist, welche
sich von einer etwa unterhalb des Sattels am
Fahrradrahmen angeordneten Achse nach vorne erstrecken.
Dabei sind jeweils zwei Zahnkränze an der Achswelle des
Hinterrades über einen Freilauf mit der
Hinterradachswelle kuppelbar, wobei die beiden
Zahnkränze mit einer Kette in Eingriff stehen, deren
eines Ende an 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. Bei diesem Fahrrad wird also
jeder Trethebel nur in einem solchen Kreisbogen bewegt,
in dem die vom Fahrer aufgebrachte Kraft relativ groß
ist.
Damit wird mit diesem Fahrrad zwar gegenüber einem
herkömmlichen Fahrrad mit Tretkurbeln eine
Energieersparnis erzielt, es ist jedoch noch in mancher
Hinsicht unbefriedigend. So befinden sich in der für die
Kraftübertragung optimalen Stellung die Trethebel etwa
in waagrechter Position. Diese optimale Stellung ist
jedoch bei diesem Fahrrad nur während einer relativ
kurzen Phase erreichbar. 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 fast
schon im unteren Totpunkt.
Im wesentlichen die gleichen Nachteile weist die
Antriebseinrichtung nach dem DE-GM 82 22 368 auf, bei
welcher im Gegensatz zur US-PS 45 74 649 die beiden
Freiläufe zwischen dem Trethebel und der Welle des
Kettenrades angeordnet sind, dessen Kette, wie bei einem
herkömmlichen Fahrrad, über den Zahnkranz des
Hinterrades läuft.
Um eine bessere Leistung des Tretenden zu ermöglichen,
ist es aus der DE-PS 8 58 367 und der FR-PS 22 90 343
bekannt, die Drehachse der beiden Trethebel vor den
Füßen des Fahrers anzuordnen, so daß sich die Trethebel
von ihrer Drehachse nach rückwärts erstrecken. Der
Fahrer übt dadurch seine Tretbewegung immer ungefähr
senkrecht zu den Trethebeln aus, d. h. die Füße des
Fahrers befinden sich 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
abzustemmen. Die Bewegung des jeweils nach unten
gedrückten Trethebels wird dann nach der DE-PS 8 58 367
und der FR-PS 22 90 343 über eine als Klinkenrad
ausgebildete Kupplung auf die Welle des Kettenrades
übertragen, dessen Kette, wie bei einem herkömmlichen
Fahrrad, das Hinterrad antreibt.
Durch die Anordnung der Drehachse der Trethebel vor den
Füßen des Fahrers ist jedoch die Drehrichtung des
Trethebels, den der Fahrer nach unten drückt, um das
Hinterrad anzutreiben, der Drehrichtung des Hinterrades
entgegengesetzt. D. h., es muß die Drehrichtung der
Trethebel in Übereinstimmung mit der Drehrichtung des
Hinterrades gebracht werden. Um die erforderliche
Drehrichtungsumkehr zu erreichen, ist nach der
FR-PS 22 90 343 die Trethebeldrehachse parallel zur
Kettenradwelle angeordnet, wobei ein auf der
Trethebeldrehachse angeordnetes Zahnrad, das mit einem
Zahnrad auf der Welle des Kettenrades kämmt, durch das
das Hinterrad über eine Kette angetrieben wird.
Demgegenüber wird bei dem Fahrrad nach der
DE-PS 8 58 367, bei dem die Trethebeldrehachsen und die
Kettenradwelle koaxial angeordnet sind und das damit dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, zur
Drehrichtungsumkehr der Bewegung der Trethebel ein
Planetengetriebe an der Hinterradachswelle oder eine
sich überkreuzende Kette zwischen Kettenrad und
Zahnkranz des Hinterrades verwendet.
Die Fahrräder nach der DE-PS 8 58 367 und der
FR-PS 22 90 343 werden durch die erforderlichen
Einrichtungen zur Drehrichtungsumkehr der Bewegung der
Trethebel jedoch sehr kompliziert und kostspielig. Auch
treten, wenn Getriebe zur Drehrichtungsumkehr der
Trethebelbewegung verwendet werden, erhebliche
Reibungsverluste auf. Ferner kann bei dem Fahrrad nach
der DE-PS 8 58 367 zumindest bei der
Planetengetriebe-Version keine herkömmliche
Hinterradgangschaltung verwendet werden, da die Kette
gegensinnig zum Hinterrad umläuft.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, mit einfach
Maßnahmen und durch relativ geringfügige Änderungen
eines herkömmlichen Fahrrades mit Tretkurbeln ein
Fahrrad bereitzustellen, bei dem die Übertragung der
Kraft auf das Hinterrad gegenüber den bekannten
Fahrrädern verbessert ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die
Freiläufe so ausgebildet sind, daß bei Bewegung jedes
Trethebels nach oben der zwischen ihm und der Welle des
Kettenrades angeordnete Freilauf die Welle des
Kettenrades mitnimmt und bei Bewegung nach unten
freigibt.
Im Gegensatz zu allen bekannten Trethebel-Fahrradern
wird also erfindungsgemäß nicht die Kupplung desjenigen
Trethebels in Eingriff gebracht, der vom Fuß des Fahrers
nach unten gedrückt wird, sondern es wird der Freilauf
zwischen der Kettenradwelle und demjenigen Trethebel,
der vom Fuß des Fahrers nach unten gedrückt wird,
entkuppelt, während der Freilauf zwischen der
Kettenradwelle und dem anderen Trethebel, der durch die
Umkehreinrichtung zwangsweise nach oben bewegt wird,
gekuppelt wird.
Allein mit dieser einfachen Maßnahme, gelingt es, auf
die geschilderten aufwendigen Einrichtungen zur
Drehrichtungsumkehr nach der FR-PS 22 90 343 und der
DE-PS 8 58 367 zu verzichten.
Als Umkehreinrichtung zur zwangsweisen Bewegung
desjenigen Trethebels nach oben, wenn der andere nach
unten gedrückt wird, wird erfindungsgemäß vorzugsweise
eine am Rahmen befestigte Umlenkrolle verwendet, über
die ein Zugorgan läuft, das mit seinen beiden Enden an
dem einen bzw. anderen Trethebel angreift.
Gegenüber einem Kegelradgetriebe, das beispielsweise
nach der DE-PS 8 58 367 und der FR-PS 22 90 343 zur
Bewegungsumkehr der Trethebel verwendet wird, besitzt
diese Umkehreinrichtung den Vorteil, daß einerseits die
Reibungsverluste geringer sind und zugleich eine
Hubbewegung gebildet wird. D. h., die Bewegung der Hebel
kann damit z. B. auf einen Kreisbogen mit einem Winkel
von ± 45° gegenüber der Waagrechten begrenzt werden, so
daß die Kraft des Beines stets möglichst senkrecht zu
den Trethebeln steht.
Das erfindungsgemaße Fahrrad kann leicht aus einem
herkömmlichen, serienmäßigen Fahrrad mit Tretkurbeln
hergestellt werden. Dazu brauchen lediglich die beiden
Tretkurbeln mit dem Zugorgan miteinander verbunden, die
Umlenkrolle am Rahmen befestigt und die beiden Freiläufe
zwischen den dann zu Trethebeln umfunktionierten
Tretkurbeln und der Welle des Kettenrades montiert zu
werden.
Vorzugsweise ist am Zugorgan zwischen der Umlenkrolle
und dem Trethebel eine Druckfeder vorgesehen, die den
jeweils nach oben bewegten Hebel bei seiner
Richtungsumkehr nach unten belastet. D. h., die
Druckfeder wird am Ende des Hubes der Trethebel wirksam.
Sie speichert damit die restliche Energie aus der
Schwungmasse und erleichtert dadurch den Start der
Hubbewegung des anderen Trethebels. Die
Drehmomentenkurve wird so gleichmäßiger gestaltet und
Trägheitsmomente werden reduziert.
Eine konstruktiv einfache Bauweise läßt sich erreichen,
wenn die beiden Freiläufe an den Enden der Welle des
Kettenrades angeordnet sind.
Die Trethebel können, wie die Tretkurbeln bekannter
Fahrräder, seitlich drehbar gelagerte Pedale aufweisen.
Insbesondere für den Rennsport ist es dann von Vorteil,
die Pedale mit einer beispielsweise den Vorderfuß
fixierenden Fußhalterung zu versehen, wie sie von
Rennrädern her bekannt ist. Damit kann nämlich der
Fahrer den sich nach oben bewegenden Trethebel
zusätzlich mit dem Fuß nach oben ziehen, um die
Fahrtgeschwindigkeit zu erhöhen.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrrad läuft die Kette in der
gleichen Drehrichtung wie das Hinterrad. Demgemäß kann
es auch mit jeder üblichen Hinterradgangschaltung
versehen werden.
Statt seitlich drehbar gelagerter Pedale können
erfindungsgemäß die Trittflächen auch auf den Trethebeln
vorgesehen sein.
Diese Maßnahme ist dabei nicht auf das erfindungsgemäße
Fahrrad beschränkt, sondern allgemein verwendbar bei
Fahrrädern mit zwei Trethebeln, deren Drehachse vor den
Füßen des Radfahrers liegt, einer Einrichtung zur
Bewegung der Trethebel in entgegengesetzter Drehrichtung
und mit zwei, jeweils mit einem der beiden Trethebel
zusammenwirkenden Freiläufen, welche mit einer Welle
kuppelbar sind, durch die das Hinterrad angetrieben wird.
Wenn die Trittflächen nämlich starr mit den Trethebeln
verbunden sind, 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 läßt sich dadurch das
Übersetzungsverhältnis, wie sonst mit einer
Gangschaltung, ändern. D. h., das Verhältnis der
Übersetzung der Kraftübertragung ist vom Fahrer dadurch
frei wählbar, daß er seinen Fuß in einem größeren bzw.
kleinern Abstand von der Drehachse der Trethebel auf die
Trittflache aufsetzt.
Die starr mit den Trethebeln verbundenen Trittflächen
sind dabei an ihren hinteren Enden vorzugsweise nach
oben gebogen, um die Fußstellung zu optimieren.
Weiterhin ist es vorteilhaft, die Trittflächen mit
Trittstufen zu versehen, deren mehr oder weniger
ausgeprägte Kanten Kippachsen für die
Fußaufstandsflächen bilden. Statt solcher rippenförmiger
Erhebungen kann auch eine elastische verformbare Auflage
aus Gummi oder Kunststoff auf den Trittflächen
vorgesehen sein. Auch ist es möglich, auf den Trethebeln
mehrere verschwenkbare Trittflächen hintereinander
anzuordnen.
Nachstehend ist das erfindungsgemäße Fahrrad anhand der
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils
schematisch:
Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht einer
ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Fahrrades;
Fig. 3 eine Ausführungsform der
Trethebel-Bewegungsumkehrvorrichtung, von
hinten auf das Fahrrad nach Fig. 1 und 2
gesehen, in vergrößerter Wiedergabe;
Fig. 4 und 5 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht einer
zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Fahrrades und
Fig. 6a bis 6f verschiedene Ausführungsformen von
Trethebeln und darauf angeordneten
Trittflächen.
Gemaß Fig. 1 und 2 weist ein Fahrrad ein Kettenrad 1
auf, welches eine Rollenkette 2 betätigt, die den
Zahnkranz 3 des Hinterrades 4 antreibt.
An beiden Enden der am Rahmen 5 drehbar gelagerten Welle
6 des Kettenrades 1 ist jeweils ein Freilauf 7, 8
angeordnet. Der Gewindekopf jeder der beiden in der
Zeichnung nicht näher dargestellten Freiläufe 7, 8 ist
auf die Kettenradwelle 6 aufgekeilt, während die Hülse
des Freilaufs an dem zugehörigen Trethebel 9, 10
befestigt ist. Die Welle 6 des Kettenrades 1 und die
Drehachsen der Trethebel 9, 10 sind also koaxial
angeordnet.
Die Welle 6 des Kettenrades 1 und damit die Drehachsen
der Trethebel 9, 10 sind vor den Füßen 11, 12 des
Fahrers 13 angeordnet und erstrecken sich von der
Kettenradwelle 6 rückwärts.
Oberhalb des Kettenrades 1 ist am Rahmen 5 eine
Umlenkrolle 14 befestigt, über die ein Zugorgan, z. B.
ein Seil 15 läuft, welches mit seinem einen Ende an dem
Trethebel 9 und mit seinem anderen Ende an dem Trethebel
10 befestigt ist. Dadurch wird der eine Trethebel 10
zwangsweise nach oben bewegt, wenn der Fahrer den
anderen Trethebel 9 mit dem Fuß 11 nach unten drückt.
Damit das Kettenrad 1 und die Kette 2 in der gleichen
Drehrichtung umlaufen wie die Drehrichtung des
Hinterrades 4, sind die Freiläufe 7, 8 so ausgebildet,
daß bei Bewegung des einen Trethebels 9 nach unten gemäß
Fig. 1 der zugehörige Freilauf 7 die Welle 6 des
Kettenrades 1 freigibt, während der Freilauf 8 des durch
das Seil 15 zwangsweise nach oben bewegten anderen
Trethebels 10 die Welle 16 des Kettenrades 1 mitnimmt
und damit das Hinterrad 4 antreibt.
Gemäß Fig. 3 ist am Seil 15 zwischen der Umlenkrolle 14
und jedem Trethebel 9, 10 eine Druckfeder 17, 18
angeordnet, durch die der sich jeweils nach oben bewegte
Trethebel 9, 10 am Ende seines Hubes nach unten belastet
wird.
An den Enden der Trethebel 9, 10 sind seitlich Pedale
18, 19 drehbar gelagert.
Demgegenüber sind bei der Ausführungsform nach Fig. 4
und 5 die Trittflächen 20, 21 auf den Trethebeln 9′, 10′
vorgesehen und an ihren hinteren Enden nach oben
gebogen, um die Fußstellung zu verbessern.
Die Trittflächen 20, 21 können dabei rundgebogen sein,
wie in Fig. 6b veranschaulicht, oder, wie die in Fig. 6a
dargestellten Trittflächen 21′, 20′, nach oben geknickt
sein.
Auch können Trittstufen 22, 23 als Trittflächen
vorgesehen sein (Fig. 6c und 6d), wobei die Kanten der
Stufen 22, 23 stärker (Fig. 6c) ausgeprägt sein können,
oder Wülste 22′, 23′, gemäß Fig. 6d, vorliegen können.
Ferner kann eine elastisch verformbare Auflage 24 als
Trittfläche verwendet werden (Fig. 6e), oder es können
mehrere hintereinander angeordnete Kipppedale 25, 26 auf
den Trethebeln 9′, 10′ angeordnet sein (Fig. 6f).
Claims (11)
1. Fahrrad mit einem Antrieb durch zwei Trethebel,
deren Drehachse vor den Füßen des Fahrers
angeordnet ist, wobei sich die Trethebel von ihrer
Drehachse nach rückwärts erstrecken und die
Drehachsen der Trethebel koaxial zur Welle eines
Kettenrades angeordnet sind, dessen Kette über den
Zahnkranz des Hinterrades läuft, mit einer Kupplung
zwischen der Drehachse jedes Trethebels und der
Welle des Kettenrades und einer Umkehreinrichtung,
welche bei Bewegung des einen Trethebels nach
unten, den anderen Trethebel zwangsweise nach oben
bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung
zwischen der Drehachse jedes Trethebels (9, 10; 9′,
10′) und der Welle (6) des Kettenrades (1) als
Freilauf (7, 8) ausgebildet ist, der bei Bewegung
des zugehörigen Trethebels (9, 10; 9′, 10′) nach
oben, die Welle (6) des Kettenrades (1) mitnimmt
und bei Bewegung nach unten freigibt.
2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umkehreinrichtung eine am Rahmen (5)
befestigte Umlenkrolle (14) aufweist, über die ein
Zugorgan (15) läuft, das an seinen Enden an jeweils
einem Trethebel (9, 10; 9′, 10′) angreift.
3. Fahrrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß am Zugorgan (15) zwischen der Umlenkrolle (14)
und jedem Trethebel (9, 10; 9′, 10′) eine
Druckfeder (16, 17) vorgesehen ist, die jeweils den
nach oben bewegten Trethebel (9, 10, 9′, 10′) am
Ende seines Hubes nach unten belastet.
4. Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Freiläufe
(7, 8) an den Enden der Welle (6) des Kettenrades
(1) angeordnet sind.
5. Fahrrad nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trittflächen durch
an den Trethebeln (9, 10) seitliche drehbar
gelagerte Pedale (18, 19) gebildet.
6. Fahrrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pedale (18, 19) mit einer Fußhalterung
versehen sind.
7. Fahrrad, insbesondere nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trittflächen
(20, 21) auf den Trethebeln (9′, 10′) angeordnet
sind.
8. Fahrrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trittflächen (20, 21) an ihrem hinteren
Ende nach oben gebogen sind.
9. Fahrrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trittflächen durch
Trittstufen (22, 23) gebildet sind.
10. Fahrrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trittflächen mit einer
elastisch verformbaren Auflage (24) versehen sind.
11. Fahrrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trittflächen durch
Kipppedale (25, 26) gebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893904571 DE3904571A1 (de) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Fahrrad |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893904571 DE3904571A1 (de) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Fahrrad |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3904571A1 true DE3904571A1 (de) | 1990-08-16 |
Family
ID=6374155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893904571 Withdrawn DE3904571A1 (de) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Fahrrad |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3904571A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10000416A1 (de) * | 2000-01-07 | 2001-07-26 | Armin Wald | Vorrichtung zur Korrektur orthopädischer Fehlstellungen |
WO2012105859A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | Koscielecka Anna | Lever-propelled bicycle |
-
1989
- 1989-02-15 DE DE19893904571 patent/DE3904571A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10000416A1 (de) * | 2000-01-07 | 2001-07-26 | Armin Wald | Vorrichtung zur Korrektur orthopädischer Fehlstellungen |
WO2012105859A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | Koscielecka Anna | Lever-propelled bicycle |
GB2503365A (en) * | 2011-01-31 | 2013-12-25 | Anna Koscielecka | Lever propelled bicycle |
US8979108B2 (en) | 2011-01-31 | 2015-03-17 | Anna Koscielecka | Lever-propelled bicycle |
GB2503365B (en) * | 2011-01-31 | 2017-05-24 | Koscielecka Anna | Lever propelled bicycle |
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