DE4119736A1 - Bicycle with connected crank and crank lever linkage - has two-sided levers as linkages, moving up and down, on pedal axis, and connected to rear wheel - Google Patents

Bicycle with connected crank and crank lever linkage - has two-sided levers as linkages, moving up and down, on pedal axis, and connected to rear wheel

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Abstract

The bicycle has two cranks (PK) with pedals (P) offset by 180 deg. Two similarly offset crank linkages (KS) are hinged to the cranks. The rear ends of the crank linkages are turnably held on the bicycle axles (Z). A turnable pinion (T) is positioned on the crank linkage, in front of the drive sprocket (R) on the rear wheel and is moved down, together with the linkage, on the tight constantly moving drive chain (KS). It drives sprocket and rear wheel via the frame-fastened deflection pinion (M). A conventional sprung chain tensioner (F) shortens/extends the chain, acc. to the position of cranks, resp. crank linkages. USE/ADVANTAGE - Bicycle designed for easier pedalling, esp. uphill.

Description

Bekanntlich gibt es zwei Arten von Antrieben bei Fahrrädern, nämlich zunächst einmal den herkömmlichen Pedalkurbeltrieb, der sich ganz allgemein in der radfahrenden Bevölkerung seit Jahrzehnten durchgesetzt hat. Zum anderen ist aber auch der auf- und nieder- bzw. hin- und hergehende Hebelantrieb beim Fahrrad bekannt, der sich jedoch im Gegensatz zur Tretkurbel weniger erfolgreich hat durchsetzen können.As you know, there are two types of drives for bicycles, namely first of all the conventional pedal crank drive, the generally in the cycling population Has prevailed for decades. On the other hand, there is also that up and down or back and forth lever drive at Known bicycle, which, however, is in contrast to the pedal crank was less successful.

Der Vorteil einer um seine eigene Achse kreisenden Pedalkurbel liegt ganz offensichtlich darin, daß sich die beiden um 180° versetzten Kurbelarme optimal sehr schnell bei großer Fliehkraftentfaltung pedalieren lassen, weil diese nur ca. 175 mm an optimaler Hebelarmlänge aufweisen, wobei andererseits natürlich wenig Pedalkraft über die Antriebskette auf das angetriebene Hinterrad abgegeben werden kann.The advantage of a pedal crank that revolves around its own axis is obviously in that the two are 180 ° offset crank arms optimally very quickly with high centrifugal force Let it pedal because it is only approx. 175 mm have optimal lever arm length, on the other hand of course little pedal force on the drive chain on the driven rear wheel can be delivered.

Vergleichsweise zur schnellkreisenden Pedalkurbel gibt dagegen ein auf- und nieder- bzw. hin- und hergehender wesentlich langsamerer Hebelantrieb beim Fahrrad infolge seiner doppelten oder gar dreifachen Hebelarmlänge an Wirksamkeit und seiner damit verbundenen, zwangsläufig größeren zu pedalierenden Kreisbahn eine im Drehmoment wesentlich größere Pedalkraft über die Antriebskette auf das angetriebene Hinterrad ab.Compared to the fast-rotating pedal crank there are an up and down or back and forth much slower Lever drive on the bike due to its double or even three times the length of the lever arm in terms of effectiveness and its therefore connected, necessarily larger circular path to be pedaled a significantly greater pedal force in terms of torque Drive chain onto the driven rear wheel.

Dabei wird eine von Hub zu Hub etwaige aufkommende Fließkraftentfaltung stets wieder zunichte gemacht, so daß eine wirkliche durchgehende Fliehkraftentfaltung nicht aufkommt. Ein mit einem Hebelantrieb ausgerüstetes Fahrrad läßt sich trotz der langen Hebelarme und seiner größeren Kraft demzufolge schwerer und langsamer fahren als ein Fahrrad, das mit einer schnellkreisenden Pedalkurbel ausgerüstet ist.In this way, any arising flow force development from stroke to stroke always destroyed, so that a real one continuous centrifugal force does not arise. One with one Bicycle equipped with a lever drive can be used despite the long Lever arms and its greater strength consequently heavier and Ride slower than a bike with a fast-circulating one Pedal crank is equipped.

Der Erfinder hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Vorteile der Pedalkurbel mit den Vorteilen des hin- und her- bzw. auf- und niedergehenden Hebelantriebs zu wirksamer Kraft bei einem erfinderischen Fahrrad derart zu kombinieren, daß zum einen ein leichteres und müheloseres Pedalieren insbesondere bergauf und zum anderen ein schnelleres Fahren erzielt werden werden kann.The inventor has now set himself the task, the advantages the pedal crank with the advantages of the back and forth or up and down lever drive to effective force to combine an inventive bicycle such that especially easier and more effortless pedaling uphill and secondly faster driving can be achieved  can be.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. So zeigt die Fig. I ein erfinderisches Fahrrad mit kombinierter Pedalkurbel und Kurbelschwinge als zweiseitigen Hebel im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung von der Seite.The invention is explained in more detail with reference to drawings. Thus, the Fig. I indicates an inventive bicycle combined with the pedal crank and rocker arm as a two-sided lever at right angles to the direction of pedal pressure from the side.

Die Fig. II zeigt ein erfinderisches Fahrrad nach Fig. I, jedoch mit im oberen Totpunkt stehendem Pedalkurbelarm, wobei der angelenkte Kurbelschwingenarm schon recht wirksam ist, ebenfalls in Seitenansicht. FIG. II illustrates an inventive bicycle according to Fig. I, but with stationary at top dead center pedal crank arm, wherein the articulated Kurbelschwingenarm is quite effective, also in side view.

Die Fig. III zeigt das erfinderische Fahrrad nach Fig. I und II in Draufsicht. FIG. III illustrates the inventive bicycle according to Fig. I and II in plan view.

Die Fig. I zeigt ein erfinderisches Fahrrad, kombiniert mit einer herkömmlichen Pedalkurbel einschließlich ihren beiden um 180° gegeneinander versetzten Pedalkurbelarmen (PK) mit Pedalen (P) einschließlich deren Kettenkranz (KK) mit Antriebskette (AK) sowie einer erfinderischen Kurbelschwinge (KS) mit Langloch (L) als zweiseitigen Hebel im wirksamen Bereich, also im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung, wobei die Kurbelschwinge (KS), auf jeder Fahrradseite eine, mit ihrem hinteren Ende auf die rahmenfeste Achse (Z) der verlängerten Rahmengabel (RG) drehbar angelenkt ist und wobei ihr vorderes, mit einem Langloch (L) versehenes Ende auf die Pedalachse (PA) schwenkbar angelenkt ist. Fig. I shows an inventive bicycle, combined with a conventional pedal crank including their two 180 ° offset crank arms (PK) with pedals (P) including their chain ring (KK) with drive chain (AK) and an inventive crank arm (KS) with Elongated hole (L) as a two-sided lever in the effective area, i.e. at right angles to the pedal pressure direction, with the crank arm (KS), one on each side of the bike, with its rear end rotatably articulated on the frame-fixed axis (Z) of the extended frame fork (RG) and wherein its front end, which is provided with an elongated hole (L), is pivotably articulated on the pedal axis (PA).

Beim Pedalieren, d. h. Kreisen der Kurbelarme (PK) um ihre Kurbelachse (KA) um 360° wird die, auf je eine der Pedalachse (PA) angelenkte Kurbelschwinge (KS) stets mitgenommen, wobei das Langloch (L) ein ständiges fliehkraftartiges Hin- und Herschwenken bzw. Auf- und Niederschwenken der Kurbelschwinge (KS) durch die kreisende Pedalkurbel (PK) gleichzeitig ermöglicht und wobei sich die Kurbelschwinge (KS) gemäß der Hubhöhe der kreisenden Pedale (P) gleichzeitig etwas um ihre auf die verlängerte Rahmengabel (RG) befestigte Achse (Z) hin- und herdreht.When pedaling, d. H. Circling the crank arms (PK) around their The crank axle (KA) is rotated through 360 ° on one of the pedal axles (PA) articulated crank arm (KS) always carried, the elongated hole (L) being a constant centrifugal force Swiveling back and forth or swinging the crank arm up and down (KS) through the rotating pedal crank (PK) at the same time enables and whereby the crank arm (KS) according to the lifting height of the rotating pedals (P) at the same time something around their attached to the extended frame fork (RG) Rotates the axis (Z) back and forth.

Etwa im Bereich des hinteren Drittels und noch vor dem Antriebsritzel (R) des Fahrrades ist auf die Kurbelschwinge (KS) ein kugelgelagertes kräftiges Ritzel (T) etwas seitlich so angeordnet, daß die stets straffe Kette (AK) im wirksamen Bereich unter dem niederdrückenden Ritzel (T) geführt wird, wird, wobei die Zähne des Ritzels (T) genau in die einzelnen Aussparungen der Kettenglieder bei der Kette (AK) hineinpassen. Befindet sich beispielsweise der Kurbelarm (PK) und mit diesem demzufolge auch gleichzeitig die angelenkte Kurbelschwinge (KS) gerade im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung, also im wirksamen Bereich, dann befindet sich, wie die Fig. I es aufzeigt, die Kurbelschwinge (KS) zusammen mit dem Pedalkurbelarm (PK) in einer Geraden, wobei die Wirksamkeit der mitgeführten Kurbelschwinge (KS) gemäß ihrer Länge, am größten ist.Approximately in the area of the rear third and in front of the drive sprocket (R) of the bicycle, a strong ball-bearing sprocket (T) on the crank arm (KS) is arranged somewhat to the side so that the always tight chain (AK) is in the effective area under the depressing sprocket (T) is guided, whereby the teeth of the pinion (T) fit exactly into the individual recesses of the chain links in the chain (AK). If, for example, the crank arm (PK) and with it the articulated crank arm (KS) are located at right angles to the pedal pressure direction, i.e. in the effective range, then the crank arm (KS) is located together, as shown in FIG with the pedal crank arm (PK) in a straight line, the effectiveness of the crank arm (KS) being carried according to its length being greatest.

Da die Kurbelschwinge (KS) etwa die dreifache Länge wie die des Kurbelarmes (PK) aufweist, ist die Wirksamkeit bzw. die Hebelkraft hierbei so groß, daß das fest auf der Kurbelschwinge (KS) angeordnete, sich drehende Ritzel (T) nach Fig. I die ständig laufende und stets straffe Antriebskette (AK) bei jedem Hub so tief und so lange niederdrückt, bis der Hub der Kurbelschwinge (KS) bzw. die 360° Umdrehung der Pedalkurbel (PK) beendet ist, wobei das Antriebsritzel (R) und demgemäß das Antriebsrad (RR) des Fahrrades beschleunigt herumgezogen wird und wobei das Fahrrad trotz seines größeren Gewichtes durch die zusätzliche Kurbelschwingenanordnung vergleichsweise zu herkömmlichen Fahrrädern mit lediglich einer Pedalkurbel zum einen viel müheloser insbesondere bergauf und zum anderen wesentlich schneller fährt. Die auf die laufende und gestraffte Antriebskette (AK) einwirkende Hebelkraft der Kurbelschwinge (KS) mit ihrem niederdrückenden Ritzel (T) unterstützt die Pedalkraft der relativ schnellkreisenden Pedalkurbel als auch die der kreisenden Füße des Pedaleurs voll erhalten bleiben, dies trotz Anlenkung der beiden Kurbelschwingenarme (KS), die ebenso beschleunigt auf- und niederschwenkend pedaliert werden. Um ein tiefes Niederdrücken der straffen und überlangen Kette (AK) zu erreichen, ist diese in bekannter Weise mit einem Federkettenspanner (F) versehen, der wie üblich, unterhalb der Kette (AK) rahmenfest angeordnet ist. Die Kette (AK) ist so überlang bemessen, daß der Kettenspanner (F) soviel an Kettenglieder hergeben kann, wie das die Kette (AK) niederdrückende Ritzel (T) der Schwinge (KS) ausmacht. Sobald der untere Totpunkt des Pedalkurbelarmes (PK) mit dem angelenkten Kurbelschwingenarm (KS) verlassen ist, spannt der Kettenspanner (F), auf jeder Fahrradseite einer, die über das rahmenfeste, sich drehende Umlenkritzel (M) tief niedergedrückte Antriebskette (AK) sofort wieder straff, womit die erfinderische Funktionsweise bei jedem Tretakt von neuem beginnt.Since the crank arm (KS) has about three times the length of that of the crank arm (PK), the effectiveness or leverage is so great that the rotating pinion (T) on the crank arm (KS) according to Fig. I depress the continuously running and always tight drive chain (AK) with each stroke until the stroke of the crank arm (KS) or the 360 ° rotation of the pedal crank (PK) has ended, the drive sprocket (R) and Accordingly, the drive wheel (RR) of the bicycle is pulled around accelerated and the bicycle, despite its greater weight due to the additional crank arm arrangement compared to conventional bicycles with only one pedal crank, on the one hand much more effortlessly in particular uphill and on the other hand moves much faster. The lever force of the crank arm (KS) with its depressing pinion (T), which acts on the running and tightened drive chain (AK), supports the pedal force of the relatively fast-rotating pedal crank as well as that of the pedaling feet of the pedal operator, despite the articulation of the two crank arm ( KS), which are also pedaled up and down swiftly. In order to achieve a deep depression of the taut and excessively long chain (AK), it is provided in a known manner with a spring chain tensioner (F) which, as usual, is arranged underneath the chain (AK) in a frame-fixed manner. The chain (AK) is dimensioned so long that the chain tensioner (F) can give as much to chain links as the pinion (T) of the rocker arm (KS) that depresses the chain (AK). As soon as the bottom dead center of the pedal crank arm (PK) with the articulated crank arm (KS) is left, the chain tensioner (F), on each side of the bike, immediately tensions the drive chain (AK), which is deeply depressed by the frame-fixed, rotating idler gear (M) taut, with which the inventive functionality begins anew with every pedal stroke.

Da gemäß der beiden um 180° gegeneinander versetzten Pedalkurbelarmen (PK) der Pedalkurbel ebenso auf jeder Fahrradseite eine Kurbelschwinge (KS) angeordnet ist, ist demgemäß ferner die Nabe (N) des Antriebsrades (RR) zur Fortbewegung des Fahrzeugs mit zwei gleichgroßen Antriebsritzeln (R, R′) nach Fig. III ausgerüstet, die folglich über zwei gleichlange Antriebsketten (AK, AK′) und zwei gleichgroßen Kettenkränzen (KK, KK′) wechselseitig arbeiten.Since, according to the two pedal crank arms (PK) offset by 180 °, the pedal crank also has a rocker arm (KS) on each side of the bicycle, the hub (N) of the drive wheel (RR) for moving the vehicle with two equally large drive pinions (R , R ') according to Fig. III, which consequently work alternately over two equally long drive chains (AK, AK') and two equally large chain rings (KK, KK ').

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht ferner die Inbetriebnahme einer bekannten Fahrradnabe (N) mit bis zu fünf schaltbaren Gängen, wenn diese wie erläutert, mit zwei erfinderischen gleichgroßen Antriebsritzeln (R, R′), beispielsweise 13 bis 15zähnig, ausgerüstet ist.The subject of the invention also enables commissioning a known bicycle hub (N) with up to five switchable Gears, if this as explained, with two inventive drive pinions of the same size (R, R ′), for example 13 to 15 teeth, is equipped.

Anstatt des bekannten Klinkengesperres bei der Nabe (N) ist es von Vorteil, diese mit zwei fabrikatorisch bekannten Vorschubfreiläufen entweder als Klemmstückfreilauf oder auch als Klemmrollenfreilauf ausgeführt, auszurüsten, wobei der zweite, d. h. auf der anderen Antriebsseite des Fahrrades bzw. der Nabe (N) gelagerte Vorschubfreilauf beim wechselseitigen Pedalieren als Rücklaufsperre dient. Derartige Vorschubfreiläufe arbeiten völlig schlupffrei, sind geräuschlos und wartungsfrei.Instead of the well-known ratchet mechanism at the hub (N) it is an advantage, this with two factory-known feed freewheels either as sprag freewheel or as Clamping roller freewheel designed to equip, the second, d. H. on the other drive side of the bike or hub (N) mounted freewheel when alternately pedaling serves as a backstop. Such feed freewheels work completely slip-free, are noiseless and maintenance-free.

Ferner bestimmt der Radiusdurchmesser des Schwingenritzels (T) bzw. seine Zähneanzahl die Geschwindigkeit des Niederdrückens der straffen Antriebskette (AK) bzw. demzufolge des Antriebsritzels (R) bzw. Klemmkörpers (R) zur Beschleunigung des erfinderischen Fahrzeugs.The radius diameter of the rocker pinion (T) also determines or its number of teeth the speed of depression the tight drive chain (AK) or consequently the drive sprocket (R) or sprag (R) to accelerate the inventive vehicle.

Am äußersten Ende der beiden Kurbelschwingen (KS) ist je eine Zugfeder (D) angeordnet, die mit der verlängerten und nasenartig auslaufenden Rahmengabel (RG) verbunden ist und der Masse der auf- und niedergehenden Kurbelschwinge (KS) um ihren Drehpunkt, der Achse (Z) beim Pedalieren entgegenwirkt.At the extreme end of the two crank arms (KS) is one Tension spring (D) arranged with the elongated and nose-like outgoing frame fork (RG) is connected and the mass the up and down crank arm (KS) around your Pivot that counteracts the axis (Z) when pedaling.

Gemäß der großen Kraftentfaltung eignet sich der erfinderische Kombinationsantrieb insbesondere auch für den Einbau und Fortbewegung eines geschlossenen oder offenen, ein- oder mehrsitzigen mobilen Pedalfahrzeugs mit neben- oder hintereinander angeordneten Antriebsvorrichtungen.According to the great power delivery, the inventive one is suitable Combination drive especially for installation and locomotion  of a closed or open, one or multi-seat mobile pedal vehicle with side by side or one behind the other arranged drive devices.

Claims (7)

1. Fahrrad mit einer Pedalkurbeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an den das Antriebsdrehmoment auf das hintere Rad (RR) übertragenden, um 180° gegeneinander versetzte Pedalkurbelarmen (PK) einschließlich deren Pedalen (P) zwei ebenso um 180° gegeneinander versetzte Kurbelschwingen (KS) als zweiseitige Hebel mit einem im vorderen Bereich angeordneten Langloch (L) auf den Pedalachsen (PA) auf- und niederschwenkbar angelenkt sind, wobei das hintere Ende der Kurbelschwingen (KS) auf die rahmenfesten Achsen (Z) des Fahrzeugs drehbar gelagert sind und wobei etwa auf dem hinteren Drittel der Schwinge (KS) und kurz vor dem jeweiligen Antriebsritzel (R) des hinteren Rades (RR) ein auf der gestrafften und ständig laufenden Antriebskette (AK) und zusammen mit der Schwinge (KS) niederdrückendes drehgelagertes Ritzel (T) angeordnet ist und Antriebsritzel (R) einschließlich Antriebsrad (RR) des Fahrzeugs über das rahmenfeste Umlenkritzel (M) beschleunigt antreibt, wobei unterhalb der überlangen Antriebskette (AK) ein rahmenfester Federkettenspanner (F) bekannter Ausführung je nach Pedalstellung der Pedalkurbelarme (PK) bzw. deren angelenkten Kurbelschwingenarme (KS) die Antriebskette (AK) verkürzt, d. h. strafft bzw. wieder verlängert.1. Bicycle with a pedal crank device, characterized in that to the drive torque to the rear wheel (RR) transmitting, offset by 180 ° pedal crank arms (PK) including their pedals (P) two equally offset by 180 ° crank arms (KS) are articulated as a two-sided lever with an elongated hole (L) arranged in the front area on the pedal axles (PA), the rear end of the crank arms (KS) being rotatably mounted on the frame-fixed axles (Z) of the vehicle, and about On the rear third of the rocker arm (KS) and just before the respective drive sprocket (R) of the rear wheel (RR) there is a rotating pinion (T) which presses down on the tightened and constantly running drive chain (AK) and together with the rocker arm (KS) is and drives the drive pinion (R) including drive wheel (RR) of the vehicle via the frame-fixed deflection pinion (M) accelerates, below d he drive chain (AK) a frame-fixed spring chain tensioner (F) of known design depending on the pedal position of the pedal crank arms (PK) or their articulated crank arm (KS) shortens the drive chain (AK), ie tightens or extends it again. 2. Fahrrad mit einer Pedalkurbeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Antriebsrad (RR) tragende Rahmengabel (RG) verlängert ausgebildet ist und zu einer Nase (W) ausläuft, wobei die Verlängerung über das Antriebsrad (RR) des Fahrrades hinausgehen und auch geschlossen ausgebildet sein kann.2. Bicycle with a pedal crank device according to claim 1, characterized in that the drive wheel (RR) load-bearing frame fork (RG) is extended and runs out to a nose (W), the extension go beyond the drive wheel (RR) of the bicycle and can also be closed. 3. Fahrrad mit einer Pedalkurbeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalkurbel mit zwei gleichgroßen Kettenkränzen (KK, KK′) ausgerüstet ist, die beim Pedalieren zwei gleichlange Antriebsketten (AK, AK′) über zwei gleichgroße Antriebsritzeln (R, R′) zu beiden Seiten des Fahrrades wechselseitig ziehen und es fortbewegen. 3. bicycle with a pedal crank device according to claim 1, characterized in that the pedal crank with two chain rings of the same size (KK, KK ′) are equipped, the two drive chains of equal length when pedaling (AK, AK ′) via two equally large drive pinions (R, R ′) pull alternately on both sides of the bike and move it around.   4. Fahrrad mit einer Pedalkurbeleinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsnabe (N) des Fahrrades ein- bis fünfgängig einschließlich bekanntem Bowdenzuges ausgeführt sein kann.4. Bicycle with a pedal crank device according to claim 1 and 3, characterized in that the drive hub (N) of the bike one to five gears including the well-known Bowden cable can be executed. 5. Fahrrad mit einer Pedalkurbeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den hinteren Enden der beiden Kurbelschwingen (KS) je eine Zugfeder (D) angeordnet ist, die mit der verlängerten Rahmengabel (RG) des Fahrrades verbunden sind.5. bicycle with a pedal crank device according to claim 1, characterized in that at the rear ends of the a tension spring (D) for each crank arm (KS) arranged with the extended frame fork (RG) of the bike are connected. 6. Fahrrad mit einer Pedalkurbeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kombinationsantrieb von Tretkurbelarmen (PK) und der Kurbelschwinge (KS) auch zur Fortbewegung eines mobilen offenen oder geschlossenen Pedalfahrzeugs mit hinter- oder nebeneinander angeordneten Pedalsitzen Verwendung finden kann.6. Bicycle with a pedal crank device according to claim 1 to 5, characterized in that the combination drive of pedal crank arms (PK) and the crank arm (KS) also for getting around a mobile open or closed pedal vehicle with rear or side by side pedal seats use Can be found. 7. Fahrrad mit einer Pedalkurbeleinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsnabe (N) anstatt mit bekanntem Klinkengesperre auch mit zwei gleichgroßen bekannten Vorschubfreiläufen entweder als Klemmstückfreilauf oder als Klemmrollenfreilauf ausgerüstet sein kann.7. Bicycle with a pedal crank device according to claim 1 to 6, characterized in that the drive hub (N) instead of two with a known jack ratchet same-size known feed freewheels either as Clamping piece freewheel or as a clamping roller freewheel can be equipped.
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