DE60021473T2

DE60021473T2 - Fahrradpedal

Info

Publication number: DE60021473T2
Application number: DE60021473T
Authority: DE
Inventors: Kimitaka Takahama; Yutaka Tondabayashi-shi Ueda
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: ATE300464T1; DE60021473D1; JP2000355294A; EP1055595A3; CN1100696C; JP3403147B2; CN1275510A; US6453771B1; EP1055595B1; EP1055595A2; TWM248727U

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Fahrradpedal. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Klick- oder Einstiegs-Fahrradpedal mit einem Trittkäfig.
2. Hintergrundinformation
Fahrradfahren wird als Freizeitgestaltung wie auch als Fortbewegungsart immer beliebter. Darüber hinaus ist Radfahren ein sehr beliebter Leistungssport für Amateure wie für Berufssportler geworden. Ob ein Fahrrad nun für die Freizeit, zur Fortbewegung oder als Sportgerät verwendet wird, die verschiedenen Fahrradkomponenten sowie Fahrradrahmen werden durch die Fahrradindustrie ständig weiterentwickelt. Eine der am intensivsten weiterentwickelten Komponenten ist das Fahrradpedal.
In den letzten Jahren sind Fahrradpedale für bestimmte Verwendungszwecke konstruiert worden, wie etwa für Freizeit, zum Off-Road-Fahren, für Straßenrennen etc. Eine spezielle Art Fahrradpedal, die an Beliebtheit gewinnt, ist das Einstiegs- oder Klickpedal, welches in eine an der Sohle eines Fahrradschuhs befestigte Schuhplatte lösbar eingreift. Das Klickpedal weist eine Pedalspindel auf, welche an die Tretkurbel eines Fahrrads montiert werden kann, einen Pedalkörper, welcher auf dieser Pedalspindel drehbar gelagert ist, und einen Schuhplatteneingriffsmechanismus. Bei einem Off-Road-Fahrrad ist auf beiden Seiten des Pedalkörpers ein Schuhplatteneingriffsmechanismus zum Eingriff in eine Schuhplatte ausgebildet. Pedale für Straßenrennen weisen andererseits üblicherweise nur einen Schuhplatteneingriffsmechanismus auf einer Seite des Pedalkörpers auf. In jeder der Fälle tritt der Fahrer bei dieser Art Fahrradpedal auf das Pedal, und der Schuhplatteneingriffsmechanismus erfasst automatisch die Schuhplatte, die an der Unterseite des Fahrradschuhs fest angebracht ist.
Zum Befestigen des Fahrradschuhs am Einstiegs- bzw. Klickpedal mittels der Schuhplatte bewegt der Radfahrer den Schuh relativ zum Pedalkörperschräg nach unten und nach vorne, so dass das vordere Ende der Schuhplatte in einen vorderen Haken bzw. Klemmelement des Pedalkörpers eingreift. Sobald das vordere Ende der Schuhplatte mit dem vorderen Haken des Pedalkörpers in Eingriff steht, bringt der Radfahrer das hintere Ende der Schuhplatte mit einem Führungsabschnitt des hinteren Hakens bzw. Klemmelements des Pedalkörpers in Kontakt. In dieser Position drückt der Radfahrer den Schuh nach unten gegen das Pedal, so dass dadurch der hintere Haken bzw. das Klemmelement entgegen einer Federkraft zunächst nach hinten schwenkt, wodurch der hintere Haken bzw. Klemmelement in eine Schuhplattenauslöseposition gebracht wird. Das hintere Ende der Schuhplatte geht dann in eine Position gegenüber der Rückseite des hinteren Hakens bzw. Klemmelements. Daraufhin wird der hintere Haken bzw. das Klemmelement mittels eines Vorspannelements bzw. aufgrund einer Federkraft zurückgestellt, so dass der hintere Haken bzw. das Klemmelement in das hintere Ende der Schuhplatte eingreift. Dieses Eingreifen befestigt den Fahrradschuh mittels der Schuhplatte an dem Pedal.
Um den Schuh von dem Pedal zu lösen, dreht der Radfahrer den Schuh üblicherweise um eine senkrecht oder annähernd senkrecht zu der Trittfläche des Pedals liegende Achse, indem er das vordere Ende der Schuhplatte als Schwenkpunkt benutzt. Aufgrund dieses Schwenkens wird der hintere Haken bzw. das Klemmelement entgegen einer Federkraft nach hinten in eine Schuhplattenauslöseposition geschwenkt und gibt den Schuh frei.
Bei dieser Art Einstiegs- bzw. Klickpedal sind Schuh und Pedal fortwährend im Eingriff, wenn die Schuhplattenklemme mit dem Schuhplattenklemmelement eingreift, so dass die Pedalkraft effizient auf die Pedale übertragen werden kann. Daher werden Einstiegs- bzw. Klickpedale häufig bei Rennrädern für Straßenrennen und Mountainbikerennen eingesetzt.
Bei den meisten Einstiegs- bzw. Klickpedalen besteht das Problem, dass sie recht klein sind und somit nur ein geringer Teil des Pedalkörpers in dem Fahrradschuh eingreift. Insbesondere weist der Pedalkörper eine zu beiden Seiten des Schuhplatteneingriffsmechanismus angeordnete Trittfläche auf. Diese Trittfläche weist nur eine kleine Oberfläche auf, weil der Pedalkörper üblicherweise möglichst klein ausgeführt ist um Gewicht zu sparen. Daher ist es oft schwierig, eine Pedalkraft aufzubringen, wenn die Schuhplatte nicht im Eingriff ist.
Außerdem muss der Fuß bei Off-Road-Rennen in Kurvenlagen oft vom Pedal genommen und nach der Kurve wieder auf das Pedal aufgesetzt werden. Da solche Rennen auf unbefestigten Wegen stattfinden, besteht der Nachteil, dass Schmutz an den Pedalen anhaftet und die Klemmelemente häufig zusetzt. Wenn die Klemmelemente mit Schmutz zugesetzt sind, können die Klemmelemente nicht mehr in die Schuhplatte eingreifen und der Schuh nicht am Pedal befestigt werden. Zudem setzt der Schmutz oft den Vorspannmechanismus zu, so dass die Klemmelemente nicht richtig funktionieren.
Wenn die Schuhplatteneingriffselemente nicht mehr in die Schuhplatte eingreifen können, weil sie mit Schmutz zugesetzt sind oder wenn der Fuß häufig vom Pedal genommen wird, muss der Radfahrer oft auf das Pedal treten, ohne dass die Schuhplatte mit den Schuhplatteneingriffselementen in Eingriff ist. Da jedoch der Pedalkörper der oben erwähnten herkömmlichen Klickpedale so klein wie möglich und nur mit einer kleinen Trittfläche ausgeführt ist, rutscht der Fuß seitlich hin und her, wenn die Schuhplatte nicht mit den Schuhplatteneingriffselementen in Eingriff ist. Demzufolge wird die Pedalkraft nicht effizient auf die Pedale übertragen, und die Geschwindigkeit des Fahrrades sinkt. Eine geringe Geschwindigkeit ist für einen Rennfahrer ein ernsthaftes Problem. Wenn also bei dieser Art von Off-road-Rennen zu erwarten ist, dass die Pedale mit Schmutz zugesetzt werden oder dass die Schuhe häufig vom Pedal genommen und wieder aufgesetzt werden, verwenden immer mehr Radfahrer normale zweiseitige Pedale statt Klickpedale. Diese Pedale weisen zwar keine Schuhplatteneingriffselemente auf, bieten dem Schuh jedoch guten Halt. Jedenfalls hat der Radfahrer keine optimale Vorrichtung zur Betätigung der Fahrradpedale.
Damit ein Klickpedal in solchen schmutzigen Bedingungen brauchbar ist, muss der Radfahrer auch dann sicher auf die Pedale treten können, wenn die Schuhplatte nicht im Eingriff mit dem Schuhplatteneingriffselement ist. Eine mögliche Lösung dafür wäre, auf dem Pedal einen breiten Trittkäfig außen um die Schuhplatteneingriffselemente vorzusehen, um so die Auflagefläche der Trittfläche für die Schuhsohle zu vergrößern. Wenn jedoch ein breiter Trittkäfig außen um die Schuhplatteneingriffselemente vorgesehen ist, stören sich Trittkäfig und Schuhsohle und behindern sich gegenseitig, wenn die Schuhplatte mit den Schuhplatteneingriffselementen in Eingriff gebracht wird. Daraus können sich Schwierigkeiten beim Eingriff der Schuhplatte mit dem Pedal ergeben. Wenn also der Schuh aus einer anderen als der Eingriffsrichtung eingeführt wird, wird ein schneller Wiedereingriff der Schuhplatteneingriffselemente in die Schuhplatte auch dann schwierig, wenn keine Verschmutzung durch Schlamm oder ähnliches vorliegt.
Dementsprechend sind Einstiegspedale mit Trittkäfig mit geringem Drehbewegungsspiel zwischen Trittkäfig und Pedalkörper entwickelt worden. Bei dieser Anordnung ist der Trittkäfig gegenüber dem Pedalkörper mittels einer Torsionsfeder vorgespannt. Beispiele für solche Einstiegspedale aus dem Stand der Technik sind im US-Patent Nr. 5,740,930 von Ueda offenbart. Das Fahrradpedal dieses Patents ist mit vorderen und hinteren Schuhplatteneingriffselementen versehen, welche mit dem Pedal verbunden sind, um in entsprechende vordere und hintere Bereiche der Schuhplatte einzugreifen. Ein Trittkäfig mit einer relativ breiten Trittfläche ist so mit dem Pedal verbunden, dass es wenigstens bezüglich des vorderen Schuhplatteneingriffselements und/oder des hinteren Schuhplatteneingriffselements beweglich ist. Die breite Trittfläche sorgt für sicheren Kontakt des Fahrradschuhs mit dem Pedal, wenn die Schuhplatte außer Eingriff der Schuhplatteneingriffselemente ist. Aufgrund des beweglichen Trittkäfigs kann sich die Trittfläche der Schuhplatteneingriffselemente wegschieben, so dass sie nicht stört, während der Radfahrer die Schuhplatteneingriffselemente in Eingriff mit der Schuhplatte bringt. Die Torsionsfeder ist zwischen dem Trittkäfig und dem Pedalkörper angebracht, um den Trittkäfig in der entsprechenden Position zu halten. Diese Einstiegspedale des Standes der Technik funktionieren zwar recht gut, jedoch kann die Torsionsfeder nach längerem Gebrauch versagen. Darüber hinaus erhöht die Torsionsfeder die Herstellungskosten für das Pedal.
Bei diesen vorbekannten Pedalen besteht der Trittkäfig üblicherweise aus hartem, steifem Werkstoff wie z.B. einer Metalllegierung oder hartem Kunststoff. Da Pedale mit Trittkäfig meistens bei Off-Road- oder Downhill-Rennen eingesetzt werden, sind Pedal und Trittkäfig oft rauen Bedingungen ausgesetzt, z.B. Steinschlag und dergleichen. Auch Trittkäfige aus hartem, steifem Werkstoff werden oft beschädigt. Darüber hinaus ist mit den Trittkäfigen des Standes der Technik keine optimale Auflage für die Fahrradschuhsohle gewährleistet. Eine weitere ähnliche Anordnung ist in der Druckschrift EP-A 0 826 589 offenbart.
Im Hinblick auf die obigen Ausführungen besteht Bedarf an einem Fahrradpedal, welches die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik überwindet. Im Hinblick auf die obigen Ausführungen wird deutlich, dass Bedarf an einem Einstiegs-Fahrradpedal besteht, welches relativ langlebig und in der Herstellung relativ preisgünstig ist. Die vorliegende Erfindung geht auf diese Bedürfnisse und auch auf andere Bedürfnisse ein, die dem Fachmann aus der vorliegenden Offenbarung deutlich werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Einstiegspedals für ein Fahrrad mit einem Trittkäfig, welcher aus Schuhdämpfendem Werkstoff besteht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Einstiegspedals für ein Fahrrad mit einem Trittkäfig, welcher relativ langlebig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Einstiegspedals für ein Fahrrad mit einem Trittkäfig, wobei die Schuhsohle einen besseren Kontakt mit dem Trittkäfig hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Einstiegspedals für ein Fahrrad mit einem Trittkäfig, wobei zwischen dem Trittkäfig und dem Pedalkörper keine gedrehte Feder erforderlich ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Einstiegspedals für ein Fahrrad mit einem Trittkäfig, wobei die Verbindung zwischen dem Trittkäfig und dem Pedalkörper weniger störungsanfällig ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Einstiegspedals für ein Fahrrad mit einem Trittkäfig, welches in der Herstellung relativ preisgünstig ist.
In der vorliegenden Erfindung kann die Pedalkraft effizient auf das Pedal übertragen werden, auch wenn die Schuhplatte nicht im Eingriff ist, jedoch ist die Schuhplatte auch leicht in Eingriff zu bringen.
Die oben genannten Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die Bereitstellung eines Fahrradpedals gemäß Anspruch 1 erfüllt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Fahrradpedal zur Befestigung an einer Schuhplatte, welche an einem Fahrradschuh angebracht ist, mit vorderen und hinteren Schuhplatteneingriffselementen versehen, welche in entsprechende vordere und hintere Abschnitte der Schuhplatte mit dem Pedal verbunden werden. Ein Trittkäfig mit einer relativ breiten Trittfläche ist so mit dem Pedal verbunden, dass es wenigstens bezüglich des vorderen Schuhplatteneingriffselements und/oder des hinteren Schuhplatteneingriffselements beweglich ist. Die breite Trittfläche sorgt für sicheren Kontakt des Fahrradschuhs auf dem Pedal, wenn die Schuhplatteneingriffselemente nicht in die Schuhplatte eingreifen. Aufgrund des verformbaren Trittkäfigs kann sich die Trittfläche von den Schuhplatteneingriffselementen wegschieben, so dass der Radfahrer die Schuhplatteneingriffselemente in Eingriff mit der Schuhplatte bringen kann.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, welche zusammen mit den beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Bestandteil dieser vorliegenden Offenbarung sind.
1 ist ein Außenaufriss eines Fahrradschuhs, bevor er an einem rechten Fahrradpedal mit einem Klickpedalkörper und einem Trittkäfig gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befestigt wird;
2 ist ein Außenaufriss des in 1 dargestellten rechten Fahrradpedals nach Befestigung der Schuhplatte des Fahrradschuhs daran;
3 ist eine perspektivische Draufsicht auf das in 1 und 2 dargestellte rechte Fahrradpedal;
4 ist eine Draufsicht auf das in 1 bis 3 dargestellte rechte Fahrradpedal;
5 ist eine Querschnittsdarstellung des in den 1 bis 4 dargestellten rechten Fahrradpedals entlang der Schnittlinie 5-5 aus 4 mit einem Aufriss der Spindel;
6 ist ein Außenaufriss des in 1 bis 5 dargestellten rechten Fahrradpedals vor Verformung des Trittkäfigs;
7 ist ein Außenaufriss ähnlich der 6 des in 1 bis 6 dargestellten rechten Fahrradpedals nach einer Verformung des Trittkäfigs von etwa 12,5°, gemessen um die zentrale longitudinale Achse A der Spindel;
8 ist eine Querschnittsdarstellung des in den 1 bis 7 dargestellten rechten Fahrradpedals entlang der Schnittlinie 8-8 aus 4 vor Verformung des Trittkäfigs; und
9 ist eine Querschnittsdarstellung ähnlich der 8 des in 1 bis 8 dargestellten rechten Fahrradpedals nach einer Verformung des Trittkäfigs von etwa 12,5°, gemessen um die zentrale longitudinale Achse A der Spindel.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Zunächst wird auf 1 bis 4 Bezug genommen, wo ein Fahrradpedal 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Das Fahrradpedal 10 ist ein Klick- bzw. Einstiegspedal, das mit einem Fahrradschuh 12 mit einer daran befestigten Schuhplatte 14 verwendet werden kann. Das Fahrradpedal 10 ist insbesondere für den Einsatz bei Off-Road-Fahrrädern konstruiert, nicht für einen Einsatz bei Tourenfahrrädern. Natürlich kann das Fahrradpedal 10 bei Bedarf und/oder auf Wunsch auch bei Tourenfahrrädern oder einer anderen Art Fahrrad eingesetzt werden. Wie in 1 zu sehen ist, ist das Fahrradpedal 10 fest mit einer Fahrradtretkurbel 16 zum gemeinsamen Drehen verbunden. Das in den Figuren dargestellte Fahrradpedal 10 ist ein rechtes Pedal. Natürlich ist auf der linken Seite des Fahrrads das gleiche Pedal vorgesehen (nicht gezeigt), außer dass das linke Pedal zum rechten Pedal 10 spiegelbildlich ausgeführt ist. Daher bezieht sich die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nur auf eines der Pedale, aber für den Fachmann auf dem Gebiet ist es natürlich klar, dass die Beschreibung des rechten Pedals 10 ebenso auf ein linkes Pedal zutrifft.
Wie in den 3, 4, 8 und 9 deutlich zu sehen ist, umfasst das Fahrradpedal 10 grundsätzlich eine Pedalachse bzw. -welle 20, einen Pedalkörper 22 mit erstem und zweitem Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 und einen Trittkäfig 28, welcher den Pedalkörper 22 umgibt. Der erste Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 ist auf einer Seite des Pedalkörpers 22 zum wahlweisen Eingriff mit der Schuhplatte 14 angeordnet, und der zweite Schuhplatteneingriffsmechanismus 26 ist auf der gegenüber liegenden Seite des Pedalkörpers 22 zum wahlweisen Eingriff mit der Schuhplatte 14 angeordnet. Wie in den 1 und 3 gezeigt, ist die Pedalspindel 20 an der Fahrradtretkurbel 16 befestigt, wobei der Pedalkörper 22 und der Käfig 28 zur Drehung um die longitudinale Achse A der Pedalspindel 20 miteinander verbunden sind.
Wie in 1 und 2 zu sehen ist, ist die Schuhplatte 14 auf herkömmliche Weise fest an dem Fahrradschuh 12 angebracht. Die Schuhplatte 14 ist mittels des Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 auf herkömmliche Weise lösbar an dem Pedalkörper 22 befestigt. Die Sohle des Fahrradschuhs 12 kann natürlich direkt in den Trittkäfig 28 eingreifen, ohne Verbindung mit einem Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26. Der Trittkäfig 28 ist so angeordnet, dass er den Pedalkörper 22 vollständig umgibt und ist mittels des Pedalkörpers 22 drehbar auf der Pedalspindel 20 gelagert, wie im folgenden erörtert.
Wie in 5 gezeigt, ist die Pedalspindel 20 eine Mehrfachspindel mit zahlreichen gestuften Abschnitten, die in einer im Pedalkörper 22 gebildeten gestuften Bohrung 30 aufgenommen ist. Der Pedalkörper 22 kann frei um die zentrale longitudinale Achse A der Pedalspindel 20 drehen. Wie ebenfalls in 5 gezeigt, ist der Pedalkörper 22 mittels Schraube 32 und Mutter 34 so mit dem Trittkäfig 28 verbunden, dass diese gemeinsam drehen. Insbesondere erstreckt sich der Gewindewellenabschnitt der Schraube 32 durch eine Öffnung am Ende der Bohrung 30 des Pedalkörpers 22, wo er in die Mutter 34 eingeschraubt ist. Die Mutter 34 ist drehfest in ein entsprechend ausgebildetes Loch im Trittkäfig 28 eingesetzt. Die Mutter 34 ist vorzugsweise gestuft ausgebildet mit zwei Rasten bzw. Anschlägen 36, welche sich von dem größeren Abschnitt der Mutter 34 nach außen erstrecken, um eine Drehbewegung des Trittkäfigs 28 bezüglich der Mutter 34 zu verhindern.
Der Trittkäfig 28 ist vorzugsweise aus leichtem Elastomer wie z.B. steifem Gummi als einteilige Elementeinheit ausgebildet. Das Material des Trittkäfigs 28 sollte genügend Steifigkeit aufweisen, um in Form zu bleiben (selbsttragend). Das Material des Trittkäfigs 28 sollte jedoch eine gewisse Flexibilität und Elastizität aufweisen, so dass zwecks Eingriffs der Schuhplatte 14 mit einem Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 elastische Verformbarkeit gegeben ist. Der Trittkäfig 28 kann aus mehreren Materialarten gefertigt sein, solange er wenigstens teilweise aus elastischem Werkstoff besteht, so dass der Trittkäfig bezüglich des Pedalkörpers biegsam ist.
Wie oben angegeben, sind der Pedalkörper 22 und der Trittkäfig 28 des Fahrrades mittels Schraube 32 und Mutter 34 so miteinander verbunden, dass sie um die zentrale longitudinale Achse A der Pedalspindel 20 drehen. Der Trittkäfig 28 umgibt den Pedalkörper 22 vollständig. Der Trittkäfig 28 weist zwei entgegengesetzt angeordnete Trittflächen 38 auf. Die Trittflächen 38 sind wenigstens teilweise oberhalb des Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 angeordnet, so dass der Trittkäfig 28 elastisch verformt werden muss, damit die Schuhplatte 14 vollständig in den Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 eingreifen kann. Mit anderen Worten ermöglicht der elastische Werkstoff des Trittkäfigs 28 ein begrenztes Abknicken des Trittkäfigs 28 bezüglich des Pedalkörpers 22, damit die Schuhplatte 14 vollständig in den Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 eingreifen kann. Wenn die Schuhplatte mit dem Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 in Eingriff ist, ist eine Trittfläche 38 in Kontakt mit der Schuhsohle 12.
Wie in 4 gut zu erkennen ist, weist der Trittkäfig 28 zwei parallele Seitenabschnitte 40 und 42 sowie zwei Endabschnitte 44 und 46 auf. Der Rahmen des Käfigs 28 weist die Form eines zusammengedrückten Achtecks oder zusammengedrückten Ovals auf. Die Seitenabschnitte 40 bzw. 42 weisen Öffnungen 48 bzw. 50 auf, wie in 5 zu erkennen. Durch die Öffnung 48 wird ein Abschnitt der Spindel 20 hindurchgeführt, die Öffnung 50 ist zur Aufnahme der Mutter 34 ausgestaltet. Die Öffnung 50 ist eine gestuft gestaltete Bohrung mit zwei gegenüber angeordneten Vertiefungen 52, welche im größeren Bereich der Öffnung 50 ausgebildet sind, wie in 5 und 6 zu sehen ist. Diese Vertiefungen 52 nehmen Vorsprünge 36 der Mutter 34 auf, um eine Relativdrehung dazwischen zu verhindern. Wenn die Schraube 32 in der Mutter 34 fest angezogen ist, werden Pedalkörper 22 und Trittkäfig 28 zusammengedrückt, so dass eine Relativdrehung zueinander verhindert wird.
Nun wird auf 5 Bezug genommen; die Pedalspindel 20 weist ein erstes Ende 54 mit darauf ausgebildetem Gewinde für eine herkömmliche Befestigung des Pedals 10 an der Kurbel 16 auf. Das andere Ende 56 der Pedalspindel 20 stützt den Pedalkörper 22 und den Trittkäfig 28 um die longitudinale Achse A drehbar ab. Insbesondere ist die Spindel 20 auf herkömmliche Weise mittels einer Innenhülse 60 und einer Gegenmutter 62 in einer Außenhülse 58 des Pedalkörpers 22 gesichert. Genauer gesagt, ist am Ende 56 der Spindel 20 ein Gewinde ausgebildet zum Aufschrauben der Gegenmutter 58, welche eine Lageranordnung 64 an der Außenhülse 58 sichert. Da diese Komponenten relativ herkömmlich ausgeführt sind und ihre spezifische Konstruktion für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich ist, werden sie hier nicht im einzelnen erläutert. Vielmehr werden diese Komponenten nur soweit erörtert, als dies zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
Vorzugsweise sind die Schuhplatteneingriffsmechanismen 24 und 26 identisch, wie in den 8 und 9 deutlich zu sehen ist. Wahlweise greift der Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 oder 26 in die Schuhplatte 14 des Fahrradschuhs 12 ein, um den Fahrradschuh 12 an der Sohle am Pedal 10 zu befestigen. Der Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 weist eine zentrale longitudinale Linie bzw. Ebene B auf, die sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende erstreckt, wie in 4 und 3 zu sehen. Die Achse bzw. Mittellinie B des Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zur zentralen longitudinalen Achse A der Pedalspindel 20 und im wesentlichen senkrecht zur Achse C, welche im wesentlichen senkrecht zur Schuhplattenauflage ist (siehe 5).
Jeder Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 weist ein vorderes Klemmelement 70 auf, welches in den vorderen Bereich der Schuhplatte 14 eingreift, und ein hinteres Klemmelement 72, welches in den hinteren Bereich der Schuhplatte 14 eingreift. In der dargestellten Ausführungsform sind die vorderen Klemmelemente 70 ortsfest, und die hinteren Klemmelemente 72 sind mit dem Pedalkörper 22 mittels Drehzapfen 74 schwenkverbunden. Der Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 ist im Stand der Technik wohl bekannt und wird daher nur kurz erläutert. Darüber hinaus wird der Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, dass beinahe jede Art Einstiegs-Schuhplatteneingriffsmechanismus mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Nun wird auf 4 Bezug genommen; das vordere Klemmelement 70 ist links und rechts der Mittellinie B des Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 des Pedals 10 symmetrisch. Das vordere Klemmelement 70 ist mit der Eingriffsbefestigungsfläche 75 starr verbunden und weist einen Schuhplattenklemmbereich auf, welcher in U-Form von der Vorderseite der Eingriffsbefestigungsfläche 75 nach außen gebogen ist. Das vordere Klemmelement 70 wird durch die erste Trittfläche 38 des Trittkäfigs 28 nicht behindert, in Richtung parallel zur zentralen longitudinalen Drehachse A gesehen. Damit wird ein leichtes Einführen des vorderen Bereichs der Schuhplatte 14 in das vordere Klemmelement 70 ohne Verformung des Trittkäfigs 28 ermöglicht.
Nun wird auf 3 und 4 Bezug genommen; jedes hintere Klemmelement 72 weist zwei Vorspannelemente 76 sowie eine Spannungsjustiereinrichtung 78 auf. Jedes hintere Klemmelement 72 bildet zusammen mit dem entsprechenden Drehzapfen 74, Vorspannelement 76 und der Spannungsjustiereinrichtung 78 einen hinteren Schuhplatteneingriffsmechanismus auf einer Seite des Pedalkörpers 22. Die Anordnung und Konstruktion der Vorspannelemente 76 und der Spannungsjustiereinrichtung 78 sind herkömmlich und auf dem Gebiet wohl bekannt. Daher werden diese Teile hier nicht im einzelnen erläutert.
Das hintere Klemmelement 72 ist in etwa umgedreht U-förmig gestaltet, wobei die beiden Enden mittels Drehzapfen 74 zwischen den Seitenteilen des Pedalkörpers 22 schwenkbar gelagert sind (siehe 7 und 8). Vorzugsweise bestehen die Vorspannelemente 76 jeweils aus zwei Torsionsfedern, die um die Außenseite des Körpers der Drehzapfen 74 gewickelt sind, so dass sie das hintere Klemmelement 72 in eine Schuhplatteneingriffs- bzw. -klemmposition vorspannen.
Genauer gesagt, sind die Windungsabschnitte der Torsionsfedern der Vorspannelemente 76 auf Drehzapfen 74 montiert, wobei jeweils ein Ende der Feder in einen Teil des Pedalkörpers 22 und das jeweils andere Ende der Feder in einen Teil der Spannungsjustiereinrichtung 78 eingreift. Normalerweise drücken die Vorspannelemente 76 auf die Klemmelemente 72, welche sich somit um den entsprechenden Drehzapfen 74 drehen, und zwar aus der Schuhplattenauslöseposition in die Schuhplatteneingriffs- oder -klemmposition. Anders ausgedrückt halten die Vorspannelemente 76 die Klemmelemente 72 normalerweise in der Schuhplatteneingriffsposition. Die Haltekraft der Vorspannelemente 76 bezüglich der Klemmelemente 72 wird durch Spannungsjustiereinrichtungen 78 geregelt. Die Trittfläche 38 behindert das hintere Klemmelement 72 wenigstens teilweise, in Richtung parallel zur zentralen longitudinalen Drehachse A gesehen. Daher muss in dieser Anordnung der Trittkäfig 28 elastisch verformbar sein, damit ein hinteres Klemmelement 72 vollständig in die Schuhplatte 14 eingreifen kann.
Ein Schuhplattenaufnahmebereich ist auf jeder Seite des Pedalkörpers 22 zur Aufnahme und Lagerung der Schuhplatte 14 ausgebildet. Genauer ausgedrückt, wird der Schuhplattenaufnahmebereich durch den Raum zwischen den Klemmelementen 70 und 72 definiert, wo die Schuhplatte 14 aufgenommen wird. Das erste und zweite Klemmelement 70 bzw. 72 greifen so in die Schuhplatte 14 ein, dass sie die Sohle 18 des Schuhs 12 lösbar mit dem Fahrradpedal 10 verbinden. Insbesondere kommt die Schuhplatte 14 mit dem Pedal 10 in Eingriff, indem die Schuhplatte 14 mit einer Vorwärts- und Abwärtsbewegung in das Pedal 10 hineingedrückt wird. Dadurch rastet die Schuhplatte 14 lösbar in das Pedal 10 ein. Die Schuhplatte 14 kann durch Verdrehen des Schuhabsatzes zur Außenseite des Pedals 10 aus dem Pedal 10 gelöst werden, wie unten genauer erörtert.
Nun wird wiederum auf 8 bis 9 Bezug genommen; die Fahrradschuh-Schuhplatte 14 weist grundsätzlich einen mittleren Befestigungsabschnitt 80 auf, einen ersten bzw. vorderen Verbindungsabschnitt 82, welcher sich von einem Ende des Befestigungsabschnitts 80 erstreckt, und einen zweiten bzw. hinteren Verbindungsabschnitt 84, welcher sich vom anderen Ende des Befestigungsabschnitts 80 erstreckt. Der Befestigungsabschnitt 80 weist eine obere Sohlenseite auf, welche in eine erste Richtung zum Eingreifen in die Sohle 18 des Schuhs 12 weist, und eine untere Pedalseite, welche in eine zweite, zur ersten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung zeigt. Vorzugsweise sind der Befestigungsabschnitt 80 und die Verbindungsabschnitte 82 und 84 einstückig als einteilige Elementeinheit ausgebildet, welche aus geeignetem starrem Werkstoff besteht. Die Verbindung zwischen der Schuhplatte 14 und der Sohle ist auf dem Gebiet relativ gut bekannt, und deshalb wird diese Verbindung hier nicht genauer erläutert bzw. dargestellt.
Normalerweise wird der Trittkäfig 28 so positioniert, dass sich jedes vordere Klemmelement 70 oberhalb der betreffenden Trittfläche 38 des Käfigs 28 befindet, und jedes hintere Eingriffselement 72 wird unterhalb der betreffenden Trittfläche 38 des Käfigs 28 positioniert. Wenn daher der Fahrradschuh 12 auf das Pedal 10 aufgesetzt wird, kann im Ergebnis ein vorderes Klemmelement 70 leicht in die Schuhplatte 14 eingreifen, ohne dass die Schuhsohle und der Käfig 28 sich gegenseitig behindern. Genauer ausgedrückt besteht wenigstens ein Teil des Trittkäfigs 28 aus elastischem Werkstoff, damit sich der Trittkäfig 28 bezüglich des Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 verformen kann, damit der Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 vollständig in die Schuhplatte 14 eingreift. Anders ausgedrückt sind die Trittflächen 38 wenigstens teilweise so angeordnet, dass sie einen Abschnitt des ersten Schuhplattenaufnahmebereichs des Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26, in Richtung parallel zu der zentralen longitudinalen Drehachse A gesehen, verdecken oder überlappen. Daher muss der Trittkäfig 28 elastisch verformt bzw. verbogen werden, damit ein Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 vollständig in die Schuhplatte 14 eingreifen kann. Vorzugsweise wird der Trittkäfig 28 um wenigstens fünf Grad elastisch verformt, gemessen um die zentrale longitudinale Drehachse A, damit der Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 vollständig in die Schuhplatte 14 eingreifen kann. Noch bevorzugter wird der Trittkäfig 28 um wenigstens 12,5 Grad elastisch verformt, gemessen um die zentrale longitudinale Drehachse A, damit die Schuhplatte 14 vollständig in den Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 bzw. 26 eingreifen kann. Dies bedeutet, dass sich der Endabschnitt des Trittkäfigs 28 zwecks eines vollständigen Eingriffs um einen Winkel von etwa 12,5 Grad um die zentrale longitudinale Drehachse A bewegt.
In dem Bereich des hinteren Hakens bzw. Klemmelements 72 kann das Verformen bzw. Verbiegen des Trittkäfigs 28 im wesentlichen gleich der Dicke der Schuhplatte 80 in Richtung senkrecht zur Trittfläche des Pedals entlang der Achse C sein.
Der hintere Bereich des Trittkäfigs 28 muss bezüglich einer horizontal Ebene bzw. Achse (wie z.B. Achse B) gebogen werden, damit die Schuhplatte 14 vollständig eingreifen kann.
Die Funktionsweise des Pedals 10 wird nun mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben. Wenn der Schuh 12 nicht am Pedal 10 befestigt ist, wie in 8 gezeigt, befinden sich die vorderen Klemmelemente 70 des Pedalkörpers 22 oberhalb der Trittflächen 38 des Käfigs 28, und die hinteren Klemmelemente 72 befinden sich unterhalb des Käfigs 28. Wenn der Fahrradschuh 12 an dem Pedal 10 befestigt werden soll, wird die Spitze der Schuhsohle zu einem vorderen Klemmelement 70 hin nach vorne geschoben, so dass die Spitze bzw. der vordere Verbindungsbereich 82 der Schuhplatte 14 in ein vorderes Klemmelement 70 eingeschoben wird. In diesem Zustand befindet sich jedes vordere Klemmelement 70 oberhalb der jeweiligen Trittfläche 38 des Käfigs 28. Daher behindert der Käfig 28 nicht die Spitze bzw. den vorderen Verbindungsbereich 82 der Schuhplatte 14 beim Einführen in das vordere Klemmelement 70.
Sobald die Spitze bzw. der Verbindungsbereich 82 der Schuhplatte 14 in ein Schuhplattenklemmelement 70 des Schuhplatteneingriffsmechanismus 24 oder 26 eingeschoben worden ist, tritt der Radfahrer auf den Pedalkörper 22 und bringt somit eine nach unten gerichtete Kraft auf das Pedal 10 auf. Demzufolge wird der Trittkäfig 28 bezüglich des Pedalkörpers 22 deformiert bzw. abgelenkt, so dass die Trittfläche 38 an den beiden Enden 44 und 46 des Trittkäfigs 28, welche die Sohle des Schuhs 12 berühren, nahezu parallel ausgerichtet ist, wie in 9 gezeigt. Wird die Ferse von dieser Position aus noch weiter nach unten gedrückt, dreht das hintere Ende der Schuhplatte 14 das hintere Klemmelement 72 entgegen der Vorspannkraft der Federn 76 nach hinten, und die Schuhplatte 14 gleitet zwischen die beiden Klemmelemente 70 und 72. Sobald die Schuhplatte 14 zwischen die zwei Klemmelemente 70 und 72 geglitten ist, wird das hintere Klemmelement 72 mittels der Feder 76 zurück in die Ausgangsposition vorgespannt, wobei ein Vorsprung des Schuhplatten-Klemmelements 72 an einen Rotationsanschlag des Klemmelements 72 anschlägt. Demzufolge liegt die Schuhplatte 14 zwischen den beiden eingreifenden Klemmelementen 70 und 72. Die Spannungsjustiereinrichtungen 78 sind einstellbar, um die zum Eingreifen und Lösen der Schuhplatte 14 in den bzw. aus dem Einstiegspedalkörper 22 erforderliche Kraft einzustellen. Aufgrund der Vorspannkraft des Materials des Trittkäfigs 28 ist der Trittkäfig 28 gegen die Sohle des Schuhs 12 vorgespannt.
Wenn die beiden Schuhplatten-Klemmelementen 70 und 72 in die Schuhplatte 14 eingreifen, ist der Käfig 28 bezüglich des Pedalkörpers 22 vorgespannt, und die Schuhsohle berührt einen Endbereich 44 bzw. 46 des Käfigs 28. Darüber hinaus sind die Seitenbereiche 40 und 42 des Käfigs 28 benachbart zu oder in Berührung mit der Sohle des Schuhs 12 angeordnet. Folglich ist die Schuhsohle bezüglich des Pedals 10 stabilisiert. Insbesondere wird eine Neigung des Schuhs 12 nach rechts oder links durch die Seitenbereiche 40 und 42 des Käfigs 28 verhindert, so dass die Pedalkraft wirksam auf das Pedal 10 übertragen wird. Daher stellt der Käfig 28 eine relativ breite Trittfläche 38 um den Pedalkörper 22 herum als Fußauflage für den Fahrer bereit.
Obwohl nur eine Ausführungsform zur Darstellung der vorliegenden Erfindung ausgewählt wurde, allerdings wird es dem Fachmann auf diesem Gebiet aus der vorliegenden Offenbarung klar, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist. Darüber hinaus soll die obige Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen lediglich zur Erläuterung dienen, aber nicht als Einschränkung der Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen und Äquivalenten definiert ist.

Claims

Fahrradpedal, welches mit einer Stoßplatte verbindbar ist, welche wiederum an einem Fahrradschuh befestigt ist, umfassend: eine Pedalspindel (20) mit einer zentralen longitudinalen Drehachse (A); einen Pedalkörper (22), der drehbar mit dieser Pedalspindel (20) verbunden ist, wobei dieser Pedalkörper (22) wenigstens einen ersten Stoßplatteneingriffsmechanismus (24) aufweist, welcher mit einer ersten Seite dieses Pedalkörpers (22) verbunden ist, so dass die Stoßplatte in einem ersten Stoßplattenaufnahmebereich, der durch den Abstand zwischen dem vorderen und dem hinteren Klemmelement (70, 72) dieses ersten Stoßplatteneingriffsmechanismus (24) definiert ist, fest angeordnet ist; und wenigstens einen Trittkäfig (28), der drehfest mit diesem Pedalkörper (22) verbunden ist, so dass er sich zusammen mit diesem um diese Pedalspindel (20) dreht, wobei dieser Trittkäfig (28) wenigstens eine erste Trittfläche (38) aufweist, welche an dieser ersten Seite dieses Pedalkörpers angeordnet ist, wobei dieser Trittkäfig (28) wenigstens teilweise aus elastischem Werkstoff besteht, welcher eine Verformung dieses Trittkäfigs (28) gegenüber diesem Pedalkörper (22) zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Trittfläche (38) wenigstens teilweise so angeordnet ist, dass sie einen Abschnitt dieses ersten Stoßplattenaufnahmebereichs dieses ersten Stoßplatteneingriffsmechanismus (24) bezüglich der Richtung parallel zu dieser zentralen longitudinalen Drehachse (A) überlappt.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens ein Abschnitt dieses Trittkäfigs (28) wenigstens teilweise aus Gummi gestaltet ist.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 1, wobei dieser Trittkäfig (28) diesen Pedalkörper (22) umgibt, so dass diese erste Trittfläche (38) als eine im wesentlichen kontinuierliche Fläche gestaltet ist.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 1, wobei dieser Pedalkäfig (28) eine zweite Trittfläche (38) aufweist, welche in eine Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zu dieser ersten Seite dieses Pedalkörpers (22) weist, und dieser Pedalkörper (22) einen zweiten Stoßplatteneingriffsmechanismus (26) aufweist, welcher mit einer zweiten Seite dieses Pedalkörpers (22) verbunden ist, welche in eine Richtung im wesentlichen entgegengesetzt zu dieser ersten Seite dieses Pedalkörpers (22) weist.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 4, wobei dieser zweite Stoßplatteneingriffsmechanismus (26) ein vorderes Klemmelement (70) und ein hinteres Klemmelement (72) aufweist, wobei wenigstens entweder das vordere oder das hintere Klemmelement (70, 72) gegenüber diesem Pedalkörper (22) beweglich angeordnet ist.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 4, wobei dieser Trittkäfig (28) diesen Pedalkörper (22) umgibt, so dass diese erste und diese zweite Trittfläche (38) als im wesentlichen kontinuierliche Flächen gestaltet sind.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 1, wobei diese Pedalspindel (20) ein erstes Ende (54) zum Anbringen an einer Fahrradkurbel und ein zweites Ende (56) als Fußstütze für den Fahrer aufweist.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 1, wobei dieser Pedalkäfig (28) mittels einer Schraube (32) und einer Mutter (34), welche auf dieser zentralen Drehachse (A) in Längsrichtung angeordnet sind, drehfest mit diesem Pedalkörper (22) verbunden ist.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 8, wobei diese Mutter (34) einen Abschnitt mit nicht kreisrundem Querschnitt aufweist, der in einer entsprechend geformten Öffnung in diesem Trittkäfig (28) angeordnet ist.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 1, wobei ein Abschnitt dieses Trittkäfigs (28) elastisch verformbar sein muss, so dass die Stoßplatte in diesen ersten Eingriffsmechanismus (24) eingreifen kann.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 10, wobei dieser Abschnitt dieses Trittkäfigs (28) um diese zentrale Drehachse (A) in Längsrichtung gemessen um wenigstens etwa 5° und vorzugsweise etwa 12,5° elastisch verformbar sein muss, so dass die Stoßplatte in diesen ersten Eingriffsmechanismus (24) eingreifen kann.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 1, wobei dieses vordere Klemmelement (70) durch diese Trittfläche (38) bezüglich der Richtung parallel zu dieser zentralen Drehachse (A) in Längsrichtung nicht blockiert wird, so dass ein vorderer Teil der Stoßplatte ohne Verformung dieses Trittkäfigs (28) in dieses vordere Klemmelement (70) eingesetzt werden kann.
Fahrradpedal gemäß Anspruch 12, wobei diese erste Trittfläche (38) dieses hintere Klemmelement (72) bezüglich der Richtung parallel zu dieser zentralen Drehachse (A) in Längsrichtung wenigstens teilweise blockiert, so dass sich dieser Trittkäfig (28) elastisch verformen muss, damit die Stoßplatte vollständig in dieses hintere Klemmelement (72) eingreifen kann.