DE60220607T2

DE60220607T2 - Pedal-Befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60220607T2
Application number: DE60220607T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Sakai-shi Muraoka
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: US20030051574A1; EP1293424A3; TW536506B; US6722229B2; JP3759591B2; US20030051575A1; DE60220607D1; US20040154433A1; US6925908B2; CN1405051A; CN100387483C; EP1293424B1; CN1236947C; EP1293424A2; CZ20023120A3; JP2003095175A; CN1673025A; US6708584B2

Description

1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Fahrradpedal-Baugruppe. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung sogenannte Clipless oder Step-in Fahrradpedal-Baugruppen, die eine hintere Gleit- oder Schwenkachse für eine Relativdrehung zwischen Stoßplatte und Pedal hat.
2. Hintergrundinformation
Fahrradfahren ist eine immer populärer werdende Form der Erholung sowie Mittel zur Fortbewegung. Ferner wurde Fahrradfahren für Amateure und Profis ein sehr populärer Wettkampfsport. Egal ob das Fahrrad zur Erholung, Fortbewegung oder zum Wettkampf verwendet wird, die Fahrradindustrie verbessert kontinuierlich verschiedene Komponenten des Fahrrads sowie den Fahrradrahmen. Eine Komponente, die umfassend überarbeitet wurde ist das Fahrradpedal.
In den vergangenen Jahren wurden Fahrradpedale für bestimmte Anwendungen wie z.B. Erholung, Geländefahrten oder Straßenrennen entworfen. Eine bestimmte Form des Fahrradpedals, welche an Popularität gewinnt, ist das Step-in oder Clipless Pedal, welches mit einer Stoßplatte, die an der Sohle des Fahrradschuhs befestigt ist, lösbar in Eingriff gelangt. Das Clipless-Pedal hat eine Pedalwelle, die an der Kurbel eines Fahrrads montiert werden kann, einen Pedalkörper, der drehbar mit der Pedalwelle verbunden ist, und einen Stoßplattenbefestigungsmechanismus. Bei einem Off-road Fahrradpedal ist ein Stoßplattenbefestigungsmechanismus auf beiden Seiten des Pedalkörpers ausgebildet, um mit einer Stoßplatte in Eingriff zu gelangen. Ein Rennradpedal andererseits hat typischerweise nur einen Stoßplattenbefestigungsmechanismus auf einer Seite des Pedalkörpers. In jedem Fall tritt der Fahrer bei diesen Arten von Fahrradpedalen auf das Pedal und der Stoßplattenbefestigungsmechanismus greift automatisch in die Stoßplatte, die auf der Unterseite des Fahrradschuhs befestigt ist.
Wenn der Schuh des Radfahrers mit dem Step-in oder Clipless Pedal über die Stoßplatte verbunden wird, bewegt der Radfahrer den Schuh in Bezug auf den Pedalkörper schräg nach unten und vorne, so dass das vordere Ende der Stoßplatte mit einem vorderen Haken oder Klemmelement des Pedalkörpers in Eingriff gelangt. Ist einmal das vordere Ende der Stoßplatte mit dem vorderen Haken des Pedalkörpers in Eingriff gelangt, bringt der Radfahrer das hintere Ende der Stoßplatte in Kontakt mit einem Führungsbereich des hinteren Hakens oder Klemmelements des Pedalkörpers. In dieser Position drückt der Radfahrer den Schuh nach unten gegen das Pedal, damit sich der hintere Haken oder das Klemmelement nach hinten gegen die Kraft einer Feder dreht, um den hinteren Haken oder das Klemmelement in eine Stoßplattenfreigabeposition zu bewegen. Das hintere Ende der Stoßplatte gelangt dann in eine Position, die einer hinteren Fläche des hinteren Hakens oder des Klemmelements gegenüber liegt. Dann kehrt der hintere Haken oder das Klemmelement aufgrund der Kraft eines Vorspannelements oder einer Feder zurück, so dass der hintere Haken oder das Klemmelement mit dem hinteren Ende der Stoßplatte in Eingriff gelangt. Diese Bindung fixiert den Schuh des Fahrradfahrers mit dem Pedal über die Stoßplatte.
Typischerweise sind diese Step-in oder Clipless Pedale und die Stoßplatten für diese Pedale so gestaltet, dass sie ein begrenztes Spiel oder Raum zwischen dem Pedal und der Stoßplatte (während im Eingriff befindlich) erlauben, bevor sie außer Eingriff gelangen. Wenn der Schuh von dem Pedal gelöst wird, dreht der Radfahrer typischerweise den Schuh um eine Achse FP, die senkrecht oder ungefähr senkrecht zu dem Gewinde des Pedals ist, unter Verwendung des vorderen Endes der Stoßplatte als Drehpunkt. Als Ergebnis dieser Drehbewegung wird der hintere Haken oder das Klemmelement nach hinten entgegen der Federkraft in eine Stoßplattenfreigabeposition gedreht, um den Schuh freizugeben.
Mit dieser Art Step-in oder Clipless Pedal sind der Schuh und das Pedal in einem Zustand konstanter Verbindung, wenn die Stoßplatte mit dem Stoßplattenklemmelement in Eingriff steht, so dass die Pedalkraft effizient auf die Pedale übertragen werden kann. Das führt dazu, dass Step-in oder Clipless Pedale bei Rennrädern, die in Straßenrennen und in Mountainbike – Rennen verwendet werden, weit verbreitet sind.
Diese Step-in oder Clipless Pedale können jedoch kompliziert und teuer in Herstellung und Zusammenbau sein. Zusätzlich können diese Step-in und Clipless Pedale durch Schlamm und/oder Ablagerungen verstopfen, wodurch das in Eingriff bringen/außer Eingriff bringen schwierig werden kann. Ferner übertragen einige dieser Step-in oder Clipless Pedale die Kraft nicht auf die effizienteste Weise auf die Fahrradkurbel. Letztendlich können diese Step-in oder Clipless Pedale unkomfortabel sein, und zu einer Ermüdung des Fußes des Radfahrers nach ausgedehnten Fahrperioden führen.
Das nächstliegende Stand der Technik Dokument US 5,557,985 , welches alle Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 zeigt, stellt ein Beispiel eines typischen Clipless Pedals dar.
Aufgrund des Vorangegangenen, besteht ein Bedürfnis nach einer Fahrradpedal-Baugruppe, welche die oben erwähnten Probleme im Stand der Technik überkommt. Diese Erfindung bezieht sich auf diesen Bedarf im Stand der Technik, sowie andere Bedürfnisse, die sich für die in dieser Technik geschulten aufgrund der Offenbarung erschließen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wie durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 angegeben, eine Step-in Fahrradpedal-Baugruppe bereit zu stellen, die relativ leicht zusammen zu bauen und auseinander zu bauen ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Step-in Fahrradpedal-Baugruppe bereit zu stellen, die relativ einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es Step-in Fahrradpedal-Baugruppe bereit zu stellen, die relativ leichtgewichtig und funktionsfehlerfrei ist.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Step-in Fahrradpedal-Baugruppe bereit zu stellen, die eine hintere Gleit- oder Schwenkachse aufweist.
Die vorangegangenen Aufgaben können grundsätzlich dadurch gelöst werden, dass eine Fahrradpedal-Baugruppe mit einem Fahrradpedal und einer Fahrradstoßplatte bereit gestellt werden. Das Fahrradpedal enthält eine Pedalwelle, einen Pedalkörper, ein vorderes Klemmelement und ein hinteres Klemmelement. Die Pedalwelle hat ein erstes Ende, das so ausgebildet ist, dass es mit einer Fahrradkurbel verbunden werden kann und ein zweites Ende, das eine zentrale Drehachse hat, welche sich zwischen dem ersten und zweiten Ende erstreckt. Der Pedalkörper ist drehbar mit dem zweiten Ende der Pedalwelle um die zentrale Drehachse der Pedalwelle verbunden und hat ein erstes und zweites Ende. Das vordere Klemmelement ist mit dem ersten Ende des Pedalkörpers verbunden und hat eine vordere Stoßplatteneingriffsfläche, die in eine erste Richtung zeigt. Das hintere Klemmelement ist mit dem zweiten Ende des Pedalkörpers verbunden und hat eine hintere Stoßplatteneingriffsfläche, die in die erste Richtung zeigt. Die hintere Stoßplatteneingriffsfläche ist zu der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche versetzt. Die Fahrradschuh-Stoßplatte ist wahlweise mit dem Pedalkörper über das erste oder zweite Klemmelement in Eingriff bringbar und enthält einen vorderen Befestigungsbereich, einen hinteren Befestigungsbereich und einen Verbindungsbereich. Der vordere Befestigungsbereich hat eine vordere Befestigungsfläche, die wahlweise mit der vorderen Befestigungsfläche des vorderen Klemmelements in Eingriff bringbar ist. Der hintere Befestigungsbereich hat eine hintere Befestigungsfläche, die wahlweise mit der hinteren Befestigungsfläche des hinteren Klemmelements in Eingriff bringbar ist. Der Verbindungsbereich verbindet den vorderen und hinteren Befestigungsbereich miteinander. Das vordere und hintere Klemmelement und der vordere und hintere Befestigungsbereich sind so ausgebildet, um eine hintere Gleit- oder Schwenkachse auf einer hinteren Seite der zentralen Drehachse und eine vordere Stoßplattenfreigabedrehachse an einer Vorderseite der zentralen Drehachse zu bilden, wenn die Stoßplatte und das Pedal miteinander verbunden sind. Die hintere Gleit- oder Schwenkachse ist im Wesentlichen senkrecht zu der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche.
Die vorangegangenen Aufgaben können grundsätzlich auch dadurch gelöst werden, dass ein Fahrradpedal mit einer Pedalwelle, einem Pedalkörper, einem vorderen Klemmelement und einem hinteren Klemmelement bereitgestellt wird. Die Pedalwelle hat ein erstes Ende, das so ausgebildet ist, um mit einer Fahrradkurbel verbunden zu werden und ein zweites Ende mit einer zentralen Drehachse, die sich zwischen dem ersten und zweiten Ende erstreckt. Der Pedalkörper ist mit dem zweiten Ende der Pedalwelle drehbar um die zentrale Drehachse der Pedalwelle verbunden, und hat ein erstes und zweites Ende. Das vordere Klemmelement ist mit dem ersten Ende des Pedalkörpers verbunden. Das vordere Klemmelement hat eine vordere Stoßplattenaufnahmefläche, die in eine erste Richtung zeigt, und eine vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der vorderen Stoßplattenaufnahmefläche erstreckt. Das hintere Klemmelement ist mit dem zweiten Ende des Pedalkörpers verbunden. Das hintere Klemmelement hat eine hintere Stoßplattenaufnahmefläche, die in die erste Richtung zeigt und eine hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der hinteren Stoßplattenaufnahmefläche erstreckt. Die hintere Stoßplatten aufnahmefläche ist von der vorderen Stoßplattenaufnahmefläche versetzt. Die vordere und hintere Stoßplattenbegrenzungsflächen und die vordere und hintere Stoßplattenaufnahmeflächen sind so ausgebildet, dass sie eine hintere Gleit- oder Schwenkachse auf einer hinteren Seite der zentralen Drehachse und eine vordere Stoßplattenfreigabedrehachse an einer vorderen Seite der zentralen Drehachse bilden.
Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden denen in der Technik geschulten von der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die einen Teil der ursprünglichen Offenbarung bilden:
1 ist eine teilweise perspektivische Explosionszeichnung einer Fahrradpedal-Baugruppe entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Draufsicht der in 1 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe, wobei die Stoßplatte mit dem Pedal verbunden und von dem Schuh entfernt wurde;
3 ist eine Draufsicht der die in den 1 und 2 dargestellten Fahrradpedal-Baugruppe, wobei die Stoßplatte mit dem Pedal verbunden ist und das Spiel des Schuhs durch gestrichelte Linien dargestellt ist;
4 ist eine vergrößerte Draufsicht des vorderen Bereichs der Stoßplatte, die mit dem vorderen Bereich des Pedals der in den 1-3 dargestellten Fahrradpedal-Baugruppe verbunden ist;
5 ist eine vergrößerte Draufsicht des hinteren Bereichs der Stoßplatte, die mit dem hinteren Bereich des Pedals der in 1-3 dargestellten Fahrradpedal-Baugruppe verbunden ist;
6 ist eine Draufsicht der in den 1-3 dargestellten Fahrradpedal-Baugruppe, die die Gleit- oder Schwenkbewegung der Stoßplatte relativ zu dem Pedal zeigt;
7 ist eine Draufsicht der in den 1-3 und 6 dargestellten Fahrradpedal-Baugruppe, die die von dem Pedal gelöste Stoßplatte zeigt;
8 ist eine Draufsicht der des Fahrradpedals der in 1-3, 6 und 7 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe;
9 ist eine Unteransicht des in 8 dargestellten Fahrradpedals;
10 ist eine perspektivische Explosionszeichnung des in den 8-9 gezeigten Fahrradpedals;
11 ist eine Querschnittsansicht der in den 1-3, 6 und 7 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe entlang der Schnittlinie 11-11 der 2;
12 ist eine Querschnittsansicht des in den 8 und 9 gezeigten Fahrradpedals entlang der Schnittlinie 12-12 der 8, wobei der Vorspannmechanismus aufgrund von Illustrationszwecken entfernt wurde;
13 ist eine Querschnittsansicht des in 8 und 9 gezeigten Fahrradpedals, entlang der Schnittlinie 12-12 der 8, wobei der hintere Klemmmechanismus aufgrund von Illustrationszwecken entfernt wurde;
14 ist eine Draufsicht des hinteren Klemmelements des in den 1-3 und 6-12 gezeigten Fahrradpedals;
15 ist eine Seitenansicht des in 14 gezeigten Klemmelements;
16 ist eine Schrägansicht von hinten des in den 14 und 15 gezeigten hinteren Klemmelements;
17 ist eine Schnittansicht des in 14-16 gezeigten hinteren Klemmelements entlang der Schnittlinie 17-17 in 14;
18 ist eine Unteransicht des in den 14-17 gezeigten hinteren Klemmelements;
19 ist eine Schnittansicht des in den 14-18 gezeigten hinteren Klemmelements entlang der Schnittlinie 19-19 in 16;
20 ist eine Draufsicht der Stoßplatte der in den 1-5 und 6-12 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe;
21 ist eine Seitenansicht der in 20 gezeigten Stoßplatte;
22 ist eine teilweise Seitenansicht der in den 20 und 21 gezeigten Stoßplatte entlang des Pfeils V in 20;
23 ist eine Schnittansicht der in den 20-22 gezeigten Stoßplatte entlang der Schnittlinie 23-23 der 20;
24 ist eine Unteransicht der in den 20-23 gezeigten Stoßplatte;
25 ist eine perspektivische Explosionszeichnung einer Fahrpedalbaugruppe entsprechend einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
26 ist eine vergrößerte Draufsicht der in 25 dargestellten Fahrradpedal-Baugruppe, wobei die Stoßplatte mit dem Pedal verbunden und von dem Schuh entfernt ist;
27 ist eine Draufsicht der in den 25 und 26 dargestellten Fahrpedalbaugruppe, wobei die Stoßplatte mit dem Pedal verbunden ist und das Spiel oder die Drehung des Schuhs mit gestrichelten Linien gezeigt ist;
28 ist eine vergrößerte Draufsicht des vorderen Bereichs der Stoßplatte, die mit dem vorderen Bereich des Pedals der in den 25-27 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe verbunden ist;
29 ist eine vergrößerte Draufsicht des hinteren Bereichs der Stoßplatte, die mit dem hinteren Bereich des Pedals der in den 25-27 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe verbunden ist;
30 ist eine Schnittansicht der in den 25-29 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe entlang der Schnittlinie 30-30 in 26;
31 ist eine Schnittansicht des in den 25-30 gezeigten Fahrradpedals entlang der Schnittlinie 30-30 in 26, wobei der Vorspannungsmechanismus aufgrund von Illustrationszwecken entfernt wurde;
32 ist eine Schnittansicht des in den 25-31 gezeigten Fahrradpedals entlang der Schnittlinie 30-30 der 26, wobei der hintere Klemmmechanismus aufgrund von Illustrationszwecken entfernt wurde;
33 ist eine Draufsicht des hinteren Klemmelements des in den 25-27 und 29-31 gezeigten Fahrradpedals;
34 ist eine Seitenansicht des in 33 gezeigten hinteren Klemmelements;
35 ist eine Seitenansicht des in den 33 und 34 gezeigten hinteren Klemmelements;
36 ist eine Schnittansicht des in den 33-35 gezeigten hinteren Klemmelements entlang der Schnittlinie 36-36 in 33;
37 ist eine Unteransicht des in den 33-36 gezeigten hinteren Klemmelements;
38 ist eine Schnittansicht des in den 33-37 gezeigten hinteren Klemmelements entlang der Schnittlinie 38-38 in 35;
39 ist eine Draufsicht der in den 25-31 gezeigten Fahrradpedal-Baugruppe;
40 ist eine Schnittansicht der in 39 gezeigten Stoßplatte entlang der Schnittlinie 40-40 in 39;
41 ist eine Unteransicht der in den 39 und 40 gezeigten Stoßplatte;
42 ist eine Schnittansicht der in den 39-41 gezeigten Stoßplatte entlang der Schnittlinie 42-42 in 39;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf 1-3 ist eine Fahrradpedal-Baugruppe 10 dargestellt entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fahrradpedal-Baugruppe 10 ist mit einer hinteren Gleit- oder Schwenkachse FP ausgestattet. Die Fahrradpedal-Baugruppe 10 ist eine Clipless oder Step-in Pedalbaugruppe, die im Wesentlichen ein Fahrradpedal 12 und eine Stoßplatte 14, die wahlweise lösbar mit dem Fahrradpedal 12 verbunden ist, enthält. Die Stoßplatte 14 ist vorzugsweise fest mit einem Fahrradschuh 16 verbunden, um den Fuß des Fahrradfahrers lösbar mit dem Fahrradpedal 12 zu verbinden. Das Fahrradpedal 12 und die Stoßplatte 14 sind so ausgestaltet, dass sich die Stoßplatte 14 relativ zu dem Fahrradpedal 12 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP gleitet (oder schwenkt), während die Stoßplatte 14 und das Pedal 12 miteinander verbunden sind. So kann ein gewünschter Grad oder Winkel ⊝ an Gleiten erreicht werden, ohne durch andere Teile des Fahrrads gestört zu werden. In der dargestellten Ausführungsform sind das Pedal 12 und die Stoßplatte 14 so gestaltet, dass sich die Stoßplatte 14 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP mit ungefähr 3 Grad in jede Richtung gemessen von einer mittleren Drehachse B, die durch die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP dringt, gleitet oder dreht. Die Fahrradpedal-Baugruppe 10 wurde auch entworfen um relativ einfach und kostengünstig hergestellt und zusammengebaut zu werden.
Die Fahrradpedal-Baugruppe 10 ist insbesondere zur Verwendung mit Straßenrädern, im Gegensatz zur Verwendung mit Off-road Rädern, entworfen worden. Es wird jedoch für die der Technik Geschulten anhand dieser Offenbarung offensichtlich sein, dass die Merkmale der Fahrradpedal-Baugruppe 10 bei der Konstruktion einer Art Off-road Fahrradpedal-Baugruppe verwendet werden können, wenn nötig und/oder gewünscht. Mit anderen Worten ist es offensichtlich, dass während das Pedal 12 eine Seite hat, die gestaltet wurde, um mit der Stoßplatte 14 verbunden zu werden, die Grundsätze der vorliegenden Erfindung auch auf ein zweiseitiges Pedal angewendet werden können. Das Fahrradpedal 12 ist fest mit einer Tretkurbel 18 eines Fahrrads (nicht gezeigt) verbunden, um sich, wie in 1 gezeigt, damit zu drehen. Das Fahrradpedal 12 ist als ein Pedal auf der linken Seite dargestellt. Natürlich ist das Pedal 12 auf der linken Seite das Spiegelbild eines Pedals (nicht gezeigt) auf der rechten Seite. Damit ist es für die in der Technik Geschulten offensichtlich, dass die Beschreibung des auf der linken Seite angebrachten Pedals 12 auch auf ein Pedal auf der rechten Seite zutrifft.
Wie in den 1 und 8-10 gezeigt, enthält das Fahrradpedal 12 im Wesentlichen eine Pedalwelle oder -achse 20, einen Pedalkörper 22, ein vorderes (erstes) Klemmelement 24 und ein hinteres (zweites) Klemmelement 26. Das vordere und hintere Klemmelement 24 und 26 sind vorzugsweise fest mit dem Pedalkörper 22 verbunden, wobei das vordere Klemmelement 24 an dem Pedalkörper 22 fixiert ist und das hintere Klemmelement 26 drehbar mit dem Pedalkörper 22 verbunden ist. Die Welle 20 ist angepasst, um mit den Kurbelwellenarm 18 verbunden zu werden, während der Pedalkörper 22 drehbar mit der Welle 20 verbunden ist, um einen Fuß des Fahrradfahrers zu lagern. Die Pedalwelle 20 hat ein erstes Ende 21a, das mit den Kurbelwellenarm 18 verbunden ist und ein zweites Ende 21b (in den 11-13 gezeigt), das drehbar mit dem Pedalkörper 22 verbunden ist. Eine mittlere Drehachse A erstreckt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 21a und 22b der Pedalwelle 20. Der Pedalkörper 22 ist frei um die mittlere Drehachse A drehbar. Eine Stoßplattenaufnahmefläche ist auf einer Seite des Pedalkörpers 22 ausgebildet, um die Stoßplatte 14 darin aufzunehmen und zu lagern. Insbesondere ist die Stoßplattenaufnahmefläche durch den Platz, der zwischen dem vorderen und hinteren Klemmelement 24 und 26 angeordnet ist definiert.
Die Pedalwelle 20 ist vorzugsweise eine Mehrgangachse mit mehreren abgestuften Bereichen, die drehbar mit einem hohlen Bereich des Pedalkörpers 22 in einer herkömmlichen Weise verbunden sind. Das erste Ende 21a der Pedalwelle 20 hat darauf ausgebildete Gewinde, um das Pedal 12 mit dem Kurbelwellenarm 18 auf herkömmliche Weise fest zu verbinden. Vorzugsweise sind die Gewinde des linken Pedals 12 Linksgewinde, so dass das linke Pedal 12 auf herkömmliche Art und Weise mit den Kurbelwellenarm 18 verbunden bleibt. Alternativ dazu sind die Gewinde der rechten Pedalwelle (nicht gezeigt) vorzugsweise Rechtsgewinde, so dass das rechte Pedal 12 in einer herkömmlichen Art und Weise mit einem gegenüber liegenden Kurbelwellenarm (nicht gezeigt) verbunden bleibt. Das zweite Ende 21b der Pedalwelle 20 ist lagerbar/drehbar den Pedalkörper 22 entlang der Drehachse A durch eine herkömmliche Lagerbaugruppe (nicht gezeigt).
Insbesondere ist die Pedalwelle 20 innerhalb des hohlen Bereichs des Pedalkörpers 22 durch eine innere Röhre und eine Verschlussmutter auf herkömmliche Art und Weise gesichert. Ferner hat die Pedalwelle 20 insbesondere eine Verschlussmutter, die darauf befestigt ist, um eine Lagerbaugruppe und die Pedalwelle 20 innerhalb des hohlen Bereichs des Pedalkörpers 22 zu sichern. Da diese Teile relativ herkömmliche Teile sind und die spezifische Konstruktion dieser Teile nicht kritisch für die vorliegende Erfindung ist, werden sie weder beschrieben noch en detail dargestellt. Vielmehr werden diese Teile nur beschrieben, da sie notwendig sind, um die vorliegende Erfindung zu verstehen.
Das vordere Klemmelement 24 ist fest mit dem Pedalkörper 22 verbunden, während das hintere Klemmelement 26 drehbar mit dem Pedalkörper 22 verbunden ist. Insbesondere ist das vordere Klemmelement 24 vorzugsweise ein nicht bewegbares Bauteil, das einstückig mit dem Pedalkörper 22 ausgebildet ist, während das hintere Klemmelement 26 vorzugsweise ein separates Bauteil ist, das auf einem Gelenkstift oder Trägerstift 28 montiert ist. Der Gelenkstift 28 ist mit dem Pedalkörper 22 verbunden. Zwei Torsionsfedern 29 sind vorzugsweise mit dem Pedalkörper 22 und dem hinteren Klemmelement 26 verbunden. Während die beiden Federn 29 vorzugsweise auf dem Gelenkstift 28 montiert sind, ist es für die in der Technik Geschulten anhand der Offenbarung offensichtlich, dass weniger oder mehr Federn verwendet werden können. Des Weiteren ist es für die in der Technik Geschulten offensichtlich, dass andere Arten von Druckmitteln/Widerstandsmitteln verwendet werden können, um die vorliegende Erfindung auszuführen. Dementsprechend bezieht sich der verwendete Ausdruck „Vorspannbauteil" auf eines oder mehrere Bauteile, die eine Druckkraft zwischen zwei Elementen ausüben.
Die Stoßplatte 14 ist fest an dem Fahrradschuh 16 auf herkömmliche Art und Weise mit Befestigungsmitteln angebracht. Die Stoßplatte 14 ist lösbar mit dem Pedalkörper 22 über die Klemmelemente 24 und 26 in einer relativ herkömmlicher Art und Weise in Eingriff gebracht. Mit anderen Worten ist die Stoßplatte 14 so gestaltet, um lösbar die Sohle des Schuhs 16 mit dem Fahrradpedal 12 durch das vordere und hintere Klemmelement 24 und 26 zu verbinden. Diese Art Pedal wird oft als Step-in oder Clipless Pedal bezeichnet. Insbesondere wird die Stoßplatte 14 mit dem Pedal 12 durch Pressen der Stoßplatte 14 in das Pedal 12 mit einer Vorwärts- und Abwärtsbewegung in Eingriff gebracht. Dies klemmt die Stoßplatte 14 lösbar an dem Pedal 12 fest. Die Stoßplatte 14 kann durch Drehen der Ferse des Schuhs in Richtung der Außenseite des Pedals 12 aus dem Pedal gelöst werden, wie detaillierter nachfolgend beschrieben (gezeigt in 7). Der Schuh 16 ist jedoch in der Rotation oder dem Gleiten um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP vor dessen Loslösung beschränkt (gezeigt in 6), was ebenso nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
Wie in den 10-13 gezeigt, hat der Pedalkörper 22 einen mittleren rohrförmigen Bereich 30 (mit einem hohlen Bereich), einem inneren (ersten) Seitenbereich 32 und einem äußeren (zweiten) Seitenbereich 34. Der mittlere rohrförmige Bereich 30 nimmt die Pedalwelle 20 auf, die sich um eine mittlere Drehachse A dreht, während die Seitenbereiche 32 und 34 drehbar das hintere Klemmelement 26 lagern. Die Seitenbereiche 32 und 34 sind gemeinsam an der Vorderseite des Pedalkörpers 22 (im Wesentlichen U-förmig befestigt), um so das vordere Klemmelement 24 als einstückiges Teil mit dem Pedalkörper 22 zu bilden. Die Teile des Pedalkörpers 22 sind vorzugsweise aus einem leichtgewichtigen, steifen, metallischen Material, wie z. B. einer Aluminiumlegierung gebildet. Eines der Klemmelemente 24 und 26 ist an je einem Ende des Pedalkörpers 22 angeordnet. Insbesondere ist der Pedalkörper 22 ein A-förmiges Bauteil mit einem ersten (vorderen) geschlossenen Ende 36 und einem zweiten (hinteren) offenen Ende 38. Das vordere Klemmelement 24 ist mit dem ersten Ende 36 verbunden, während das hintere Klemmelement 26 mit dem zweiten Ende 38 verbunden ist. Das hintere Klemmelement 26 ist drehbar zwischen den Seitenbereichen 32 und 34 über einen Gelenkstift 28 verbunden.
Der mittlere rohrförmige Bereich 30 ist vorzugsweise einstückig mit dem ersten und zweiten Seitenbereich 32 und 34 als ein einziges, einheitliches Bauteil ausgebildet. Des Weiteren ist das vordere Klemmelement 24 ebenso vorzugsweise einstückig mit dem Pedalkörper 22 ausgebildet. Natürlich wird den in der Technik Geschulten von dieser Beschreibung offensichtlich, dass andere Konstruktionen verwendet werden können, wenn benötigt und/oder gewünscht. Beispielsweise kann der Pedalkörper aus mehreren einzelnen Stücken, die lösbar miteinander verbunden sind, zusammen mit einer Mehrzahl an Schrauben oder anderen konventionellen Befestigungsmitteln gebildet werden. Des Weiteren wird es für die in der Technik Geschulten offensichtlich, dass das vordere Klemmelement 24 ein separates Bauteil sein kann, das lösbar mit einem einstückigen, H-förmigen Pedalkörper lösbar verbunden ist, falls benötigt und/oder gewünscht. Auf jedem Fall ist das vordere Klemmelement 24 vorzugsweise fest und nicht beweglich mit dem Pedalkörper 22 verbunden.
Die Seitenbereiche 32 und 34 erstrecken sich von dem mittleren rohrförmigen Bereich 30 nach vorne und nach hinten, so dass die Klemmelemente 24 und 26 an gegenüber liegenden Enden davon angeordnet sind. Der erste Seitenbereich 32 hat ein Durchgangsloch 40 mit Innengewinde (am zweiten Ende 38 des Pedalkörpers 22) zur Aufnahme des Trägerstifts 28, wie in 10 gezeigt. Die Bohrung 40 mit Gewinde hilft einem attraktiven Erscheinungsbild, da das Ende oder der Kopf des Stifts 28 nicht außerhalb des Pedalkörpers 22 sichtbar ist. Der zweite (äußere) Seitenbereich 34 ist mit einer Bohrungen 44 ohne Gewinde versehen, die mit der Bohrung 40 mit Gewinde zur Aufnahme des äußeren Endes des Gelenkstifts 28 ausgerichtet ist. Die Bohrungen 40 und 44 sind derart ausgestaltet, um den Gelenkstift 28 darin auf eine ästhetische und zuverlässige Art und Weise zu sichern. Somit kann eine glatte äußere Fläche gebildet werden.
Der erste Seitenbereich 32 hat einen Verstärkungs- oder Trägerbereich 42, der sich nach außen davon erstreckt, so dass er mit dem mittleren rohrförmigen Bereich 30 verbunden ist. Der Trägerbereich 42 ist in Bezug auf den Seitenbereich 32 und die mittlere Drehachse A geneigt. Eine vergrößerte zentrale Blindbohrung 43 erstreckt sich durch den mittleren rohrförmigen Bereich 30 und den Seitenbereichen 32, um den Schaft 20 darin drehbar aufzunehmen (d.h. um den hohlen Bereich zu bilden). Zusätzlich hat der zweite Seitenbereich ebenso einen Verstärkungs- oder Trägerbereich 46, der sich nach innen davon erstreckt, so dass er mit dem mittleren rohrförmigen Bereich 30 verbunden ist. Der Trägerbereich 46 ist in Bezug auf den Seitenbereich 34 und die mittlere Drehachse A geneigt.
Wie oben erwähnt, ist das vordere Klemmelement 24 vorzugsweise einstückig mit dem Pedalkörper 22 ausgebildet. Demnach ist das vordere Klemmelement 24 vorzugsweise aus einem leichtgewichtigen, steifen, metallischen Material, wie z. B. einer Aluminiumlegierung gebildet. Das vordere Klemmelement 24 enthält im Wesentlichen eine vordere Stoßplattenaufnahmefläche 50 und eine vordere Pedalbegrenzungsfläche 52, wie in den 9 und 11-13 gezeigt. Die vordere Stoßplatteneingriffsfläche 50 ist eine im Wesentlichen C-förmige ebene Fläche, die in eine nach unten gerichtete (erste) Richtung zeigt, wenn sich das Pedal 12 in der normalen Fahrposition befindet. Die vordere Stoßplatteneingriffsfläche 50 liegt in einer ersten Ebene P1. Die vordere Pedalbe grenzungsfläche 52 ist eine quer verlaufende Fläche, die sich nach oben von dem hinteren Ende der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 50 erstreckt.
Genauer ausgedrückt ist die vordere Pedalbegrenzungsfläche 52 vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 50 angeordnet. Die vordere Pedalbegrenzungsfläche 52 ist aus einem konkav gekrümmten Mittelbereich 52a mit einem Krümmungsradius R1 und einem Paar konkav gekrümmter Endbereiche 52b gebildet, deren Krümmungsradius R2 kleiner ist als der Krümmungsradius R1, wie in 4 gezeigt. Jeder der gekrümmten Endbereiche 52b hat eine flache Randfläche 52c, die sich davon nach außen erstreckt. Vorzugsweise ist der Krümmungsradius R1 ungefähr dreimal der Krümmungsradius R2. Weiter vorzugsweise ist der Krümmungsradius R1 vorzugsweise 26,6 mm, während der Krümmungsradius R2 vorzugsweise ungefähr 9,0 mm ist. Jeder Endbereich 52b hat einen Krümmungsmittelpunkt, der radial ungefähr 17 Grad von einer Mittellinie des Pedals 12 (entlang dem Krümmungsmittelpunkt des Mittelbereichs 52a gemessen), wie am besten in 4 gezeigt, beabstandet ist.
Das vordere Klemmelement 24 enthält ebenso vorzugsweise eine quer verlaufende Angrenzungsfläche 54, die sich von der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 50 nach unten erstreckt. Die Angrenzungsfläche 54 ist im Wesentlichen senkrecht zu der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 50. Die Angrenzungsfläche 54 hat einen gekrümmten Mittelbereich 54a mit einem Paar flacher Endbereiche 54b, die sich davon erstrecken, um einen glatten Übergang mit dem Endbereich 52b der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 52 zu bilden. Die Endbereiche 54b und/oder die Endbereiche 52b bilden Halteflächen, welche die Drehung der Stoßplatte 14 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP verhindern. Mit anderen Worten, die Stoßplatte 14 gleitet oder dreht sich normalerweise relativ zu dem Pedal 12, bis die Bereiche der Stoßplatte 14 Bereiche der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 52 und/oder die Angrenzungsfläche 54 kontaktieren, wie nachfolgend genauer beschrieben.
Mit Bezug auf die 10 und 14-19 hat das hintere Klemmelement 26 eine ungefähre U-förmige Ausbildung, wobei seine zwei Enden drehbar durch den Trägerstift 28 gelagert sind, der zwischen den Seitenbereichen 32 und 34 des Pedalkörpers 22 verläuft. Das hintere Klemmelement 26 enthält im Wesentlichen einen hinteren Klemmbereich 60, einen Befestigungsbereich 62 und einen Basisbereich 64. Der Befestigungsbereich 62 hat ein Paar Montageflansche 66, die sich davon erstrecken, um das hintere Klemmelement 26 auf dem Trägerstift 28 zu befestigen. Insbesondere hat jeder Monta geflansch 66 eine darin ausgebildete Durchgangsbohrung 66a, um den Trägerstift 28 aufzunehmen. Der Basisbereich 64 hat eine darin zentral angeordnete gestufte Bohrung 64a, um einen Teil eines Spannungseinstellmechanismus aufzunehmen. Insbesondere hat die gestufte Bohrung 64a eine nicht glatte Indexierungsfläche, die derart eingerichtet ist, dass sie einer Fläche des Spannungseinstellmechanismus 48, wie nachfolgend detaillierter beschrieben, entspricht. Der Montagebereich 62 ist zwischen dem hinteren Klemmbereich 60 und dem Basisbereich 64 angeordnet.
Der hintere Klemmbereich 60 des hinteren Klemmelements 26 enthält im Wesentlichen eine hintere Stoßplatteneingriffsfläche 70 und eine hintere Pedalbegrenzungsfläche 72. Die hintere Stoßplatteneingriffsfläche 70 ist eine flache Fläche, die in die gleiche Richtung zeigt (d. h. die erste nach unten gerichtete Richtung), wie die vordere Stoßplatteneingriffsfläche 50. Die hintere Stoßplatteneingriffsfläche 70 liegt in einer zweiten Ebene P2, die von der ersten Ebene P1 versetzt ist. Genauer ausgedrückt ist die zweite Ebene P2 vorzugsweise über der ersten Ebene P1 angeordnet, wenn sich das Pedal 12 in einer normalen Fahrposition befindet. Vorzugsweise sind die vordere und hintere Stoßplatteneingriffsfläche 50 und 70 parallel zueinander. Die hintere Pedalbegrenzungsfläche 72 ist eine quer verlaufende Fläche, die sich nach oben von der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche 70 erstreckt. Die hintere Pedalbegrenzungsfläche 72 ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche 70. Der hintere Klemmbereich 60 hat ebenso vorzugsweise eine geneigte Führungsfläche 74, die sich nach oben weg von der quer verlaufenden hinteren Pedalbegrenzungsfläche 72 erstreckt, um die Verbindung der Stoßplatte 14 mit dem Pedal 12 zu unterstützen.
Die hintere Pedalbegrenzungsfläche 72 enthält im Wesentlichen eine hintere Pedalschwenkfläche 76, ein Paar gerader Seitenflächen 78 und ein Paar äußerer geneigter Bereiche 79. Die hintere Pedalschwenkfläche 76 ist vorzugsweise als eine Ausnehmung in dem hinteren Klemmelement 26 ausgebildet. Die hintere Pedalschwenkfläche 76 enthält einen flachen Endbereich 76a und ein Paar gegenüber liegender flacher Bereiche 76b, die mittels des Endbereichs 76a verbunden sind. Die Bereiche der Schwenkfläche 76 sind zueinander geneigt, um eine bereichweise (oder nicht kontinuierliche) nicht gekrümmte oder nicht glatte Fläche zu bilden. Die hintere Pedalschwenkfläche 76 teilt die hintere Stoßplatteneingriffsfläche 70 in zwei Abschnitte. Die Bereiche der hinteren Pedalschwenkfläche 76 sind derart eingerichtet, um eine effiziente Krümmung zu bilden, die mit der Stoßfläche 14 zusammenwirkt, um so die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP zu bilden. Insbesondere in der dargestellten Ausführungsform hat die hintere Pedal schwenkfläche 76 eine effektive Krümmung von ungefähr 7,0 mm (d.h. ein Kreis, der den in Bereich 76a und die gegenüber liegenden Bereiche 76b tangiert, hat einen Radius von ungefähr 7,0 mm). Die hintere Pedalschwenkfläche 76 wirkt mit der Stoßplatte 14 zusammen, so dass die Stoßplatte 14 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP gleitet.
Jede der Seitenflächen 78 erstreckt sich von einer der gegenüberliegenden Flächen 76b der hinteren Pedalschwenkfläche 76. Die äußeren geneigten Bereiche 79 erstrecken sich von der Seitenfläche 78 nach hinten und unterstützen das außer Eingriff bringen der Stoßplatte 14 von dem Pedal 12. Insbesondere, wenn die Stoßplatte 14 sich um ein bestimmtes Maß schwenkt oder dreht, agiert einer der äußeren geneigten Bereiche 79 als geneigte Ebene, um das hintere Klemmelement 26 gegen die Vorspannkraft der Feder 29 zu drehen, um so die Stoßplatte 14 aus dem Pedal 12 frei zu geben. Eine der geraden Flächen 78 agiert dann als Gleitfläche, so dass die Stoßplatte 14 komplett von dem Pedal 12 freikommt.
Die Torsionsfedern 29 sind mit ihrem befestigten oder gewundenen Bereich auf dem Trägerstift 28 montiert, wobei ein Ende jeder Feder mit einem Teil des Pedalkörpers 22 in Eingriff steht und das andere Ende jeder Feder mit einem Spannungseinstellmechanismus 48 (und damit indirekt mit dem hinteren Klemmelement 26) in Eingriff steht. Die Federn 29 drängen in der Regel das Klemmelement 26 dazu sich um den Gelenkstift 28 von einer Klemmeplattenfreigabeposition hin zu einer Klemmplatteneingriffs- oder Klemmposition zu drehen. Mit anderen Worten halten die Federn 29 das Klemmelement 26 normalerweise in der Klemmplatteneingriffsposition. Die Rückstellkräfte der Federn 29 auf das Klemmelement 26 werden im Wesentlichen durch auswechseln der Federn 29 durch entweder schwächere oder stärkere Federn gesteuert. Natürlich kann die Form und der Aufbau des Klemmelements 26 verändert werden, um falls gewünscht und/oder benötigt die Stoßplattenrückhaltekraft zu ändern. Demnach können das Klemmelement 26 und/oder die Federn 29 leicht ausgetauscht werden, um so die Stoßplattenrückhaltekraft des Pedals 12 einzustellen oder um beschädigte Teile zu ersetzen.
Wie am besten aus den 8-10 ersichtlich ist, ist der Spannungseinstellmechanismus 48 zwischen dem hinteren Klemmelement 26 und den Federn 29 montiert, um so die Vorspannkraft der Federn 29, die auf das hintere Klemmelement 26 wirkt, einzustellen. Der Einstellmechanismus 48 enthält im Wesentlichen einen Einstellbolzen 49a, ein Trägerelement 49b und eine Einstellplatte 49c. Der Einstellbolzen 49a ist in ein Gewinde, das in der Einstellplatte 49c ausgebildet ist, eingeschraubt. Der Kopf des Ein stellbolzens 49a hat eine nicht glatte Indexfläche, die derart gestaltet ist, um mit einer Fläche des hinteren Klemmelements 26 (d.h. mit der nicht glatten Indexfläche der gestuften Bohrung 64a) zusammen zu wirken. Auf diese Weise wird der Einstellbolzen nicht aufgrund von Vibrationen und/oder Beanspruchung locker. Die Einstellplatte 49c ist einen T-förmige Platte. Das Trägerelement 49c hat eine Vertiefung mit einem zentral angeordneten Schlitz, um die Einstellplatte 49b und die Enden der Federn 28 aufzunehmen. Das Trägerelement 49b kontaktiert das hintere Klemmelement 26 um die Vorspannkraft der Federn 28 auf das hintere Klemmelement zu übertragen. Die zugeordneten Federn 28 sind nun einstellbar unter Spannung angeordnet. Diese Anordnung erlaubt den einfachen Zusammenbau des Fahrradpedals 12. Der Spannungseinstellmechanismus ist relativ gewöhnlich und wird daher weder beschrieben, noch en detail gezeigt.
Ein Stoßplattenaufnahmebereich ist auf einer Seite des Pedalkörpers 22 ausgebildet, um die Stoßplatte 14 darin aufzunehmen und zu lagern. Genauer ausgedrückt ist der Stoßplattenaufnahmebereich durch den Platz definiert, der zwischen dem vorderen und hinteren Klemmelement 24 und 26, in dem die Stoßplatte aufgenommen wird, angeordnet ist. Das vordere und hintere Klemmelement 24 und 26 gelangen mit der Stoßplatte 14 in Eingriff, um so die Sohle des Schuhs 16 mit dem Fahrradpedal 12 lösbar zu verbinden. Insbesondere kommt die Stoßplatte 14 durch Pressen der Stoßplatte 14 mit einer nach vorne und unten gerichteten Bewegung in das Pedal 12, mit dem Pedal 12 in Eingriff. Dies verbindet die Stoßplatte 14 lösbar mit dem Pedal 12. Die Stoßplatte 14 kann von dem Pedal 12 durch drehen der Ferse des Schuhs in Richtung der Außenseite des Pedals 12, wie nachfolgend detaillierter beschrieben, gelöst werden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 20-24 enthält die Fahrradschuh-Stoßplatte 14 im Wesentlichen einen mittleren Verbindungsbereich 80, einen ersten oder vorderen Befestigungsbereich 82, der sich von einem Ende des mittleren Verbindungsbereich 80 erstreckt und einen zweiten oder hinteren Befestigungsbereich 84, der sich von dem anderen Ende des mittleren Verbindungsbereich 80 erstreckt. Der mittlere Verbindungsbereich 80 hat eine obere Sohlenseite, die in eine erste Richtung zeigt, um mit der Sohle des Schuhs 16 in Eingriff zu gelangen, und eine untere Pedalseite, die in eine zweite Richtung zeigt, die im Wesentlichen der ersten Richtung gegenüberliegt. Vorzugsweise sind der mittlere Verbindungsbereich 80 und die Befestigungsbereiche 82 und 84 zusammen als ein gesamtes, einstückiges Stück ausgebildet, wobei sie aus einem geeignet festen Material gebildet sind. Die Verbindung zwischen der Stoßplatte 14 und der Sohle ist aus dem Stand der Technik relativ gut bekannt, und daher wird diese Verbindung weder en detail beschrieben noch gezeigt.
Der vordere Befestigungsbereich 82 der Stoßplatte 14 enthält im Wesentlichen eine vordere Verbindungsfläche 86 und eine vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 88. Die vordere Verbindungsfläche 86 ist wahlweise mit der vorderen Stoßplattenbegrenzungsfläche 50 des vorderen Klemmelementes 24 in Eingriff zu bringen. Die vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 88 wirkt mit der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 52 zusammen, um so die Bewegung der Stoßplatte 14 relativ zu dem Pedal 12 zu steuern. Vorzugsweise ist die vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 88 im Wesentlichen senkrecht zu der vorderen Verbindungsfläche 86 und enthält eine zentrale konvex gekrümmte Fläche 88a und ein Paar Endflächen 88b, wie in 4 gezeigt.
Die zentrale konvexe Fläche hat einen Krümmungsradius R3 der kleiner ist als der Krümmungsradius R1 der konkaven Fläche 52a der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 52. Des Weiteren ist der Krümmungsradius R3 vorzugsweise gleich oder geringfügig kleiner als der Krümmungsradius R2 der Endbereiche 52b der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 52. Insbesondere ist der Krümmungsradius R3 vorzugsweise ungefähr 9,0 mm. Die Endflächen 88b entsprechen im Wesentlichen in der Form den Randflächen 52c der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 52. Somit dienen die zentrale konvex gekrümmte Fläche 88a und eine der beiden Endflächen 88b als Halteflächen.
Der hintere Befestigungsbereich 84 der Stoßplatte 14 enthält im Wesentlichen eine hintere Verbindungsfläche 90 und eine hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 92. Die hintere Verbindungsfläche 90 ist wahlweise mit der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche 70 des hinteren Klemmelements 26 in Eingriff bringbar. Die hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 92 wirkt mit der hinteren Pedalbegrenzungsfläche 72 zusammen, um so die Bewegung der Stoßplatte 14 relativ zu dem Pedal 12 zu steuern. Insbesondere ist die hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 92 eine quer verlaufende Fläche, die sich von der hinteren Verbindungsfläche 90 nach oben erstreckt. Vorzugsweise ist die hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 92 eine geneigte Fläche, die ungefähr einen Winkel von 100 Grad mit der hinteren Verbindungsfläche 90 bildet und eine zentrale konvex gekrümmte Fläche 92a, ein Paar gerader Seitenflächen 92b und ein Paar geneigter Randflächen 92c enthält.
Der hintere Verbindungsbereich 84 enthält einen Vorsprung 94, der sich davon nach hinten erstreckt, um die hintere Verbindungsfläche 90 in zwei Abschnitte zu teilen. Die zentrale konvex gekrümmte Fläche 92a ist auf dem Vorsprung 94 ausgebildet. Die zentrale konvex gekrümmte Fläche 92a hat einen Krümmungsradius R4 der ungefähr gleich der effektiven Krümmung der hinteren Pedalschwenkfläche 76 (d.h. ungefähr 7,0 mm) ist, so dass die Stoßplatte 14 sich normal um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP schwenkt oder dreht. Wenn der vordere Befestigungsbereich 82 aufgrund der Einstellungen der vorderen Pedal- und Stoßplattenbegrenzungsfläche 52 und 88 einmal aufhört sich zu drehen oder zu schwenken, dreht sich die Stoßplatte 14 um eine vordere Auslöseschwenkachse DP, wie in 7 gezeigt. Die Randflächen 92c wirken dann mit den Randflächen 72c zusammen, um so die Stoßplatte 14 von dem Pedal 12 zu lösen.
Nochmals unter Bezugnahme auf 3, ist ein Pedalkraftmittelpunkt PFC entlang der hinteren Gleit- oder Schwenkachse FP ausgerichtet, wenn sich die Stoßplatte 14 in einer geraden (nicht geschwenkten) Ausrichtung befindet. Der PFC ist der Mittelpunkt der Anwendung der Pedalkraft des Fahrers und liegt auf einem nach vorne gerichteten Pedalkraftvektor F. Die Stoßplatte 14 ist jedoch geeignet sich ungefähr 3 Grad (d.h. insgesamt 6 Grad) in jede Richtung von der geraden (nicht geschwenkten) Ausrichtung aus um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP zu schwenken (drehen). Selbst wenn sich die Stoßplatte 14 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP relativ zu dem Pedal 12 schwenkt oder dreht, bleibt der Pedalkraftmittelpunk PFC im Wesentlichen (oder nur leicht versetzt) entlang der hinteren Gleit- oder Schwenkachseachse FP ausgerichtet, so dass sich die Stoßplatte 14 nicht zufällig von dem Pedal 12 während des Tretens löst. Mit anderen Worten, der nach vorne gerichtete Pedalkraftvektor F wird im Wesentlichen entlang der hinteren Gleit- oder Schwenkachse FP und dem Pedalkraftmittelpunkt PFC angewendet. Somit wird eine effiziente Pedalkraft ohne Ablösung erreicht.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug nun auf die 25-42 ist eine Fahrradpedal-Baugruppe 110 entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Fahrradpedal-Baugruppe 110 der zweiten Ausführungsform funktioniert im Wesentlichen identisch wie die Fahrradpedal-Baugruppe 10 in der ersten Ausführungsform. Der Aufbau der Fahrradpedal-Baugruppe 110 der zweiten Ausführungsform wurde jedoch modifiziert.
Insbesondere enthält die Fahrradpedal-Baugruppe 110 der zweiten Ausführungsform ein modifiziertes Fahrradpedal 112 und eine modifizierte Fahrradschuh-Stoßplatte 114. Ferner sind das Pedal 112 und die Stoßplatte 114 insbesondere derart eingerichtet, um eine hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' aufzuweisen, die hinter der Stoßplatte 114 angeordnet ist, wenn die Stoßplatte 114 mit dem Pedal 112 verbunden ist. Der Hauptunterschied bei der zweiten Ausführungsform ist, im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, dass das Pedal 112 ein modifiziertes hinteres Klemmelement hat, und dass die Stoßplatte 114 einen modifizierten hinteren Befestigungsbereich hat. Angesichts der Ähnlichkeiten zwischen dieser zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform, wird die folgende Beschreibung im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingehen. Es wird jedoch für die in der Technik geschulten anhand dieser Offenbarung offensichtlich sein, dass das meiste der Beschreibung der ersten Ausführungsform auch auf diese zweite Ausführungsform anwendbar ist.
Wie in den 25-27 gezeigt enthält das Fahrradpedal 112 im Wesentlichen eine Pedalwelle oder -achse 120, einen Pedalkörper 122, ein vorderes (erstes) Klemmelement 124 und ein hinteres (zweites) Klemmelement 126. Das vordere und hintere Klemmelement 124 und 126 sind vorzugsweise fest mit dem Pedalkörper 122 verbunden. Die Achse 120 ist derart ausgebildet, um den Kurbelwellenarm in einer Art und Weise, die identisch mit der ersten Ausführungsform ist zu verbinden, während der Pedalkörper 122 drehbar mit der Welle 120 verbunden ist, um so den Fuß eines Fahrradfahrers auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform zu lagern. Die Pedalwelle 120 hat ein erstes Ende 121a, das mit dem Kurbelwellenarm verbunden ist, und ein zweites Ende 121b (das in den 30-32 gezeigt ist) das mit dem Pedalkörper 122 drehbar verbunden ist. Eine mittlere Drehachse A' erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Ende 121a und 121b der Pedalwelle 120. Der Pedalkörper 122 ist frei um die mittlere Drehachse A' drehbar. Ein Stoßplattenaufnahmebereich ist auf einer Seite des Pedalkörpers 122 ausgebildet, um die Stoßplatte 114 darin aufzunehmen und zu lagern. Insbesondere ist die Stoßplattenaufnahmebereich zwischen dem vorderen und hinteren Klemmelement 124 und 126 definiert.
Mit Bezug auf die 25-23 ist das vordere Klemmelement 124 fest mit dem Pedalkörper 122 verbunden, während das hintere Klemmelement 126 drehbar mit dem Pedalkörper 122 verbunden ist. Insbesondere ist das vordere Klemmelement 124 vorzugsweise ein nicht bewegliches Bauteil, dass einstückig mit dem Pedalkörper 122 ausgebildet ist, während das hintere Klemmelement 126 vorzugsweise ein separates Bauteil ist, dass auf einem Gelenksstift oder Lagerstift 128 montiert ist. Der Gelenksstift 128 ist mit dem Pedalkörper 122 verbunden. Zwei Federn 129 sind vorzugsweise zwischen dem Pedalkörper 122 und dem hinteren Klemmelement 126 angeordnet. Während zwei Federn 129 vorzugsweise auf den Gelenksstift 128 montiert sind, ist es für die in der Technik geschulten durch diese Offenbarung offensichtlich, dass weniger oder mehr Federn verwendet werden können. Des Weiteren ist es für die in der Technik Geschulten offensichtlich, dass andere Arten von Druckmitteln/Widerstandsmitteln verwendet werden können, um die vorliegende Erfindung auszuführen. Dementsprechend bezieht sich der verwendete Ausdruck „Vorspannbauteil" auf eines oder mehrere Bauteile, die eine Druckkraft zwischen zwei Elementen ausüben.
Der Pedalkörper 122 ist im Wesentlichen identisch zu dem Pedalkörper 22 der ersten Ausführungsform und enthält im Wesentlichen einen mittleren Bereich 130, einen inneren (ersten) Seitenbereich 132 und einen äußeren (zweiten) Seitenbereich 134. Der innere Bereich 130 nimmt die Pedalwelle 120 zur Drehung um die mittlere Drehachse A' auf, während die Seitenbereiche 132 und 134 das hintere Klemmelement 126 drehbar lagern. Die Seitenbereiche 132 und 134 sind miteinander vorne am Pedalkörper 122 (im Wesentlichen U-förmig) miteinander verbunden, um so das vordere Klemmelement 124 als einstückiges Teil des Pedalkörpers 122 zu bilden. Mit anderen Worten ist der Pedalkörper 122 ein A-förmiges Bauteil mit einem ersten (vorderen) geschlossenen Ende 136 und einem zweiten (hinteren) offenen Ende 138. Das vordere Klemmelement 124 ist mit dem ersten Ende 136 verbunden, während das hintere Klemmelement 126 mit dem zweiten Ende 138 verbunden ist. Das hintere Klemmelement 126 ist drehbar zwischen den Seitenbereichen 132 und 134 über den Gelenksstift 128 verbunden. Der erste Seitenbereich 132 hat ein Durchgangsloch (nicht gezeigt) mit einem Gewinde an dem zweiten Ende 138 des Pedalkörpers 122 um den Lagerstift 128 darin aufzunehmen. Der zweite (äußere) Seitenbereich 134 ist mit einer Blindbohrung 144 ohne Gewinde versehen, die mit der Bohrung mit Gewinde ausgerichtet ist, um so das äußere Ende des Gelenksstifts 128 in einer der ersten Ausführungsform identischen Art und Weise aufzunehmen. Die Bohrung 140 und die Bohrung (nicht gezeigt) mit Gewinde sind so eingerichtet, um den Gelenksstift 128 darin in einer ästhetischen und sicheren Art und Weise zu sichern.
Immer noch mit Bezug auf die 25-32 enthält das vordere Klemmelement 124 im Wesentlichen eine vordere Stoßplatteneingriffsfläche 150 und eine vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 152. Die vordere Stoßplatteneingriffsfläche 150 ist eine im Wesentlichen C-förmige ebene Fläche die in eine erste (nach unten gerichtete) Richtung zeigt, wenn sich das Pedal 112 in der normalen Fahrposition befindet. Die vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 150 liegt in einer ersten Ebene P1'. Die vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 152 ist eine quer verlaufende Fläche, die sich nach oben, weg von der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 150 erstreckt. Insbesondere ist die vordere Pedalbegrenzungsfläche 150 vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 150 und hat einen konkav gekrümmten Mittelbereich 152a mit einem Krümmungsradius R1' und ein Paar Endbereiche 152b, die sich davon nach außen erstrecken. Der Krümmungsradius R1' ist vorzugsweise ungefähr 26,6 mm, wie am besten in 28 dargestellt.
Das vordere Klemmelement 124 enthält ebenso vorzugsweise eine quer verlaufende Angrenzungsfläche 154, die sich nach unten von der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 150 erstreckt. Die Angrenzungsfläche 154 ist im Wesentlichen senkrecht zu der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche 150 und hat einen gekrümmten Mittelbereich 154a mit einem Paar flacher Endbereiche 154b, die sich davon erstrecken, um Halteflächen zu bilden, die eine Drehung der Stoßplatte 114 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' verhindern.
Wie am besten in den 28, 29 und 33-38 dargestellt, hat das hintere Klemmelement 126 ungefähr eine U-förmige Ausbildung, wobei seine beiden Enden drehbar durch den Gelenksstift 128 gelagert sind, der zwischen den beiden Bereichen 132 und 134 des Pedalkörpers 122 durchführt. Das hintere Klemmelement 126 enthält im Wesentlichen einen hinteren Klemmbereich 160, einen Befestigungsbereich 162 und einen Grundbereich 164. Ein Paar Befestigungsflansche 166 erstrecken sich von dem Befestigungsbereich 162 und dem Grundbereich 164, um so das hintere Klemmelement auf dem Gelenksstift 128 zu befestigen. Jeder Befestigungsflansch 166 hat insbesondere ein Durchgangsloch 166a, dass darin ausgebildet ist, um den Gelenksstift 128 aufzunehmen. Der Grundbereich 164 hat eine zentral angeordnete gestufte Bohrung 164a, die darin ausgebildet ist, um einen Teil eines Spannungseinstellmechanismus 148 aufzunehmen. Der Spannungseinstellmechanismus 148 ist im Wesentlichen identisch zu dem Spannungseinstellmechanismus 48 der ersten Ausführungsform. Daher wird der Spannungseinstellmechanismus 148 nicht en detail beschrieben und/oder dargestellt. Der Befestigungsbereich 162 ist zwischen dem hinteren Klemmbereich 160 und dem Grundbereich 164 angeordnet.
Der hintere Klemmbereich 160 des hinteren Klemmelements 126 enthält im Wesentlichen eine hintere Stoßplatteneingriffsfläche 170 und eine hintere Pedalbegrenzungsfläche 172. Die hintere Stoßplatteneingriffsfläche 170 ist eine ebene Fläche, die in die gleiche Richtung zeigt (d.h. in die erste nach unten gerichtete Richtung) wie die vordere Stoßplatteneingriffsfläche 150. Die hintere Stoßplatteneingriffsfläche 170 liegt in einer zweiten Ebene P2', die von der ersten Ebene P1' versetzt ist. Insbesondere ist die zweite Ebene P2' vorzugsweise über der ersten Ebene P1 angeordnet, wenn sich das Pedal 12 in der normalen Fahrposition befindet. Vorzugsweise sind die vordere und hintere Stoßplatteneingriffsflächen 150 und 170 parallel zueinander angeordnet. Die hintere Pedalbegrenzungsfläche 172 ist eine querverlaufende Fläche, die sich nach oben, weg von der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche 170 erstreckt. Die hintere Pedalbegrenzungsfläche 172 ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche 170. Der hintere Klemmbereich 160 hat ebenso vorzugsweise eine geneigte Fläche 174 die sich nach oben, weg von der quer verlaufenden hinteren Pedalbegrenzungsfläche 172 erstreckt, um so die Befestigung der Stoßplatte 114 an dem Pedal 112 zu unterstützen.
Die hintere Pedalbegrenzungsfläche 172 enthält im Wesentlichen eine hintere Pedaldrehfläche 176 und ein Paar Seitenflächen 178. Die hintere Pedaldrehfläche 176 ist vorzugsweise eine ununterbrochen konvex gekrümmte Fläche, welche die Seitenflächen 178 miteinander verbindet. Die Seitenflächen 178 bilden relativ zueinander einen Winkel, um Platz für das Gleiten der Stoßplatte 114 zu schaffen. Die hintere Pedaldrehfläche 176 bildet eine effektive Krümmung, die mit der Stoßplatte 114 zusammenwirkt, um so die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' zu bilden. Insbesondere hat die hintere Pedaldrehfläche 176 eine effektive Krümmung von ungefähr 8,0 mm, die mit der Fläche der Stoßplatte 114 derart zusammenwirkt, dass die Stoßplatte 114 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP', wie am besten in 29 dargestellt, gleitet.
Jede der Seitenflächen 178 hat einen äußeren geneigten Bereich 179, der sich nach hinten davon erstreckt. Die äußeren geneigten Bereiche 179 unterstützen das Loslösen der Stoßplatte 114 von dem Pedal 112. Insbesondere, wenn die Stoßplatte 114 um einen bestimmten Wert gleitet oder gedreht hat, agiert einer der äußeren geneigten Bereiche 179 als geneigte Fläche, um so das hintere Klemmelement 126 gegen die Vorspannkraft der Federn 129 zu drehen, um damit die Stoßplatte 114 von dem Pedal 112 zu lösen. Eine der Seitenflächen 178 agiert dann als Gleitfläche, so dass die Stoßplatte 114 komplett von dem Pedal 112 gelöst werden kann.
Die Torsionsfedern 129 sind mit ihrem befestigten oder aufgewickelten Bereich an dem Trägerstift 128 befestigt, wobei ein Ende jeder Feder mit einem Teil des Pedalkörpers 122 in Eingriff steht und das andere Ende jeder Feder mit dem Spannungseinstellmechanismus 148 (indirekt mit dem hinteren Klemmelement 126 in Eingriff stehend). Die Federn 129 drängen normalerweise das Klemmelement 126 dazu, sich um den Gelenksstift 128 von einer Stoßplattenfreigabeposition zu einer Stoßplatteneingriffs- oder Klemmposition zu bewegen. Mit anderen Worten, die Federn 129 halten normalerweise das Klemmelement 126 in der Stoßplatteneingriffsposition.
Unter Bezugnahme auf die 28, 29 und 39-42, enthält die Fahrradschuh-Stoßplatte 114 im Wesentlichen einen mittlere Verbindungsbereich 180, einen ersten oder vorderen Befestigungsbereich 182, der sich von einem Ende des mittleren Befestigungsbereich 180 erstreckt und einen zweiten oder hinteren Befestigungsbereich 184, der sich von dem anderen Ende des mittleren Verbindungsbereich 180 erstreckt. Vorzugsweise sind der mittlere Verbindungsbereich 180 und die Befestigungsbereiche 182 und 184 einstückig als ein einzelnes, einheitliches Stück ausgebildet, das aus einem passenden festen Material gebildet wurde. Der mittlere Verbindungsbereich 180 hat mehrere darin ausgebildete Löcher, um Befestigungsmittel (nicht gezeigt), in einer Art und Weise die im Wesentlichen mit der in der ersten Ausführungsform identisch ist, aufzunehmen. Insbesondere ist die Stoßplatte 114 derart entworfen, um mit drei Befestigungsmitteln verwendet zu werden. Die Verbindung der Stoßplatte 114 mit der Schuhsohle ist in der Technik ausreichend bekannt, und so wird diese Verbindung nachfolgend weder en detail beschrieben noch gezeigt.
Der vordere Befestigungsbereich 182 der Stoßplatte 114 enthält im Wesentlichen eine vordere Kopplungsfläche 186 und eine vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 188. Die vordere Kopplungsfläche 186 ist wahlweise mit der vorderen Eingriffsfläche 150 des vorderen Klemmelements 124 in Eingriff bringbar. Die vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 188 wirkt mit der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 152 zusammen, um so die Bewegung der Stoßplatte 114 relativ zu dem Pedal 112 zu kontrollieren. Insbesondere ist die vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 188 eine quer verlaufende Fläche, die sich nach oben weg von der vorderen Kopplungsfläche 186 erstreckt. Vorzugsweise ist die vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche 188 im Wesentlichen senkrecht zu der vorderen Kopplungsfläche 186 und enthält eine zentrale konvex gekrümmte Fläche 188a und ein Paar Endflächen 188b.
Die zentrale konvexe Fläche 188a hat einen Krümmungsradius R3' der kleiner ist als der Krümmungsradius R1' der konkaven Fläche 152a der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 152. Die Endflächen 188b entsprechen in ihrer Form im Wesentlichen den Endflächen 152b der vorderen Pedalbegrenzungsfläche 152. Somit wirken die zwei gegenüberliegenden flachen Endbereiche 154b der Angrenzungsfläche 154 als Halteflächen, wenn ein Bereich der Stoßplatte 114 diese Flächen kontaktiert.
Der hintere Befestigungsbereich 184 der Stoßplatte 114 enthält im Wesentlichen eine hintere Kopplungsfläche 190 und eine hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 192. Die hintere Kopplungsfläche 190 ist wahlweise mit der hinteren Eingriffsfläche 170 des hinteren Klemmelements 126 in Eingriff bringbar. Die hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 192 wirkt mit der hinteren Pedalbegrenzungsfläche 172 zusammen, um so die Bewegung der Stoßplatte 114 relativ zu dem Pedal 112 zu kontrollieren. Insbesondere ist die hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 192 eine quer verlaufende Fläche, die sich nach oben weg von der hinteren Kopplungsfläche 190 erstreckt. Vorzugsweise bildet die hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche 192 einen Winkel von ungefähr 90 Grad mit der hintere Kopplungsfläche 190 und enthält eine zentrale konkav gekrümmte Fläche 192a, ein Paar gerade Seitenflächen 192b und ein Paar geneigter Randflächen 192c. Die Form der hinteren Stoßplattenbegrenzungsfläche 192 entspricht im Wesentlichen der hinteren Pedalbegrenzungsfläche 172. Die geraden Flächen 192b und die geneigten Randflächen 192c sind jedoch von der Seitenflächen 178 und den äußeren geneigten Flächen 179 beabstandet, um so der Stoßplatte 114 zu ermöglichen, sich um die Gleit- oder Schwenkachse FP' zu drehen oder zu gleiten.
Die zentrale konkav gekrümmte Fläche 192a hat einen Krümmungsradius R4' der ungefähr gleich (oder etwas größer als) die Krümmung der hinteren Pedaldrehfläche 176 (d.h. ungefähr 8,0 mm) ist, so dass sich die Stoßplatte 114 normalerweise um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' dreht oder gleitet. Wenn der vordere Befestigungsbereich 182 einmal aufhört sich zu drehen oder zu gleiten, dreht sich die Stoßplatte 114 aufgrund der Ausbildung der Angrenzungsfläche 154, um die vordere Freigabedrehachse (nicht gezeigt) in einer Art und Weise, die im Wesentlichen identisch zu der ersten Ausführungsform ist. Die Randflächen 192c wirken dann mit den Randflächen 172c zusammen, um so die Stoßplatte 114 von dem Pedal 112 zu lösen.
Nochmals mit Bezug auf 27 ist ein Pedalkraftmittelpunkt PFC' gezeigt, der mit der hinteren Gleit- oder Schwenkachse FP' ausgerichtet ist, wenn sich die Stoßplatte 114 in einer geraden (nicht geschwenkten) Ausrichtung befindet. Der PFC' ist der Mittelpunkt der Anwendung der Pedalkraft des Fahrers und liegt auf einem nach vorne gerichteten Pedalkraftvektor F'. Die Stoßplatte 114 ist jedoch geeignet sich ungefähr 3 Grad (d.h. insgesamt 6 Grad) in jede Richtung von der geraden (nicht geschwenkten) Ausrichtung aus um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' in einer Art und Weise, die im Wesentlichen identisch mit der ersten Ausführungsform ist, zu schwenken (drehen). Mit anderen Worten, das Pedal 112 und die Stoßplatte 114 sind so ausgebildet, dass sich die Stoßplatte 114 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' um ungefähr drei Grad in jede Richtung dreht, von einer mittleren Drehachse B' aus gemessen, die durch den hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' geht. Somit kann eine gewünschte Gleitgradzahl oder Gleitwinkel ⊝' erreicht werden.
Selbst wenn sich die Stoßplatte 114 um die hintere Gleit- oder Schwenkachse FP' relativ zu dem Pedal 112 schwenkt oder dreht, bleibt der Pedalkraftmittelpunk PFC' im Wesentlichen (oder nur leicht versetzt) mit der hinteren Gleit- oder Schwenkachseachse FP' ausgerichtet, so dass sich die Stoßplatte 114 nicht zufällig von dem Pedal 112 während des Tretens löst. Mit anderen Worten, der nach vorne gerichtete Pedalkraftvektor F' wird im Wesentlichen entlang der hinteren Gleit- oder Schwenkachse FP' und dem Pedalkraftmittelpunkt PFC' angewendet. Somit wird eine effiziente Pedalkraft ohne Ablösung erreicht.
Wie hier verwendet, beziehen sich die folgenden Richtungsangaben „vorwärts, rückwärts, nach oben, nach unten, quer verlaufend", sowie irgendwelche anderen ähnlichen Richtungsangaben auf die Richtungen eines Fahrrads, das mit einem Pedal gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, wenn das Pedal horizontal relativ zum Boden ausgerichtet ist. Somit können diese Bezeichnungen, wie in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet, mit Bezug auf ein Fahrrad interpretiert werden, das mit einem Pedal der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
Die verwendeten Maßangaben wie zum Beispiel „im Wesentlichen", „ungefähr" und „etwa" bezeichnen ein angemessenes Maß an Abweichung des modifizierten Ausdrucks, so dass das Endergebnis sich nicht wesentlich verändert. Diese Begriffe sollten so aufgefasst werden, dass sie eine Abweichung von mindestens ±5% des modifizierten Begriffs enthalten, falls diese Abweichung nicht die Bedeutung des Wortes die es modifiziert negiert.
Während nur ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt wurden, um die vorliegenden Erfindung darzustellen, wird es für die in der Technik geschulten anhand der Beschreibung offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, zu verlassen. Des Weiteren ist die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsformen, entsprechend der vorliegenden Erfindung, nur für Illustrationszwecke vorgesehen, und nicht zu dem Zweck die Erfindungen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird, zu beschränken.

Claims

Eine Fahrradpedal-Baugruppe umfassend: ein Fahrradpedal (12) beinhaltend eine Pedalwelle (20) mit einem ersten Ende (21a), so ausgebildet, dass es mit einer Tretkurbel (18) verbunden werden kann und einem zweiten Ende (21b), und mit einer zentralen Drehachse (A), welche sich zwischen dem ersten und zweiten Enden (21a, 21b) erstreckt, einem Pedalkörper (22), welcher drehbar mit der Pedalwelle (20) zum Drehen um die zentrale Drehachse (A) verbunden ist, ein vorderes Klemmelement (24), welches am Pedalkörper (22) befestigt und mit einer vordere Stoßplatteneingriffsfläche (50) sowie einer vorderen Pedalbegrenzungsfläche (52) ausgestattet ist, ein hinteres Klemmelement (26), welches am Pedalkörper (22) befestigt ist und mit einer hinteren Stoßplatteneingriffsfläche (70) sowie einer hinteren Pedalbegrenzungsfläche (72) ausgestattet ist, die vordere und hintere Stoßplatteneingriffsflächen (50, 70) weisen im Wesentlichen in die gleiche Richtung, und einer Fahrradschuh-Stoßplatte (14), welche lösbar mittels dem ersten und dem zweiten Klemmelement (24, 26) mit dem Pedalkörper (22) verbindbar ist; die Stoßplatte (14) umfasst einen vorderen Befestigungsbereich (82) mit einer vorderen Verbindungsfläche (86), welche wahlweise verbindbar mit der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche (50) des vorderen Klemmelements (24) ist und eine vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche (88) aufweist, einen hinteren Befestigungsbereich (84) mit einer hinteren Verbindungsfläche (90), welche wahlweise verbindbar mit der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche (70) des hinteren Klemmelements (26) ist und eine hintere Stoßplattenbegrenzungsfläche (92) und einen Verbindungsbereich (80) aufweist, welcher die vorderen und hinteren Befestigungsbereiche (82, 84) miteinander verbindet, das vordere und hintere Klemmelement (24, 26) und der vordere und hintere Befestigungsbereich (82, 84) sind so gestaltet, dass sie eine hintere Schwenkachse (FP) ausbilden, um welche die Stoßplatte (14) bezüglich des Fahrradpedals (12) geschwenkt werden kann, wenn die Stoßplatte und das Pedal verbunden sind, die hintere Schwenkachse (FP) ist hinter der zentralen Drehachse (A) angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur hinteren Stoßplatteneingriffsfläche (70), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der vorderen Pedalbegrenzungsfläche (52) und der vorderen Stoßplattenbegrenzungsfläche (88) ein Paar Halteflächen (52b) umfasst, um eine Querbewegung des vorderen Befestigungsbereichs (82) der Stoßplatte (14) bezüglich des Pedals (12) zu begrenzen, und die hintere Pedalbegrenzungsfläche (72) umfasst äußere geneigte Abschnitte (79), welche mit geneigten Kantenflächen (92c) der hinteren Verbindungsfläche (90) zusammenwirken, um das hintere Klemmelement (26) zu drehen, zum Lösen der Stoßplatte (14) vom Pedal (12).
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 1, wobei das Pedal (12) und die Stoßplatte (14) so gestaltet sind, dass sich die Stoßplatte (14) ungefähr 3° bezüglich des Pedals (12) in jeder Richtung um die hintere Gleit-Schwenkachse (FP) drehen kann, gemessen von einer zentralen Längsachse (B), welche durch die hintere Gleit-Schwenkachse (FP) verläuft, wenn die Stoßplatte (14) gerade bezüglich dem Pedal (12) ausgerichtet ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die hintere Pedalbegrenzungsfläche (72) eine hintere Pedalschwenkfläche (76) umfasst, welche so gestaltet ist, dass sie wenigstens zwei Punkte einer hinteren Stoßplattenschwenkfläche (92a) der hinteren Stoßplattenbegrenzungsfläche (72) berührt.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 3, wobei die hintere Pedalschwenkfläche (76) im Wesentlichen quer zu der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche (70) verläuft und durch einen Ausschnitt in dem hinteren Klemmelement (26) gebildet wird.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 4, wobei die hintere Stoßplattenschwenkfläche eine querverlaufende Fläche ist, welche von einem Vorsprung gebildet wird, welcher sich von dem hinteren Befestigungsbereich (84) aus nach hinten erstreckt.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 5, wobei die hintere Pedalschwenkfläche (76) eine unstetige Fläche mit mindestens zwei gegenüberliegenden ebenen Abschnitten (76b) ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 6, wobei die hintere Pedalschwenkfläche (76) zumindest einen Endabschnitt (76a) umfasst, welcher die gegenüberliegenden ebenen Abschnitte (76b) verbindet.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 7, wobei die hintere Stoßplattenschwenkfläche (92a) eine konvex gekrümmte Fläche ist, welche so angeordnet ist, dass sie jeden der gegenüberliegenden Abschnitte (76b) und den Endabschnitt (76a) der hinteren Pedalschwenkfläche (76) berührt.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 7, wobei die hintere Stoßplattenschwenkfläche eine konvex gekrümmte Fläche (92a) ist, welche so angeordnet ist, dass sie jeden der gegenüberliegenden Abschnitte (76b) der hinteren Pedalschwenkfläche (76) berührt.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 9, wobei die hintere Stoßplatteneingriffsfläche (70) ein Paar Eingriffsabschnitte (78) aufweist, wobei die hintere Pedalschwenkfläche (76) dazwischen angeordnet ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 1, wobei die hintere Pedalschwenkfläche eine querverlaufende Fläche mit einem konvex gekrümmten Mittelabschnitt (176) ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 11, wobei die hintere Stoßplattenschwenkfläche (192) eine querverlaufende Fläche mit einem konkav gekrümmten Mittelabschnitt (192a) ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die vorderen und hinteren Stoßplatteneingriffsflächen (50, 70) im Wesentlichen parallel zueinander sind.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 13, wobei die vordere Stoßplatteneingriffsfläche (50) in einer Ebene (P₁) näher an der zentralen Drehachse (A) liegt als die Ebene (P₂) der hinteren Stoßplatteneingriffsfläche (70).
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die vordere Pedalbegrenzungsfläche (52) eine konkav gekrümmte Fläche (52a) mit einem ersten Krümmungsradius (R₁) umfasst und die vordere Stoßplattenbegrenzungsfläche (88) umfasst eine konvex gekrümmte Fläche (88a) mit einem zweiten Krümmungsradius (R₃), welcher kleiner als der erste Krümmungsradius (R₁) ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 15, wobei die konkave Fläche (52a) der vorderen Pedalbegrenzungsfläche (52) und die konvexe Fläche der vorderen Stoßplattenbegrenzungsfläche (88) quer verlaufende Flächen sind, welche sich von der vorderen Stoßplatteneingriffsfläche (50) bzw. von der vorderen Verbindungsfläche (86) aus erstrecken.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das vordere Klemmelement (24) unbeweglich mit dem Pedalkörper (22) verbunden ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 17, wobei das vordere Klemmelement (24) integral mit dem Pedalkörper (22) als einstückiges, einheitliches Element ausgebildet ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das hintere Klemmelement (26) schwenkbar mit dem Pedalkörper (22) verbunden ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 19, wobei das hintere Klemmelement (26) in eine Eingriffsposition durch ein Vorspannelement (29) vorgespannt ist, welches zwischen dem Pedalkörper (22) und dem hinteren Klemmelement (26) angeordnet ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 20, wobei das hintere Klemmelement (26) und das Vorspannelement (29) auf einem Lagerstift (28) gelagert ist, welcher mit dem Pedalkörper (22) verbunden ist.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 1, wobei das Pedal (12) und die Stoßplatte (14) so gestaltet sind, dass die hintere Gleit-Schwenkachse (FP) im Wesentlichen mit dem Antriebskraftzentrum (PFC) ausgerichtet bleibt, wenn die Stoßplatte (14) sich bezüglich des Pedals (12) um die Gleit-Schwenkachse (FP) dreht, um ein versehentliches Lösen der Stoßplatte (14) vom Pedal (12) zu vermeiden.
Die Fahrradpedal-Baugruppe gemäß Anspruch 22, wobei das Antriebskraftzentrum (PFC) auf der zentralen Drehachse (A) liegt.