DE69510879T2

DE69510879T2 - Gefederte Fahrradpedalvorrichtung

Info

Publication number: DE69510879T2
Application number: DE69510879T
Authority: DE
Inventors: Pierre Gignoux
Original assignee: Individual
Current assignee: Sutula Daniel P Farmington Conn Us
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2015-09-02
Also published as: FR2724360B1; EP0700824A3; US5653150A; EP0700824A2; EP0700824B1; JP3779354B2; ES2138713T3; DE69510879D1; FR2724360A1; ATE182302T1; JPH08108880A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrradpedalvorrichtung für Fahrräder mit Pedalen, welche folgendes aufweist:
- eine erste Kurbel, die, bezogen auf den Stützrahmen in Richtung der Vorwärtsbewegung des Fahrrads, rechts angeordnet ist, und eine zweite Kurbel, die links angeordnet ist,
- ein am Ende jeder Kurbel angelenktes Pedal, auf welchem sich der linke bzw. rechte Fuß des Radfahrers abstützt,
- eine Tretkurbelachse, die mechanisch mit den beiden Kurbeln verbunden und einer Übertragungseinrichtung zugeordnet ist, welche insbesondere einen Zahnkranz und eine Antriebskette für das Hinterrad des Fahrrads aufweist.
Bestimmte bekannte Fahrräder weisen eine Teleskopfederung in Höhe des Stützrahmens des Hinterrades auf. Die Anordnung einer derartigen Aufhängung bzw. Federung bedingt eine Gewichtsergänzung und führt zu einem Phänomen des Pendelns um die vorgegebene Drehzahl, wodurch während der Fahrphase Energie abgegeben wird. Eine weitere Federungs- bzw. Aufhängungsvorrichtung ist aus der britischen Patentschrift GB-A-232 424 zu entnehmen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Fahrradpedalvorrichtung, welche eine hintere Aufhängung vorsieht, bei welcher jedes Pendelphänomen während der normalen Vorwärtsfahrt des Fahrrads vermieden wird.
Die erfindungsgemäße Fahrradpedalvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß Betätigungseinrichtungen so angesteuert werden, daß sie einen ersten Fahrzustand einnehmen, in dem wegen einer drehfesten Ankopplung der beiden Kurbeln bezüglich der Übertragungseinrichtung eine direkte mechanische Übertragung des von den Pedalen in Fahrrichtung aufgebrachten Moments ermöglicht wird, sowie einen zweiten Abfederzustand, in welchem eine Abfederungsvorrichtung zum Einsatz kommt, die für eine drehelastische Ankopplung der beiden Kurbeln bezüglich des Rahmens sorgt, wenn sich der Radfahrer auf den beiden Pedalen abstützt und dabei ohne Treten der Pedale Gegenkräfte ausübt.
Die Abfederungsvorrichtung funktioniert nur dann, wenn der Radfahrer auf den Pedalen steht.
Die Abfederungsvorrichtung ist zwischen den Pedalen und dem Tretkurbelgehäuse angeordnet, wobei die beiden folgenden Funktionen realisiert werden: zum einen ist die direkte Übertragung der auf die Pedale ausgeübten Kraft ohne Energieverlust möglich, und zum anderen wird eine Abfederung des Radfahrers, der auf den beiden Pedalen steht, möglich. Der einfache und sparsame mechanische Aufbau sorgt für ihr geringes Gewicht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit dem folgenden Prinzip: eine starre Verbindung zwischen dem Pedal und dem Tretkurbelsatz gewährleistet die gesamte Übertragung des beim Treten der Pedale aufgebrachten Moments, und eine elastische Verbindung zwischen den beiden Pedalen sorgt für die Abfederung des auf den Pedalen stehenden Radfahrers.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Merkmal weist die Betätigungseinrichtung ein erstes Betätigungsorgan auf, das fest mit der Achse des Tretkurbelsatzes verbunden ist, sowie ein zweites Betätigungsorgan, das fest mit der entsprechenden Kurbel verbunden ist, wobei die beiden Organe im ersten herkömmlichen Fahrzustand fest miteinander verbunden und im zweiten Zustand infolge einer relativen Kippbewegung, die durch den Eingriff der Abfederungsvorrichtung bestimmt wird, voneinander unabhängig sind.
Die Abfederungsvorrichtung befindet sich in einem Träger des zweiten Betätigungsorgans und ist mittels einer Feder, eines Blocks aus Elastomermaterial oder eines pneumatisch-ölhydraulischen Systems realisiert, das mit dem ersten Betätigungsorgan über eine Verbindungsstange verbunden ist, wobei die Abfederungsvorrichtung mit einem System zum Regeln der Vorspannung ausgestattet ist, um die relative Verlagerung des ersten und zweiten Organs in Abhängigkeit vom Gewicht des Radfahrers einzustellen.
Die Vorrichtung kann auf der linken Seite des Fahrrads ausgeführt werden. In diesem Fall muß sich der Radfahrer, der sich auf den Pedalen abstützt, unbedingt mit einem linken Fuß nach hinten positionieren, um die Vorteile der Federung zu nutzen.
Die Vorrichtung kann ebenso auf der rechten Seite des Fahrrads eingebaut werden. In diesem Fall muß sich der Radfahrer, der sich auf den Pedalen abstützt, unbedingt mit seinem rechten Fuß nach hinten positionieren, um die Vorzüge der Federung auszunutzen.
Die Vorrichtung kann auf beiden Seiten des Fahrrads eingebaut sein, wobei diese letztgenannte Lösung dem Radfahrer die Möglichkeit bietet, sich mit dem rechten Fuß nach vorn oder dem linken Fuß nach vorn zu positionieren, wobei er sich auf den Pedalen abstützt.
Bei der Abfederungsvorrichtung kann eine einzige modulare Baugruppe zum Einsatz kommen, oder es kann ein Paar elastischer Module vorgesehen sein, die in Reihe, parallel oder über Kreuz angeordnet sind.
Die Mechanik kann in ihrer Gesamtheit in einem Schutzgehäuse angeordnet sein, das fest mit der Kurbel verbunden ist, wobei die Abfederungsvorrichtung außerhalb des Gehäuses angeordnet oder in das Gehäuse integriert sein kann. Die Anlenkung der gefederten Kurbel kann, bezogen auf die Achse der Tretkurbelanordnung, koaxial oder verschoben erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel trägt der fest mit der Achse der Tretkurbel verbundene Betätigungsarm an seinem Ende eine Achse zur Anlenkung der Kurbel, wobei die Abfederungsvorrichtung eine Vielzahl von langgestreckten Durchfederstäben aufweist, die auf dem Betätigungsarm mit Hilfe von Befestigungsmitteln befestigt sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Achse der Tretkurbel selbst für die Abfederung sorgen. Wenn sie aus einem elastischen Werkstoff hergestellt ist, wirkt die Achse wie ein Torsionsstab, wobei eine weitere Hohlachse, welche die erste Achse umschließt, die direkte Übertragung der Pedaltretkraft gewährleistet.
Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich die Abfederungsvorrichtung auf einer Seite des Rahmens und ist dabei der zweiten Kurbel zugeordnet, welche auf der Tretkurbelachse angelenkt ist, wobei sie des weiteren folgendes aufweist:
- einen mit einem der Enden der Tretkurbelachse gekoppelten Zahnkranz, der mindestens ein Langloch aufweist, in welches eine fest mit der zweiten Kurbel verbundene Übertragungsstange eingreift,
- eine Stützplatte des Zahnkranzes, die drehfest auf dem anderen Ende der Tretkurbelachse angekoppelt Ist,
- eine Ankoppeleinrichtung zur Ankopplung an Stangen für die feste Verbindung dar ersten Kurbel mit der Platte,
- eine frei drehbar angebrachte Trommel, die sich koaxial zur Tretkurbelachse und zum Rahmengehäuse erstreckt, wobei die gesamte Vorrichtung so betrieben wird, daß die Federungsfunktion mit dem nach vorn bewegten rechten oder linken Fuß gewährleistet wird.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich ausführlicher aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nur beispielhaft, ohne jede Einschränkung, erläutert werden und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind, in welcher:
Fig. 1 und 2 schematische perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen gefederten Fahrradpedalvorrichtung zeigen, und zwar jeweils im Abfederungszustand, in dem der Radfahrer auf den Pedalen steht und sich darauf abstützt, sowie im normalen Fahrzustand;
- Fig. 3 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Betätigungseinrichtung für die Abfederungsvorrichtung, die auf der linken Seite des Fahrrads angeordnet ist, wobei die gesamte Anordnung in Wirkposition für die Abfederung dargestellt ist, in welcher sich der Radfahrer auf den Pedalen abstützt;
- Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 3;
- Fig. 5 eine mit Fig. 4 identische Ansicht, wobei die Vorrichtung auf der rechten Seite des Fahrrads eingebaut ist und wobei der Dämpfer der Abfederungsvorrichtung zwar nicht dargestellt, aber identisch mit dem aus Fig. 4 ist;
- Fig. 6 eine perspektivische halb auseinandergezogene Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform;
- Fig. 7 und 8 Vorderansichten aus Fig. 6, und zwar jeweils im Abfederungszustand und im Fahrzustand;
- Fig. 9 und 10 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer weiteren Variante mit einem Paar elastischer Module, die parallel arbeiten;
- Fig. 11 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer anderen Variante, bei welcher ein Paar elastischer Module parallel wirksam ist;
- Fig. 12 und 13 Ansichten einer angebauten Vorrichtung aus Fig. 11 sind, und zwar jeweils im Abfederungszustand und im Fahrzustand;
- Fig. 1a eine Vorderansicht einer weiteren Variante mit einer auf der rechten Seite angeordneten runden Mechanik;
- Fig. 15 die Mechanik aus Fig. 14 im Abfederungszustand darstellt, wobei der Käfig als Abstützung für den Antriebszahnkranz dient;
- Fig. 16 und 17 jeweils eine mit Fig. 7 und 8 identische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform sind, bei welcher die Anlenkachse des Kurbel bezüglich der Tretkurbelachse verschoben ist;
- Fig. 18 eine teilweise auseinandergezogene und geschnittene perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsvariante mit zwei elastischen Modulen darstellt, von denen das eine auf Zug und das andere auf Druck arbeitet;
- Fig. 19 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante, die mit Durchfederstäben ausgestattet ist;
- Fig. 20 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer weiteren Variante, die mit einem Getriebesystem ausgerüstet ist;
- Fig. 21 eine perspektivische Ansicht der linken Kurbel bei einer weiteren Variante mit Durchfederstab ist;
- Fig. 22 einen Ansicht der Tretkurbel-Baugruppe nach Fig. 21 im Axialschnitt darstellt, welche die Abfederungsfunktion unabhängig davon ermöglicht, ob der linke oder der rechte Fuß nach hinten gesetzt ist;
- Fig. 23 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer weiteren Variante ist, welche die Abfederungsfunktion bei nach vorn gesetztem rechten oder linken Fuß des Radfahrers ermöglicht;
- Fig. 24 einen Axialschnitt durch die Tretkurbel-Baugruppe zeigt, die gemäß Fig. 23 angeordnet ist.
Aus Fig. 1 und 2 ist eine Fahrradpedalvorrichtung 10 für Fahrräder mit Pedalen ersichtlich, welche eine erste Kurbel 12 aufweist, die sich, bezogen auf den Stützrahmen 16 in Richtung der Vorwärtsbewegung des Fahrrads, auf der rechten Seite befindet, sowie eine zweite Kurbel 14, die links angeordnet ist. Der Stützrahmen 16 wird teilweise durch drei Rohrstücke 16A, 16B und 16C repräsentiert, die im unteren Abschnitt durch ein rohrförmiges querliegendes Gehäuse 18 miteinander verbunden sind, durch welches eine Tretkurbelachse 20 hindurch geführt ist, die mit den beiden Kurbeln 12, 14 zusammenwirkt.
Gegenüber der Tretkurbelachse 20 ist das Ende jeder Kurbel 12, 14 mit einem angelenkten Pedal 22, 24 versehen, auf welchem sich der linke bzw. rechte Fuß des Radfahrers abstützt. Die Tretkurbelachse 20 ist mit einer Übertragungseinrichtung 26 verbunden, welche einen Zahnkranz 28 und eine Antriebskette 30 zum Antreiben des Hinterrades 32 des Fahrrads aufweist.
Erfindungsgemäß weist die Fahrradpedalvorrichtung 10 Betätigungseinrichtungen 34 auf, welche sich in einem ersten Zustand (Fig. 2) befinden können, in dem wegen einer drehfesten Ankopplung der beiden Kurbel 12, 14 bezüglich der Übertragungseinrichtung 26 eine direkte mechanische Übertragung des von den Pedalen 22, 24 in der mit dem Pfeil F3 angegebenen Fahrrichtung möglich ist, sowie in einem zweiten Zustand (Fig. 1), in welchem Stöße mittels einer Abfederungsvorrichtung 36 aufgefangen werden, welche die Herbeiführung einer drehelastischen Ankopplung der beiden Kurbeln 12, 14 bezüglich der Übertragungseinrichtung 26 ermöglicht, wenn sich der Radfahrer auf den beiden Pedalen 22, 24 abstützt und dabei ohne Treten der Pedale entgegen wirkende Kräfte in Richtung der Pfeile F1 und F2 ausübt.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung 34 aus Fig. 1 und 2 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Betätigungseinrichtung 34 befindet sich auf der linken Seite und wirkt dabei mit der zweiten Kurbel 14 und der Tretkurbelachse 20 zusammen, während sie ein halbmondförmiges Antriebsorgan 38 aufweist, das fest mit der Fahrradpedalvorrichtung 10 mittels einer Verbindungshülse 39 mit der Tretkurbelachse 20 verbunden ist. Das Antriebsorgan 38 weist einen Einhakvorsprung 40 und ein ringförmiges Befestigungsteil 42 auf, in welches die Verbindungshülse 39 eingeschoben ist. Die zweite Kurbel 14 ist gelenkig auf der Hülse 39 koaxial zum Befestigungsteil 42 und zur Tretkurbelachse 20 angebracht und weist zum anderen einen Träger 44 auf, mit welchem die Abfederungsvorrichtung 36 gehalten wird.
Die Abfederungsvorrichtung 36 kann mit Hilfe eines mechanischen Organs mit Federn oder mittels eine Blocks aus Elastomermaterial oder auch mit Hilfe eines pneumatisch-ölhydraulischen Systems ausgeführt werden. Dabei kann selbstverständlich auch jede andere Baugruppe bzw. jedes andere Modul ebenfalls verwendet werden, die bzw. das die elastischen Dämpfungseigenschaften einer gefederten Aufhängung besitzt.
Die Abfederungsvorrichtung 36 umfaßt eine Befestigungsfläche 46 in Form einer halbzylindrischen Kalotte, die in den Träger 44 eingesetzt ist, wobei die gesamte Anordnung mittels einer Stange 48 mit einem Zapfen 50, der hinter der Einhaknase 40 gehalten ist, befestigt wird. Mit Hilfe einer Einstellschraube 52 ist es möglich, die Vorspannung der Abfederungsvorrichtung 36 in der Weise einzustellen, daß die Eindringtiefe der Betätigungseinrichtung 34 in Abhängigkeit vom Gewicht des Radfahrers nachgestellt werden kann.
Auf der Innenseite der seitlichen Zylinderfläche der Verbindungshülse 39 ist ein Gewinde 54 ausgebildet, welches das Herausziehen der Betätigungseinrichtung 34 mit Hilfe eines Werkzeugs zum Abziehen de Kurbel ermöglicht.
Die Fahrradpedalvorrichtung 10 nach den Fig. 1 bis 4 funktioniert nun folgendermaßen:
Bei der Darstellung in Fig. 1 und 3 steht der Radfahrer auf den Pedalen 22, 24 und übt dabei entgegengesetzt wirkende Kräfte F1 und F2 aus, welche auf ein Auseinanderspreizen des Antriebsorgans 38 und des Trägers 44 hinwirken, sowie auf ein Öffnen zwischen den beiden Kurbeln 12, 14 um einen Winkel Θ. Die Anlenkung wird von der Abfederungsvorrichtung 36 gehalten, die sich im gespannten Zustand befindet.
Gemäß Fig. 2 übt der Radfahrer auf das Pedal 24 in Richtung der Vorwärtsfahrt eine Kraft F3 aus. Die Wirkfläche 56 der zweiten Kurbel 14 gelangt dabei in Eingriff mit der Schulter 58 der halbmondförmigen Ausbildung und überträgt dadurch die Betätigungskraft auf die Tretkurbelachse 20 und die Übertragungseinrichtung 26.
Der Übergang der Betätigungseinrichtung 34 zum ersten Zustand ermöglicht es, eine starre mechanische Verbindung zwischen der Kurbel 14 und der Tretkurbelachse 20 zu erzielen, wobei eine vollständige Übertragung der Kraft gewährleistet wird, mit der die Pedale getreten werden. Der umgekehrte Übergang in den zweiten Zustand bringt eine elastische Verbindung zwischen den beiden Pedalen 22, 24 mit sich, um so die Abfederung des Radfahrers sicherzustellen, der sich auf den Pedalen 22, 24 abstützt.
Die Betätigungseinrichtung 34 bringt dabei zwei Elemente zwischen dem Pedal 24 und der Tretkurbelachse 20 ins Spiel, wovon das eine an der Verbindungshülse 39 mit der Tretkurbelachse 20 befestigt ist, und auf das andere das Pedal 24 über die Kurbel 14 einwirkt. Die beiden Elemente sind beim herkömmlichen Treten der Pedale fest miteinander verbunden, und werden für die umgekehrte Wirkung unabhängig voneinander, wobei sie über die Abfederungsvorrichtung 35 miteinander verbunden sind.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die auf der rechten Seite der Tretkurbelachse eingebaute Betätigungseinrichtung 34 praktisch identisch mit der in Fig. 1 bis 4 vorgesehenen Einrichtung ist. Somit werden für diese Variante dieselben Bezugszeichen verwendet. Ein Unterschied liegt nur hinsichtlich der Verbindungshülse 39 vor, die an der Tretkurbelachse befestigt ist und dabei den Zahnkranz bzw. die Zahnkränze 28 abstützt, die mit Übertragungsmitteln 26 versehen sind. Die Abfederungsvorrichtung 36 ist hier zwar nicht dargestellt, doch ist sie identisch mit der Vorrichtung aus Fig. 3.
Die Anwesenheit der Betätigungseinrichtung 34 auf der rechten Seite des Fahrrads setzt voraus, daß der rechte Fuß nach hinten positioniert wird, um so die Vorteile der Abfederung zu nutzen, wenn der Radfahrer sich auf den Pedalen 22, 24 abstützt.
Gemäß Fig. 6 bis 8 befindet sich die Betätigungseinrichtung 34 in einem Schutzgehäuse 60 mit Verschlußdeckel 61, die einen fest mit der Fahrradpedalvorrichtung 10 über die Tretkurbelachse 20 verbundenen Betätigungshebel 62 aufweist. Die Kurbel 14 wird von einer Verlängerung des Gehäuses 60 gebildet und ist um einen ringförmigen Träger 63 des Hebels 62 angelenkt. Die Abfederungsvorrichtung 36 wird von einem würfelförmigen Block aus Elastomermaterial gebildet, der mechanisch über eine Gewindestange 64 mit dem Betätigungshebel 62 verbunden ist. Der Block aus Elastomermaterial befindet in direkter Anlage gegen die Kurbel 14 außerhalb des Gehäuses 60, und der Träger 63 weist ein Gewinde 54 auf, welches ein Herausziehen der Vorrichtung mit Hilfe eines Werkzeugs zum Abziehen der Kurbel gestattet.
Die Abfederungsfunktion (Fig. 7) erzielt man, wenn der Radfahrer sich auf den Pedalen abstützt, wodurch eine Durchfederung des Hubs um einen Winkel Θ zwischen den beiden Kurbeln 12, 14 herbeigeführt wird, die proportional zu den Kräften bzw. Stößen ist, die auf die Pedale einwirken. Der Betätigungshebel 62 schwenkt in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, mit Erzeugung eines Rückstellmoments zwischen den Kurbeln 12, 14, das auf die Komprimierung des Elastomerblocks hin aufgebracht wird. Die Regelung der Vorspannung erfolgt dabei wie im vorhergehenden Fall durch Ein- bzw. Abschrauben der Schraube 52.
Wenn der Radfahrer in herkömmlicher Weise in eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn, die durch den Pfeil F3 angedeutet ist, auf die Pedale tritt, läuft die Fahrfunktion ab (Fig. 8). Dabei treibt die Wirkfläche 56 der Kurbel 14 den Betätigungshebel 62 und die Tretkurbelachse 20 im gleichen Drehsinn an, woran sich der Antrieb des Hinterrades mittels der in Fig. 1 dargestellten Übertragungseinrichtung 26 anschließt. Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, einen geringeren Platzbedarf zu erreichen, neben einer geschützten Mechanik mit der Möglichkeit der Einstellung der Dämpfungswirkung.
Gemäß der in Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsvariante weist die Abfederungsvorrichtung 36 ein Paar Blöcke 36A, 36B aus Elastomermaterial auf, die untereinander über eine gemeinsame Gewindestange 68 so verbunden sind, daß eine Reihenverbindung entsteht. Der erste Block 36A wirkt dabei mit dem Betätigungshebel 62 zusammen, der fest mit der Tretkurbelachse 20 verbunden ist, sowie mit einem ersten Hohlraum 70 der Kurbel 14. Der zweite Block 36B wirkt mit einem zweiten Hohlraum 72 der Kurbel 14 zusammen, der gegenüber dem ersten Hohlraum 70 liegt.
Die Funktionsweise der Vorrichtungen aus Fig. 9 und 10 ist der Funktionsweise vergleichbar, wie sie zuvor beschrieben wurde, wobei das Rückstellmoment zwischen den Kurbeln 12 und 14 in der Abfederfunktion (Fig. 9) durch Zusammendrücken der beiden Blöcke 36A, 36B aus Elastomermaterial ausgeübt wird. Für die Fahrfunktion (Fig. 10) treibt die Wirkfläche 56 der Kurbel 14 den Betätigungshebel 62 an, der fest mit der Tretkurbelachse 20 verbunden ist.
Die Vorrichtung aus Fig. 9 und 10 kann natürlich auch auf der rechten Seite des Fahrrads vorgesehen sein.
Unter Bezugnahme auf die in Fig. 11 bis 13 dargestellte Variante wird deutlich, daß die Betätigungseinrichtung 34 einen Betätigungsbügel 74 aufweist, der fest mit der Tretkurbelachse 20 verbunden ist, wobei die gesamte Anordnung in einem Gehäuse 60 untergebracht ist. Der Bügel 74 wirkt mit zwei Gewindestangen 76, 78 zur Befestigung eines Paares von gegenüberliegenden Blöcken 36A, 36B aus Elastomermaterial zusammen, welche die Abfederungsvorrichtung 36 bilden. Die beiden Blöcke 36A, 36B wirken dabei entsprechend einer Abfederungsfunktion parallel (Fig. 12), die identisch mit der zuvor beschriebenen Funktion ist. Für die Fahrfunktion (Fig. 13) treiben die beiden Wirkflächen 80, 82 der Kurbel 14 den Bügel bzw. Gabelkopf 74 an, der fest mit der Tretkurbelachse 20 verbunden ist. Daraus ergibt sich eine veränderte Krafteinwirkung auf die Lager, die auf das Gleichgewicht der Kräfte bezüglich der Tretkurbelachse 20 zurückzuführen ist, wobei diese Kräfte entweder über die Blöcke 36A, 36B aus Elastomermaterial in der Abfederfunktion ausgeübt werden, oder über die Wirkflächen 80, 82 in der Fahrfunktion.
Gemäß Fig. 14 und 15 sind die Betätigungsmittel 34 auf der rechten Seite angebracht und bestehen aus einem fest mit dem Zahnkranz 28 und der Tretkurbelachse 20 verbundenen Betätigungskäfig 84. Die erste Kurbel 12 ist dabei um den runden Käfig 84 angelenkt, und die Abfederungsvorrichtung 36 weist Blöcke 36A, 36B aus Elastomermaterial auf, die entsprechend den Kreissektoren ausgebildet sind, die sich im Inneren des Käfig 84 befinden. Jeder Block 36A, 36B stützt sich auf der einen Seite auf dem Käfig 84 ab, und andererseits auf einem Stern 86, der um die Kurbel 12 angelenkt und gegen Drehung mit einem Schlüssel 88 festgestellt ist.
Für die Abfederungsfunktion, die dem Übergang der Kurbel 12 aus der in Fig. 14 dargestellten Position in die in Fig. 15 gezeigte Stellung entspricht, ruft der Stern 86 die Komprimierung der beiden Blöcke aus Elastomermaterial 36A, 36B im Inneren des Käfigs 84 hervor.
Bei der in Fig. 16 und 17 dargestellten Variante ist ein Betätigungshebel 90 koaxial auf der Tretkurbelachse 20 angebracht und weist einen ersten Arm 90A auf, auf welchem die Anlenkachse 92 der Kurbel 14 vorgesehen ist. Der Elastomerblock der Abfederungsvorrichtung 36 stützt sich auf der Kurbel 14 ab und ist mechanisch mit dem zweiten Arm 90B des Betätigungshebels 90 über eine Verbindungsstange 64 verbunden. Die Anlenkachse 92 ist gegenüber der Tretkurbelachse 20 verschoben.
Die Abfederungsfunktion ist ähnlich wie in den zuvor beschriebenen Fällen, mit Erzeugung einer Winkelauslenkung zwischen der Wirkfläche 56 der Kurbel 14 und der entsprechenden Kante des Hebels 90 (Fig. 16), sowie mit Komprimierung des Elastomerblocks 36. Die Fahrfunktion bleibt nach Antreiben des Hebels 90 über die Wirkfläche 56 der Kurbel 14 unveränderlich.
Gemäß Fig. 18 umschließt das fest mit der Kurbel 14 verbundene Gehäuse 60 einen Betätigungsbügel 74, der koaxial zur Tretkurbelachse 20 angebracht ist.
Die Abfederungsvorrichtung 36 weist ein erstes Element 36C aus Elastomermaterial auf, das mit dem Gabelkopf bzw. dem Bügel 74 über eine Verbindungsstange 76 verbunden ist, sowie ein zweites Element 36D aus Elastomermaterial, das sich auf derselben Seite befindet. Auf einer der Vorderseiten des zweiten Elements 36D ist eine Unterlegscheibe bzw. ein Plättchen 94 angesetzt, das an einer Stange 96 befestigt ist, von der eines ihrer Enden mit dem Bügel 74 gegenüber dem Verbindungspunkt mit der Stange 74 verbunden ist, während das andere Ende 95 frei durch eine Achse 98 geführt ist, die mit der Kurbel 14 über eine Drehzapfenverbindung verbunden ist.
Wenn der Radfahrer sich auf den Pedalen abstützt, um die Abfederfunktion herbeizuführen, ergibt sich das Rückstellmoment zwischen den Kurbeln 12, 14 auf der Kompression der beiden Blöcke 36C, 36D aus Elastomermaterial. Das erste Element 36C wird dabei zwischen dem Plättchen 100 und dem Gehäuse 60 der Kurbel 14 zusammengedrückt. Und das zweite Element 36D wird zwischen dem Plättchen 94 und der Kurbel 14 komprimiert. Während der Fahrfunktion treiben die innenliegenden Wirkflächen des Gehäuses 60 der Kurbel 14 den Bügel 74 an, ohne dabei die Blöcke 36C, 36D aus Elastomermaterial zusammenzudrücken.
Der mechanische Aufbau gemäß Fig. 18 gestattet eine Verringerung der Reaktion auf die Lager infolge des Gleichgewichts der Kräfte bezüglich der Tretkurbelachse 20.
Gemäß Fig. 19 ist ein Betätigungsarm 102 fest mit der Tretkurbelachse 20 verbunden und trägt an seinem Ende eine Achse 104, auf welcher die Kurbel 14 angelenkt ist. Die Abfederungsvorrichtung 36 besteht dabei aus mehreren Stangen 106, die auf den Betätigungsarmen 102 mit Hilfe eines Schraubenbolzens 108 und einer Schraube 110 befestigt sind. Die Abfederungsfunktion ergibt sich hierbei aus der Durchbiegung der Stangen 106, wenn sich der Radfahrer auf dem Pedal 24 abstützt und dabei eine Kraft F2 aufbringt. Es ist deutlich erkennbar, daß diese Vorrichtung auch auf der rechten Seite des Fahrrads angebracht werden könnte, bei identischer Funktionsweise symmetrisch zu der in Fig. 19 beschriebenen.
Bei dem Beispiel aus Fig. 20 weist die Fahrradpedalvorrichtung 10 eine teilweise geriffelte Achse 112 auf, die fest mit der Tretkurbelachse 20 verbunden ist. Die Kurbel 14 ist dabei auf der Achse 112 angelenkt, und die Abfederungsvorrichtung 36 ist mit einer geriffelten Stange 114 verbunden, welche durch Zahneingriff mit den Riffelungen auf der Achse 112 so zusammenwirkt, daß der Block aus Elastomermaterial in der Abfederungsvorrichtung zusammengedrückt wird, wenn der Radfahrer sich auf den Pedalen abstützt. Auf das Gewindeende der Achse 112 ist ein Ring 116 aufgeschraubt. Für die Fahrfunktion liegt die Stützfläche 118 der geriffelten Stange 114 gegen die Kurbel 14 an, welche die Tretkurbelachse 20 direkt antreibt.
Gemäß Fig. 21 und 22 wird die Abfederungsvorrichtung 36 aus einem Torsionsstab 120 gebildet, die über ihre Enden an Flanschen 122, 124 befestigt ist, die ihrerseits fest mittels Schrauben an den Kurbeln 12, 14 angebracht sind. Der Torsionsstab 120 ist im Inneren einer quer verlaufenden Antriebsachse 126 frei drehbar, welche auf Lagern 128 im Tretkurbelgehäuse 130 angeordnet ist. Ein erster Haltering 132 ist auf dem linken Ende der Antriebsachse 126 befestigt und weist eine Erhebung 134 auf, die in einer Vertiefung 136 der Kurbel 14 gelagert ist. Ein zweiter Haltering 138 ist in ähnlicher Weise auf dem rechten Ende der Antriebsachse 126 angebracht und ebenfalls mit einer Erhebung 140 versehen, die sich in einer Vertiefung 142 der Kurbel 12 befindet. Die Übertragungsplatten 28 sind auf dem zweiten Haltering 138 angebracht.
Eine Abfederungsvorrichtung dieser Arbeit funktioniert unabhängig davon, ob der linke Fuß oder der rechte Fuß nach hinten positioniert wird.
Während der Abfederungsphase wirken auf den Torsionsstab 120 Torsionsspannungen ein, wenn sich der Radfahrer auf den Pedalen abstützt. Daraus ergibt sich eine Durchbiegung um einen Winkel mit dem Wert Θ zwischen den Kurbeln 12, 14, wobei die Erhebung 134 sich nicht in Berührung mit dem ersten Haltering 132 befindet, wenn sich der Radfahrer auf den Pedalen abstützt und die linke Kurbel 14 dabei in der rückwärtigen Position steht.
Für die rückwärtige Position der rechte Kurbel 12 befindet sich die Erhebung 14 nicht in Berührung mit dem zweiten Haltering 138, wodurch die Entwicklung einer Durchbiegung zwischen dem Ring 138 und der Kurbel 12 ermöglicht wird.
Für die Fahrfunktion befinden sich die Erhebungen 134, 140 im Eingriff mit den Halteringen 132, 138 und rufen dadurch den direkten Antrieb der Achse 126 über die Kurbeln 12, 14 hervor.
Bezugnehmend auf die in Fig. 23 und 24 dargestellte Variante ist ersichtlich, daß die Abfederungsvorrichtung 36 auf der rechten Seite oder der linken Seite des Fahrrads eingebaut werden kann, wobei jedoch die Abfederung des Radfahrers damit gewährleistet ist, daß dessen rechter Fuß oder dessen linker Fuß nach vorn gesetzt ist. Die Kurbel 12 ist fest mit der Tretkurbelachse 20 mit Hilfe des Keils 145 verbunden. Diese Achse 20 ist im Inneren der Trommel 148 frei drehbar, die ihrerseits wiederum bezüglich des Gehäuses 130 frei drehbar ist, das mit dem Rahmen verbunden ist. Die Kurbel 12 treibt die Platte 150 an, welche die Zahnkränze 28 über Stangen 152, 154 abstützt, die in die Langlöcher 156 eingreifen.
Die andere Kurbel 14 ist auf der Achse 20 angelenkt und treibt den Zahnkranz 158 in Fahrrichtung an, wobei die Stangen 160 in die Langlöcher 162 eingreifen. Die Innenseite des Zahnkranzes 158 ist geriffelt und wird auf die Riffelungen 164 auf der Achse 20 aufgeschoben, deren anderes Ende 166 seinerseits auf die Platte 150 aufgeschoben ist. Somit ist der Zahnkranz 166 starr mit der Platte 150 verbunden. Beim Fahren treibt die Kurbel 14 den Zahnkranz 158 mit anschließender Drehung der Übertragungsplatte 150 an.
Während der Abfederungsfunktion ist die Kurbel 12 starr mit dem Betätigungsarm 168 über die Achse 20 und die Keile 146 und 170 verbunden. Wird in Fahrrichtung eine Kraft auf eine der Kurbeln ausgeübt und auf die andere Kurbel eine Kraft in Rückwärtsfahrrichtung, so bildet sich zwischen dem Arm 168 und der Kurbel 14 ein Winkel, der die Komprimierung der Abfederungsvorrichtung 36A, 36B herbeiführt. Somit erhält man eine elastische Verbindung in zwei Richtungen zwischen den beiden Kurbeln 12, 14. Die Rückstellkraft dieser elastischen Verbindung kann mit Hilfe der Einstellschraube 52 verändert werden.
Die langgestreckte Form der Löcher 156, 162, die jeweils in der Platte 150 und im Zahnkranz 158 ausgeführt sind, gestattet eine relative Drehung der beiden Kurbeln 12, 14.

Claims

1. Gefederte Fahrradpedalvorrichtung für Fahrräder mit Pedalen, welche folgendes aufweist:

- eine erste Kurbel (12), die, bezogen auf den Stützrahmen (16) in Richtung der Vorwärtsbewegung des Fahrrads, rechts angeordnet ist, und eine zweite Kurbel (14), die links angeordnet ist,

- ein am Ende jeder Kurbel (12, 14) angelenktes Pedal (22, 24), auf dem sich der linke bzw. rechte Fuß des Radfahrers abstützt,

- eine Tretkurbelachse (20), die mechanisch mit den beiden Kurbeln (12, 14) verbunden und einer Übertragungseinrichtung (26) zugeordnet ist, welche insbesondere einen Zahnkranz (28) und eine Antriebskette (30) für das Hinterrad (32) des Fahrrads aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrradpedalvorrichtung (10) des weiteren folgendes aufweist:

- eine Betätigungseinrichtung (34), die so ansteuerbar ist, daß sie einen ersten Fahrzustand einnimmt, in dem wegen einer drehfesten Ankopplung der beiden Kurbeln (12, 14) bezüglich der Übertragungseinrichtung (26) eine direkte mechanische Übertragung des von den Pedalen (22, 24) in Fahrrichtung aufgebrachten Moments ermöglicht wird, sowie einen zweiten Abfederzustand, in welchem eine Abfederungsvorrichtung (36) zum Einsatz kommt, die für eine drehelastische Ankopplung der beiden Kurbeln (12, 14) bezüglich des Rahmens (16) sorgt, wenn sich der Radfahrer auf den beiden Pedalen (22, 24) abstützt und dabei ohne Treten der Pedale Gegenkräfte ausübt.

2. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (34) ein erstes Betätigungsorgan (38) aufweist, das fest mit der Achse des Tretkurbelsatzes (20) verbunden ist, sowie ein zweites Betätigungsorgan, das fest mit der entsprechenden Kurbel (12, 14) verbunden ist, wobei die beiden Organe im ersten herkömmlichen Fahrzustand fest miteinander verbunden und im zweiten Zustand infolge einer relativen Kippbewegung, die durch den Eingriff der Abfederungsvorrichtung (36) bestimmt wird, voneinander unabhängig sind.

3. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederungsvorrichtung (36) sich in einem Träger (44) des zweiten Betätigungsorgans befindet und mittels einer Feder, eines Blocks aus Elastomermaterial oder eines pneumatisch-ölhydraulischen Systems realisiert ist, das mit dem ersten Betätigungsorgan (38) über eine Verbindungsstange (48) verbunden ist, wobei die Abfederungsvorrichtung (36) mit einem System zum Regeln der Vorspannung ausgestattet ist, um die relative Verlagerung des ersten und zweiten Organs in Abhängigkeit vom Gewicht des Radfahrers einzustellen.

4. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Betätigungsorgan einen Hebel (62) aufweist, der in einem fest mit der Kurbel (14) verbundenen Gehäuse (60) untergebracht ist, wobei sich die Abfederungsvorrichtung (36) auf der Kurbel (14) außerhalb des Gehäuses (60) abstützt.

5. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederungsvorrichtung (36) mit einem Paar Module (36A, 36B) ausgestattet ist, die hintereinander wirksam werden und untereinander über eine gemeinsame Verbindungsstange (62) verbunden sind, wobei das erste Modul (36A) mit dem fest mit der Tretkurbelachse (20) verbundenen Betätigungshebel (62) und einem ersten Hohlraum (70) der Kurbel (14) zusammenwirkt und das zweite Modul (36B) sich dabei in Anlage in einem zweiten Hohlraum (72) der Kurbel (14) befindet, welcher gegenüber dem ersten Hohlraum (70) liegt.

6. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederungsvorrichtung (36) ein Paar Module (36A, 36B) aufweist, die parallel wirksam sind und über zwei Verbindungsstangen (76, 78) mit dem gegenüberliegenden Enden eines Betätigungsbügels (74) miteinander verbunden sind, welcher fest mit der Tretkurbelachse (20) verbunden ist.

7. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Betätigungsorgan einen Hebel (90) aufweist, der koaxial auf der Tretkurbelachse (20) angeordnet ist und einen ersten Arm (90A) aufweist, welcher die gegenüber der Kurbel (14) versetzte Anlenkachse trägt, wobei die Abfederungsvorrichtung (36) sich auf der Kurbel (14) abstützt und dabei mechanisch mit dem zweiten Arm (90B) über eine Verbindungsstange (64) verbunden ist.

8. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fest mit der Tretkurbelachse (20) verbundene Betätigungsarm (102) an seinem Ende eine Achse (104) zur Anlenkung der Kurbel (14) trägt, wobei die Abfederungsvorrichtung (36) eine Vielzahl von langgestreckten Durchfederstäben (106) aufweist, die auf dem Betätigungsarm (102) mit Hilfe von Befestigungsmitteln (108, 110) befestigt sind.

9. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederungsvorrichtung (36) aus einem Torsionsstab (120) besteht, der fest mit den Kurbeln (12, 14) verbunden und frei drehbar im Inneren einer Antriebsachse (126) angeordnet ist, wobei die Betätigungseinrichtung (34) des weiteren folgendes aufweist:

- einen ersten Haltering (132), der an einem der Enden der Antriebsachse (126) befestigt und mit einer Erhebung (134) versehen ist, die in einer Vertiefung (136) der Kurbel (14) gelagert ist,

- und einen zweiten Haltering (138), der am anderen Ende der Antriebsachse (126) befestigt und mit einer Erhebung (140) versehen ist, die in einer Vertiefung (142) der ersten Kurbel (12) gelagert ist, wobei der. Zahnkranz (28) fest mit dem zweiten Haltering (138) verbunden ist.

10. Fahrradpedalvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfederungsvorrichtung auf einer Seite des Rahmens liegt und dabei der zweiten Kurbel (14) zugeordnet ist, die auf der Tretkurbelachse (20) angelenkt ist und außerdem folgendes aufweist:

- einen mit einem der Enden der Tretkurbelachse (20) gekoppelten Zahnkranz (158), der mindestens ein Langloch (162) aufweist, in welches eine fest mit der zweiten Kurbel (14) verbundene Übertragungsstange (160) eingreift,

- eine Stützplatte (150) des Zahnkranzes, die drehfest auf dem anderen Ende der Tretkurbelachse (20) angekoppelt ist,

- eine Ankoppeleinrichtung zur Ankopplung an Stangen (152, 154) für die feste Verbindung der ersten Kurbel (12) mit der Platte (150)

- eine frei drehbar angebrachte Trommel (148), die sich koaxial zur Tretkurbelachse (20) und zum Rahmengehäuse (130) erstreckt, wobei die gesamte Vorrichtung so angeordnet wird, daß die Federungsfunktion mit dem nach vorn bewegten rechten oder linken Fuß gewährleistet wird.