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Die
Erfindung betrifft allgemein Fahrradpedale. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Fahrradpedal, das einen Käfig aufweist, der einen bügellosen Pedalkörper umgibt,
derart, dass der Schuh des Fahrers mit dem Pedal in Eingriff kommen
kann, und zwar mit oder ohne dass der Stollen des Fahrradschuhs
am bügellosen
Pedalkörper
befestigt ist, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Ein derartiges Fahrradpedal ist in EP-A-0753454
dargestellt.
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In
den vergangenen Jahren wurden Fahrradpedale für spezielle Zwecke gestaltet,
beispielsweise für
Vergnügungsfahrten,
Offroad-Fahrten, Straßenrennen
etc. Ein spezieller Typ von Fahrradpedal, dessen Popularität zunimmt,
ist das Step-in- oder bügellose
Pedal, das lösbar
in Eingriff mit einem Stollen kommt, der an der Sohle des Fahrradschuhs
fest angebracht ist. Das bügellose
Pedal weist auf: eine Pedalwelle, die an der Kurbel eines Fahrrades
angebracht werden kann, einen Pedalkörper, der auf dieser Pedalwelle
drehbar gelagert ist, und mindestens einen Stollen-Eingreifmechanismus
mit einem Paar von vorderen und hinteren Stolleneinspannelementen,
die an einer oder an beiden Seiten des Pedalkörpers befestigt, um mit vorderen
und hinteren Abschnitten eines Stollens in Eingriff zu kommen. Bei diesem
Typ von Fahrradpedal tritt der Fahrer auf das Pedal und der Stollen-Eingreifmechanismus
erfasst automatisch den Stollen, der an der Unterseite des Schuhs
des Fahrradfahrers befestigt ist.
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Insbesondere
bewegt der Fahrradfahrer, wenn er seinen Schuh mittels des Stollens
am Step-in-Pedal befestigt, den Schuh relativ zum Pedalkörper schräg nach unten
und nach vorne, derart, dass das vordere Ende des Stollens mit einem
vorderen Haken oder Einspannelement des Pedalkörpers in Eingriff kommt. Sobald
sich das vordere Ende des Stollens mit dem vorderen Haken des Pedalkörpers in
Eingriff befindet, bringt der Fahrradfahrer das hintere Ende des
Stollens in Kontakt mit einem Führungsabschnitt
des hinteren Hakens oder Einspannelementes des Pedalkörpers. In
dieser Position drückt
der Fahrradfahrer den Schuh gegen das Pedal nach unten, um zu bewirken,
dass zu Anfang der hintere Haken oder das hintere Einspannelement
gegen die Kraft einer Feder nach hinten schwenkt, um den hinteren
Haken oder das hintere Einspannelement in eine Stollenfreigabeposition
zu bewegen. Das hintere Ende des Stollens tritt dann in eine Position
gegenüberliegend
einer Rückseite
des hinteren Hakens oder Einspannelementes ein. Dann bewegt sich
der hintere Haken oder das hintere Einspannelement unter der Einwirkung
der Kraft eines Vorspannelementes oder einer Feder zurück, sodass
der hintere Haken oder das hintere Einspannelement mit dem hinteren
Ende des Stollens in Eingriff kommt. Durch dieses Eingreifen wird
den Fahrradschuh mittels des Stollens am Pedal befestigt.
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Wenn
der Schuh vom Pedal gelöst
wird, dreht der Fahrradfahrer typischerweise den Schuh um eine zur
Trittfläche
des Pedals senkrechte oder annähernd
senkrechte Achse, wobei er das vordere Ende des Stollens als Schwenkpunkt
verwendet. Als Folge dieser Schwenkaktion wird der hintere Haken oder
das hintere Einspannelement gegen die Kraft der Feder in eine Stollenfreigabeposition
nach hinten geschwenkt, um den Schuh freizugeben.
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Wenn
Step-in-Pedale für
Straßenrennräder verwendet
werden, ist das Pedal typischerweise lediglich mit einer einzigen
Einspannbaugruppe versehen, derart, dass der Schuh des Fahrradfahrers
lediglich mit einer der zwei Seiten des Pedals verbunden werden
kann. Andererseits weisen Offroad- oder Mountainbikes für gewöhnlich ein
Paar von Einspannbaugruppen auf, derart, dass der Schuh des Fahrradfahrers
auf jeder Seite des Pedals eingespannt werden kann. In jedem Fall
ist es wünschenswert,
das Pedal so kompakt und leicht wie möglich zu gestalten.
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Ein
Problem bei den meisten bügellosen
Pedalen besteht darin, dass sie ziemlich klein sind, derart, dass
lediglich kleine Abschnitte des Pedalkörpers mit dem Schuh des Fahrradfahrers
in Eingriff kommen. Insbesondere weist der Pedalkörper eine auf beiden
Seiten des Stolleneingreifmechanismus befindliche Trittfläche auf.
Diese Trittfläche
verfügt
lediglich über
eine kleine Oberfläche,
da der Pedalkörper
typischerweise so klein wie möglich
gemacht wird, damit er geringes Gewicht hat. Mit diesem Typ von
bügellosem
Pedal befinden sich der Schuh und das Pedal in einem Zustand konstanten
Eingriffs, wenn sich der Stollen in Eingriff mit den Stolleneinspannelementen
befindet, sodass die Antrittskraft in wirkungsvoller Weise auf die
Pedale übertragen
werden kann. Demzufolge werden bügellose
Pedale verbreitet bei Rennfahrrädern
verwendet, die bei Straßenrennen
und Mountainbike-Rennen verwendet werden.
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Mit
diesem Typ von bügellosem
Pedal ergibt sich, wenn der Schuh und das Pedal um die Stolleneinspannelemente
nach links und rechts lose sind, ein Wackeln des Fußes des
Fahrradfahrers nach links und rechts, und die Antrittskraft des
Fahrers wird nicht in effektiver Weise auf das Pedal übertragen.
Daher sollte jegliche Lockerheit oder Spiel nach links oder rechts
zwischen Schuh und Pedal auf ein Minimum gesenkt werden, dadurch
dass der Gummiabschnitt der Schuhsohle auf der rechten und linken Seite
des Stollens mit einer auf dem Pedalkörper vorgesehenen Trittfläche in Kontakt
gebracht wird.
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Bei
der zuvor beschriebenen herkömmlichen Struktur
wird lediglich der Gummiabschnitt der Schuhsohle in Kontakt mit
einer eine geringe Oberfläche
aufweisenden Trittfläche
gebracht, um eine Lockerheit oder Spiel zur rechten und linken Seite
des Schuhs zu unterdrücken.
Daher ist die Kontaktlänge minimal,
und es ist schwierig, die Lockerheit oder das Spiel nach rechts
und links in geeigneter Weise zu unterdrücken. Da außerdem der Abschnitt der Schuhsohle,
der sich in Kontakt mit der Trittfläche befindet, der gleiche Abschnitt
ist, der mit dem Erdboden in Kontakt kommt, wenn der Fahrradfahrer
läuft, besteht
die Tendenz, dass diese abgenutzt wird, und wenn dieser Abschnitt
der Sohle abgenutzt ist, kommen die Trittfläche und die Schuhsohle nicht
mehr gleichmäßig in Kontakt
miteinander, was es schwierig macht, das Spiel zwischen Schuh und
Pedal zu unterdrücken.
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Downhill-Rennen,
Parallelslalomrennen, Geländerennen
und andere derartige Offroad-Rennen für Mountainbikes und BMX-(Fahrradmotocross)-Räder fanden
in den vergangenen Jahren weit verbreitet statt. Bei diesem Typ
von Offroad-Rennen bewegen sich, anders als bei Straßenrennen,
die Fahrer auf einer nicht mit einem Belag versehenen Rennstrecke. Weiter
muss bei diesem Typ von Offroad-Rennen beim Kurvenfahren häufig der
Fuß vom
Pedal genommen werden und nach dem Ende der Kurve wieder auf das
Pedal gesetzt werden. Unglücklicherweise
bleibt, da das Rennen auf Straßen
ohne Belag durchgeführt
wird, Schlamm an den Pedalen hängen und
neigt dazu, die Stolleneinspannelemente zuzusetzen. Sobald die Stolleneinspannelemente
mit Schlamm zugesetzt sind, kann der Stollen nicht mit den Stolleneinspannelementen
in Eingriff gebracht werden, und der Schuh kann nicht am Pedal befestigt werden.
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Wenn
ein Stollen aufgrund eines Zusetzens mit Schlamm oder wenn die Füße des Fahrers
häufig von
den Pedalen genommen werden, nicht mit den Stolleneinspannelementen
in Eingriff gebracht werden kann, muss der Fahrer häufig auf
das Pedal treten, ohne dass sich der Stollen vollständig in
Eingriff mit den Stolleneinspannelementen befindet. Da jedoch die
Pedalkörper
der oben angegebenen herkömmlichen
bügellosen
Pedale typischerweise so klein wie möglich sind und der Flächeninhalt
der Trittfläche
nur gering ist, würde
der Fuß des
Fahrers vom Pedal abrutschen, wenn sich der Stollen nicht mit den Stolleneinspannelementen
in Eingriff befindet. Als Ergebnis wird die Antrittskraft des Fahrers
nicht effizient auf die Pedale übertragen,
und die Geschwindigkeit des Fahrrades verringert sich. Eine Verringerung
der Geschwindigkeit ist ein kritisches Problem für einen Rennfahrer. Demgemäß verwendet,
wenn erwartet wird, dass ein Zusetzen der Pedale mit Schlamm auftritt
oder die Schuhe bei diesem Typ von Offroad-Rennen häufig von
den Pedalen genommen und wieder auf diese aufgesetzt werden, eine
steigende Anzahl von Fahrern gewöhnliche
doppelseitige Pedale anstelle von bügellosen Pedalen. Derartige
Pedale weisen keine Stolleneingreifmechanismen auf, jedoch bieten
sie den Schuhen bei schlammigen Bedingungen einen guten Halt. Jedoch
steht in jedem Fall dem Fahrradfahrer keine optimale Vorrichtung zur
Verfügung,
um das Fahrrad mit Pedalkraft vorwärtszutreiben.
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Damit
ein Step-in- oder bügelloses
Pedal bei derartigen schlammigen Bedingungen verwendet werden kann,
muss es möglich
sein, dass der Fahrer in stabiler Weise auf das Pedal treten kann,
sogar wenn der Stollen nicht mit den Stolleneinspannelementen in
Eingriff ist. Eine mögliche
Einrichtung, um dies zu erzielen, könnte darin bestehen, einen
breiteren Trittflächenkäfig am Pedal
um die Außenseite
der Stolleneinspannelemente herum vorzusehen, so dass ein größerer Teil
der Trittfläche
in Kontakt mit der Schuhsohle kommen kann, wie offenbart in der europäischen Patentanmeldung
Nr. 753453 und der europäischen
Patentanmeldung Nr. 753454. Jedoch unterscheidet sich ein Schuh
für ein
Mountainbike von einem Schuh für
ein Straßenrennrad
darin, dass der Stollen vertieft in der Schuhsohle angeordnet ist, um
das Laufen komfortabler zu machen. Daher kommt, falls ein breiter
Trittflächenkäfig um die
Außenseite
des Stolleneingreifmechanismus herum vorgesehen ist, der Trittflächenkäfig in Konflikt
mit der Schuhsohle und ist im Weg, wenn das In-Eingriff-Bringen mit den Stolleneingreifelementen
erfolgt. Dies schränkt
wiederum die Eingreifrichtung des Schuhs ein. Demzufolge ist es,
wenn das Einführen
des Schuhs von einer anderen Richtung als der Eingreifrichtung erfolgt,
schwierig, den Stollen schnell mit dem Stolleneingreifmechanismus
erneut in Eingriff zu bringen, sogar wenn kein Zusetzen mit Schlamm
oder dergleichen auftritt.
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In
Anbetracht des zuvor Erläuterten
ist es offensichtlich, dass ein Bedarf nach einem bügellosen Fahrradpedal
besteht, welches das Wackeln einschränkt. Außerdem besteht ein Bedarf nach
einem Fahrradpedal, welches unterschiedliche Typen von Sohlengestaltungen
von Fahrradschuhen aufnehmen kann. Die Erfindung zielt auf diese
Mängel
des Standes der Technik ab, zusammen mit weiteren Mängeln, wie
für Fachleute
aus der nachfolgenden Beschreibung klar hervorgeht.
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, ein Fahrradpedal mit einem Step-in-Pedalkörper bereitzustellen,
der zumindest teilweise von einem Käfig umgeben ist, welcher relativ
zum Step-in-Pedalkörper
einstellbar ist.
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Die
zuvor erwähnten
Zielen können
im Wesentlichen dadurch erzielt werden, dass ein Fahrradpedal zur
Befestigung an einem an einem Fahrradschuh fest angebrachten Stollen
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt wird.
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Weitere
Ziele, Vorteile und Hauptmerkmale, der Erfindung gehen für Fachleute
aus der folgenden detaillierten Beschreibung klar hervor, die in
Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung offenbart.
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Nachfolgend
sei Bezug genommen auf die anliegenden Zeichnungen, welche einen
Teil dieser ursprünglichen
Offenbarung bilden. Diese zeigen:
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1 eine
Außenansicht
eines Fahrradschuhs, der an einem rechten Fahrradpedal befestigt ist,
das einen bügellosen
Pedalkörper
und einen Käfig
aufweist, gemäß einer
ersten Ausführungsform der
Erfindung;
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2 eine
Draufsicht des in 1 dargestellten rechten Fahrradpedals,
wobei der Einstellmechanismus auf 0° eingestellt ist;
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3 eine
Außenseitenansicht
des in den 1 und 2 dargestellten
rechten Fahrradpedals;
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4 eine
Innenseitenansicht des in den 1 bis 3 dargestellten
rechten Fahrradpedals;
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5 eine
Querschnittsansicht des in den 1 bis 4 dargestellten
rechten Fahrradpedals entlang Schnittlinie 5-5 von 3;
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6 ein
Querschnitt des in den 1 bis 5 dargestellten
rechten Fahrradpedals entlang Schnittlinie 6-6 von 2,
wobei der Einstellmechanismus auf 0° eingestellt ist;
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7 ein
Querschnitt ähnlich 6 des
in den 1 bis 6 dargestellten rechten Fahrradpedals,
wobei der Einstellmechanismus auf ca. 12,5° eingestellt ist;
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8 ein
Querschnitt des in den 1 bis 6 dargestellten
rechten Fahrradpedals entlang Schnittlinie 8-8 von 2,
wobei der Einstellmechanismus auf 0° eingestellt ist;
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9 ein
Querschnitt ähnlich 8 des
in den 1 bis 8 dargestellten rechten Fahrradpedals,
wobei der Einstellmechanismus auf ca. 12,5° eingestellt ist;
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10 eine
Draufsicht des rechten Fahrradpedals mit einem bügellosen Pedalkörper und
einem Käfig
gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
wobei der Einstellmechanismus auf 0° eingestellt ist;
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11 ein
Querschnitt des in 10 dargestellten rechten Fahrradpedals
entlang Schnittlinie 11-11 von 10; und
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12 ein
Querschnitt ähnlich 10 des
in den 10 und 11 dargestellten
rechten Fahrradpedals, wobei der Einstellmechanismus auf 12,5° eingestellt
ist.
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Zu
Anfang Bezug nehmend auf die 1 bis 4 ist
ein Fahrradpedal 10 gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Das Fahrradpedal 10 ist ein
bügelloses
oder Step-in-Pedal, das mit einem Fahrradschuh 12 zusammen
mit einem mit diesem verbunden Stollen 14 verwendet werden kann.
Das Fahrradpedal 10 ist speziell zur Verwendung mit Offroad-Fahrrädern gestaltet,
die im Gegensatz zu einer Verwendung mit einem Straßenfahrrad steht.
Selbstverständlich
kann das Fahrradpedal 10, je nach Anforderung und/oder
Wunsch, an einem Straßenrennrad
oder einem beliebigen Typ von Fahrrad verwendet werden. Wie aus 1 zu
ersehen, ist das Fahrradpedal 10 fest mit einem Fahrradkurbelarm 16 eines
Fahrrades verbunden, um sich mit diesem zu drehen. Das in den Zeichnungen
dargestellte Fahrradpedal 10 ist ein rechtes Pedal. Selbstverständlich ist
das gleiche Pedal auf der linken Seite des Fahrrades vorgesehen,
wobei das linke Fahrradpedal das Spiegelbild des rechten Fahrradpedals 10 ist.
Somit erfolgt die Beschreibung hier lediglich mit Bezug auf eines
der Pedale.
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Wie
aus 2 zu ersehen, beinhaltet das Fahrradpedal 10 im
Wesentlichen einen Pedalschaft oder eine Welle 20, einen
Pedalkörper 22 mit
ersten und zweiten Stol leneingreifmechanismen 24, einen Käfig 28,
der den Pedalkörper 22 umgibt,
ein Vorspannelement 30, und einen Einstellmechanismus 32,
um die Winkelposition des Käfigs 28 relativ
zum Pedalkörper 22 zu ändern. Wie
in 1 dargestellt, ist die Pedalspindel 20 an
einer Kurbel 16 des Fahrrades befestigt, wobei der Pedalkörper 22 und
der Käfig 28 beide
mit der Pedalwelle 20 drehbar verbunden sind, um den Fuß eines
Fahrrads abzustützen. Insbesondere
ist der Stollen 14 am Fahrradschuh 12 fest angebracht,
und ist seinerseits am Pedalkörper 22 über einen
der Stolleneingreifmechanismen 24 in herkömmlicher
Weise lösbar
befestigt. Selbstverständlich
kann die Sohle des Fahrradschuhs 12 direkt mit dem Käfig 28 in
Eingriff kommen, ohne dass sie mit einem der Stolleneingreifmechanismen 24 verbunden
ist. Der Käfig 28 ist
um den Pedalkörper 22 positioniert
und ist relativ zum Pedalkörper 22 um eine
Pedalwelle 20 drehbar gelagert.
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Wie
in 5 dargestellt, ist die Pedalwelle 20 eine
vielstufige Welle, die zahlreiche gestufte Abschnitte aufweist und
die in einer im Pedalkörper 22 ausgebildeten
gestuften Bohrung 31 aufgenommen ist. Die Pedalspindel 20 weist
ein erstes Ende 33 mit einem an diesem ausgebildeten Gewinde
auf, um das Pedal 10 mit der Kurbel 16 in herkömmlicher Weise
verschraubbar zu verbinden. Das andere Ende 34 der Pedalwelle 20 lagert
drehbar den Pedalkörper 22 und
den Käfig 28.
Insbesondere weist das Ende 34 der Welle 20 ein
darauf ausgebildetes Gewinde auf, um die Verriegelungsmutter 35 verschraubbar
aufzunehmen, welche die Druckplatte 36, die Lagerbaugruppe 37,
den Ring 38, die Muffe oder das Rohr 39 und die
Dichtung 40 auf der Pedalwelle 20 befestigt. Da
diese Teile relativ herkömmliche
Teile sind und die speziellen Konstruktionen dieser Teile für die Erfindung
nicht kritisch sind, werden diese hier nicht detailliert erläutert. Vielmehr
werden diese Teile lediglich insoweit erläutert, wie dies zum Verständnis der
Erfindung erforderlich ist.
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Die
Lagerbaugruppe 27 lagert den Pedalkörper 22 auf der Pedalwelle 30 drehbar,
so dass sich der Pedalkörper 22 mit
der Muffe 39 dreht. Insbesondere ist das innere Ende 41 der
Muffe 39 mit der gestuften Bohrung 31 des Pedalkörpers 22 verschraubbar
verbunden.
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Wie
in 2 dargestellt, weist der Pedalkörper 22 einen
Mittelabschnitt 43 und ein Paar von Seitenabschnitten 44 auf,
die für
eine Drehung um die Mittellängsachse
A durch die Pedalwelle 20 drehbar gelagert sind. Ein Pedalkörper 22 besteht
vorzugsweise aus einem Material geringen Gewichtes, wie beispielsweise
einer Aluminiumlegierung. Einer der Stolleneingreifmechanismen 24 befindet
sich auf jeder Seite des Pedalkörpers 22.
Die Seitenabschnitte 44 erstrecken sich vom Mittelabschnitt 43 nach
vorne und nach hinten und befinden sich auf entgegengesetzten Seiten
der Stolleneingreifmechanismen 24. Zwischen dem Paar von
Seitenabschnitten 44 definiert der Mittelabschnitt 43 eine
Eingreifbefestigungsfläche 45 auf
jeder Seite des Pedalkörpers 22,
die dazu dient, die Stolleneingreifmechanismen 24 an dieser
mittels Schrauben 46 zu befestigen.
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Der
Käfig 28 besteht
vorzugsweise aus einem Material geringen Gewichts wie beispielsweise einer
Aluminiumlegierung. Der Käfig 28 umgibt
den Pedalkörper 22 und
ist an der Pedalwelle 20 für eine Drehung um die Mittellängsachse
A drehbar befestigt. Ein Vorspannelement oder eine Feder 30 spannt den
Pedalkörper 22 und
den Käfig 28 in
entgegengesetzte Richtungen vor. Wie am besten aus den 6 bis 9 zu
ersehen, ist ein Anschlagelement oder Widerlager 50 am
Käfig 29 positioniert,
um mit dem einen der Seitenabschnitte 44 des Pedalkörpers 22 in Eingriff
zu kommen, um die Drehbewegung zwischen dem Pedalkörper 22 und
dem Käfig 28 zu
begrenzen. In dieser Position bildet die horizontale Mittelebene
B des Pedalkörpers 22 ungefähr einen
12,5°-Winkel mit
der horizontalen Mittelebene C des Käfigs 28, derart, dass
die hinteren Enden der Stolleneingreifmechanismen 24 unterhalb
der Oberfläche
des Käfigs 28 liegen.
Für Fachleute
ist es offensichtlich, dass Anordnung und Konstruktion des Anschlagelementes 50 je
nach Anforderung und/oder Wunsch verändert werden können. Beispielsweise
kann das Anschlagelement 50 auf dem Pedalkörper 22 ausgebildet
sein, um mit einem Abschnitt des Käfigs 22 in Eingriff
zu kommen. Der Rahmen des Käfigs 28 hat die
Form einen zusammengedrückten
Achtecks oder eines zusammengedrückten
Ovals (in der Draufsicht), und beinhaltet eine Trittfläche 53 auf
jeder Seite, die mit dem Sohlenabschnitt des Fahrradschuhs 12 in
Eingriff kommt.
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Der
Käfig 28 weist
ein Paar von parallelen Seitenabschnitten 54 und 55,
und ein Paar von Endabschnitten 56 und 57 auf.
Die Seitenabschnitte 54 und 55 weisen Löcher 58 bzw. 59 auf,
die in diesen positionierte Laufbuchsen 60 und 61 aufweisen.
Die Laufbuchse 60 wird auf der Muffe 39 durch
Reibung zurückgehalten,
so dass sich der Käfig 20 relativ
zur Muffe 39 und dem Pedalkörper 22 drehen kann.
Die Laufbuchse 61 umgibt einen Stopfen 62 derart,
dass sich der Käfig 28 relativ
zum Stopfen 62 dreht. Der Stopfen 62 ist am Pedalkörper 22 mittels
einer Schraube 63 befestigt. Die Feder 30 befindet
sich innerhalb des Loches 59 des Käfigs 28 zwischen dem Pedalkörper 22 und
dem Stopfen 62.
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Der
Käfig 28 ist
mit dem Pedalkörper 22 so verbunden,
dass sich der Käfig 28 mit
dem Pedalkörper 22 um
die Mittellängsachse
A der Pedalwelle 20 dreht. Speziell koppelt das Vorspannelement 30 den Käfig 28 mit
dem Pedalkörper 22,
um sich mit diesem zu drehen. Das Vorspannelement 30 ist
in der bevorzugten Ausführungsform
eine Torsionsfeder, deren erstes Ende 64 mit einer im Ende
des Pedalkörpers 22 ausgebildeten
Vertiefung oder Loch gekoppelt ist, und deren zweites Ende 65 mit
einer im Käfig 28 ausgebildeten
Vertiefung gekoppelt ist. Die Feder 30 ist derart vorgespannt,
dass der Pedalkörper 22 und
der Käfig 28 in
entgegengesetzten Richtungen vorgespannt sind. Insbesondere spannt
die Feder 30 den Pedalkörper 22 im
Gegenuhrzeigersinn vor, wie aus den 6 und 7 zu
ersehen, hingegen ist der Käfig 28 durch
die Feder 30 im Uhrzeigersinn vorgespannt. Die Drehbewegung
wird durch ein Anschlagelement 50 begrenzt, das mit dem
Pedalkörper 22 in Eingriff
ist. Demgemäß ist eine
eingeschränkte
Drehbewegung zwischen dem Pedalkörper 22 und
dem Käfig 28 vorgesehen.
Das Ausmaß der
Drehbewegung zwischen dem Pedalkörper 22 und
dem Käfig 28 wird
durch einen Einstellmechanismus 32 gesteuert.
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Bezug
nehmend auf die 2, und 6 bis 9,
beinhaltet der Einstellmechanismus 32 ein auf dem Pedalkörper 22 ausgebildetes
erstes Widerlager 66, ein auf dem Käfig 28 ausgebildetes
zweites Widerlager 67, und ein Einstellelement oder Schraube 68,
das zwischen den Widerlagern 66 und 67 angeordnet
ist. Es ist zwar dargestellt, dass die Schraube 68 mit
dem am Käfig 28 ausgebildeten
Widerlager 67 verschraubbar verbunden ist, jedoch geht
für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die Schraube 68 mit
dem Widerlager 66 verschraubbar verbunden sein kann. Vorzugsweise
beträgt,
wenn die Schraube 68 vollständig in das Widerlager 67 eingeschraubt
ist, derart dass der Kopf der Schraube auf dem Widerlager 66 seinen
Tiefstand erreicht, die relative Winkelposition zwischen den Mittelebenen
B und C des Pedalkörpers 22 bzw.
des Käfigs 28 ca.
0°. Selbstverständlich kann
die Schraube 68 länger
sein, derart, dass der Pedalkörper 22 unter
einem Winkel in entgegengesetzter Richtung relativ zum Käfig 28 angeordnet
ist. Wenn die Schraube 68 entweder entfernt wird oder herausgeschraubt
wird, so dass das vordere Ende der Schraube 68 nicht mit
dem Widerlager 66 in Eingriff ist, beträgt die relative Winkelposition
zwischen den Mittellinien B und C des Pedalkörpers 22 bzw. des
Käfigs 28 ca.
12,5°. Insbesondere kommt
das Anschlagelement 50 des Käfigs mit einem der Seitenabschnitte 44 des
Pedalkörpers 22 in Eingriff,
um eine weitere Drehbewegung zwischen diesen zu verhindern. Mit
anderen Worten kann die Winkelposition des Pedalkörpers 22 relativ
zum Käfig 28 unbegrenzt
zwischen mindestens 0° bis
mindestens 12,5° eingestellt
werden.
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Die
Stolleneingreifmechanismen 24 kommen mit dem Stollen 16 des
Fahrradschuhs 12 wahlweise in Eingriff, um die Sohle eines
Fahrradschuhs 12 an einem Pedal 10 zu befestigen.
Jeder der Stolleneingreifmechanismen 24 weist ein vorderes
Stolleneingreifelement 80 auf, das mit dem vorderen Abschnitt des
Stollens 16 in Eingriff ist, und ein hinteres Stolleneingreifelement 81,
das mit dem hinteren Abschnitt des Stollens 16 in Eingriff
kommt. Die Stolleneingreifmechanismen 24 sind in der Technik
bekannt, und werden daher hier lediglich kurz erläutert.
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Das
vordere Stolleneingreifelement 80 ist zur linken und rechten
Seite der Mittellinie des Pedals 10 symmetrisch. Das Stolleneingreifelement 80 ist
an der Eingreifbefestigungsfläche 45 starr
angebracht, und weist ein Stolleneingreifelement oder einen -abschnitt
auf, der oberhalb der Vorderseite der Eingreifbefestigungsfläche 45 U-förmig vorsteht.
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Das
hintere Stolleneingreifelement 81 ist grob gesehen in der
Form eines umgekehrten U gekrümmt,
wobei seine beiden Enden durch eine feststehende Welle 90 schwenkbar
gelagert sind (siehe 7 und 8), die
zwischen den Seitenabschnitten 50 des Pedalkörpers 22 verläuft. Ein
Paar von Rückstellfedern 91 sind
um die Außenseite
dieser feststehenden Welle 90 herumgewunden, um das hintere
Stolleneingreifelement 81 derart vorzuspannen, dass es
sich immer nach vorne dreht (in Pfeilrichtung in den 7 und 8).
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Der
Pedalkörper 22 ist
durch die Torsionsfeder 30 bezüglich des Käfigs 28 in Gegenuhrzeigersinn
vorgespannt, wie in den 4 bis 6 dargestellt,
dabei ist jedoch die Drehung im Gegenuhrzeigersinn durch den Einstellmechanismus 32 eingeschränkt, wie
zuvor beschrieben. Normalerweise ist der Einstellmechanismus 32 so
eingestellt, dass jedes Stolleneinspannelement des vorderen Stolleneingreifelementes 80 oberhalb
seiner jeweiligen Trittfläche 53 des
Käfigs 28 positioniert
ist, und jedes hintere Stolleneingreifelement 81 ist unterhalb
seiner jeweiligen Trittfläche 53 des
Käfigs 28 positioniert.
Als Ergebnis kann, wenn der Fahrradschuh 12 auf das Pedal 10 aufgesetzt
wird, der Stollen 14 mit einem der vorderen Stolleneingreifelemente 80 in
Eingriff gebracht werden, ohne dass die Schuhsohle mit dem Käfig 28 in
Konflikt kommt. Die Funktionsweise des Pedals wird nachfolgend mit
Bezug auf die 5 bis 8 beschrieben.
Bei einem Zustand, bei dem der Schuh 12 nicht am Pedal 10 befestigt
ist, wie in den 2 und 3 dargestellt,
sind die vorderen Stolleneingreifelemente 80 des Pedalkörpers 22 durch die
Torsionsfeder 30 so vorgespannt, dass sie oberhalb der
Trittflächen 53 des
Käfigs 28 positioniert sind,
hingegen sind die hinteren Stolleneingreifelemente 81 unterhalb
des Käfigs 28 positioniert.
Wenn der Fahrradschuh 12 am Pedal 10 befestigt
werden soll, wird das Vorderende der Schuhsohle zum vorderen Stolleneingreifelement 80 nach
vorne bewegt, so dass das Vorderende des Stollens 14 in
eines der Stolleneinspannelemente eingeführt wird. Bei diesem Zustand
ist, da jedes vordere Stolleneingreifelement 80 oberhalb
seiner jeweiligen Trittfläche 53 des Käfigs 28 positioniert
ist, der Käfig 28 dem
Vorderende des Stollens 14 nicht im Weg, und dieser kann ohne
Weiteres in das vordere Stolleneinspannelement eingeführt werden.
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Sobald
das Vorderende des Stollens 14 in eines der Stolleneinspannelemente 51 des
vorderen Stolleneingreifelementes 80 eingeführt wurde,
wird eine Kraft auf die Fersenseite des Schuhs 12 aufgebracht,
und der Schuh 12 wird zum Pedal 10 hin nach unten
gedrückt.
Als Ergebnis drehen sich der Käfig 28 und
der Pedalkörper 22 relativ
zueinander entgegen der Vorspannkraft der Torsionsfeder 30,
und die beiden sind zum Schluss fast parallel, wie in den 5 und 7 dargestellt.
Wenn die Ferse von diesem Zustand weiter nach unten gedrückt wird,
dreht das hintere Ende des Stollens 14 das hintere Stolleneingreifelement 81 entgegen
der Vorspannkraft der Federn 91 nach hinten (in entgegengesetzter
Pfeilrichtung in den 7 und 8), und
der Stollen 14 gleitet zwischen die zwei Stolleneingreifelemente 80 und 81.
Sobald sich der Stollen 14 gleitend zwischen die zwei Stolleneingreifelemente 80 und 81 bewegt hat,
wird das hintere Stolleneingreifelement 81 durch die Feder 91 zurück in seine
ursprüngliche
Position vorgespannt, in der eine Zunge des Stolleneingreifelementes 81 gegen
einen Drehanschlag des Stolleneingreifelemente 80 stößt. Demzufolge
ist der Stollen 14 zwischen den beiden Stolleneingreifelementen 80 und 81 in
Eingriff.
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Wenn
der Stollen 14 in den zwei Stolleneingreifelementen 80 und 81 in
Eingriff ist, ist der Käfig 28 durch
die Feder 30 bezüglich
des Pedalkörpers 22 nach
vorne vorgespannt, und die Schuhsohle kommt in Kontakt mit den Seitenabschnitten 54 und 55 des Käfigs 28 sowie
mit dem einen der Endabschnitte 56 und 57 des
Käfigs 28.
Demzufolge ist die Schuhsohle stabilisiert. Insbesondere setzt der
Schuh 12 durch die Seitenabschnitte 54 und 55 des
Käfigs 28 einem Lehnen
nach links oder nach rechts einen Widerstand entgegen, und die Antrittskraft
wird in effizienter Weise auf das Pedal 10 übertragen.
Somit bietet der Käfig 28 eine
relativ breite Trittfläche 53 um
den Pedalkörper 22 herum,
um den Fuß des
Fahrers abzustützen.
Da sich der Käfig 28 und
der Pedalkörper 22 relativ
zueinander drehen, können
die vorderen Stolleneingreifelemente 80 immer oberhalb
der Trittfläche 53 des
Käfigs 28 positioniert
sein, um ein unschwieriges In-Eingriff-Kommen des Stollens 14 mit einem
der Stolleneingreifmechanismen 24 zu ermöglichen.
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Wenn
der Schuh 12 auf dem Pedal 10 in einem Zustand
platziert wird, bei dem der Stollen 14 nicht mit einem
der Stolleneingreifmechanismen 24 in Eingriff ist, dann
dreht sich der Pedalkörper 22,
und die Stolleneingreifmechanismen 24 ziehen sich in die in 6 dargestellte
Position zurück.
Als Ergebnis trifft die Schuhsohle auf die breite Trittfläche 53 auf, und
der Fuß ist
in der Lage, das Pedal 10 in einer stabilen Stellung zu
bewegen, ohne nach links und rechts zu wackeln, so dass sowohl die
Funktion eines bügellosen
Pedals als auch die Funktion eines doppelseitigen Pedals mit einem
einzigen Pedal realisiert werden kann. Demgemäß kann die Antrittskraft in
effizienter Weise auf das Pedal 10 sogar in einem Zustand übertragen
werden, bei dem der Stollen während
häufigem
Kurvenfahren nicht in Eingriff ist, oder in einem Zustand, bei dem
aufgrund eines Zusetzens mit Schlamm während eines Rennens ein Stolleneingriff
unmöglich
ist. Auch erfolgt, wenn der Schuh vom Pedal 10 gelöst werden
soll, wenn man den Fersenabschnitt des Schuhs 12 geringfügig nach
außen dreht,
ein Drehen des hinteren Stolleneingreifelementes nach hinten entgegen
der Vorspannkraft der Feder 91, und der Eingriff des hinteren
Endes des Stollens 14 wird sofort freigegeben.
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Ein
rechtes Fahrradpedal gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist in den 10 bis 12 dargestellt.
Das Fahrradpedal 110 ist im Wesentlichen identisch zum
Fahrradpedal 10 der ersten Ausführungsform, abgesehen davon,
dass geringfügige Änderungen
an der Form des Pedalkörpers 122 des
Stolleneingreifmechanismus 124 und des Käfigs 128 vorgenommen
wurden. In Anbetracht der Ähnlichkeiten
zwischen dem Fahrradpedal 110 der zweiten Ausführungsform
und dem Fahrradpedal 10 der ersten Ausführungsform wird diese zweite Ausführungsform
hier nicht detailliert erläutert
oder dargestellt. Vielmehr werden lediglich solche Merkmale, die
sich signifikant von der ersten Ausführungsform unterscheiden, hier
beschrieben.
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Zwar
wurden im Vorhergehenden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben, jedoch können
weitere Modifikationen angewandt werden, ohne vom Schutzumfang der
Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden Ansprüchen definiert
ist. Beispielsweise ist die Form der Stolleneingreifelemente nicht
auf die der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt, und
die Erfindung kann auch auf Stollen anderer Konfigurationen angewandt
werden. Die Konfiguration und Position der Vorspanneinrichtung zum
Vorspannen des Trittkäfigs
und die Kopplung kann viele unterschiedliche Formen annehmen. In ähnlicher
Weise sind die Struktur und Position des Verstrebungselementes nicht
auf die der zuvor beschriebenen Ausführungsform eingeschränkt. Die
Erfindung kann auch auf einen Schuh angewandt werden, bei dem der
Stollen von der Schuhsohle heraussteht, wie im Fall eines Schuhs
für ein
Straßenrennfahrrad.
Da die Sohle eines derartigen Schuhs für gewöhnlich aus einem relativ harten
Kunstharz besteht, ist der Effekt der Erfindung zur Verhinderung
einer Lockerheit im Vergleich zu einem Mountainbike-Schuh sogar
noch besser.
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Bei
dieser Ausführungsform
beinhaltet der Einstellmechanismus 132 ein am Pedalkörper 122 ausgebildetes
erstes Widerlager 166, ein am Käfig 128 ausgebildetes
zweites Widerlager 167, und ein Einstellelement oder eine
-schraube 168, die zwischen den Widerlagern 166 und 167 angeordnet
ist. Vorzugsweise beträgt,
wenn die Schraube 168 vollständig in das Widerlager 166 eingeschraubt
ist, derart, dass das Anschlagelement 150 mit dem Pedalkörper 122 in
Eingriff kommt, die relative Winkelposition zwischen den Mittelebenen
B und C des Pedalkörpers 122 bzw.
des Käfigs 128 ca.
12,5°. Wenn
die Schraube 168 entweder entfernt wird oder herausgeschraubt
wird, so dass das vordere Ende der Schraube 168 nicht mit
dem Widerlager 166 in Eingriff ist, beträgt die relative
Winkelposition zwischen den Mittellinien B und C des Pedalkörpers 122 bzw.
des Käfigs 128 ca.
0°. Insbesondere
kommen die Widerlager 166 und 167 miteinander
in Eingriff, um eine weitere Drehbewegung zwischen diesen zu verhindern. Mit
anderen Worten kann die Winkelposition des Pedalkörpers 122 relativ
zum Käfig 128 unbegrenzt
zwischen mindestens 0° bis
mindestens 12,5° eingestellt werden.
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Ein
(nicht dargestelltes) Vorspannelement, wie beispielsweise eine Torsionsfeder,
ist zwischen dem Pedalkörper 122 und
dem Käfig 128 gekoppelt. Insbesondere
ist die Feder derart vorgespannt, dass der Pedalkörper 122 und
der Käfig 128 in
entgegengesetzte Richtungen vorgespannt sind. Insbesondere spannt
die Feder den Pe dalkörper 122 im
Gegenuhrzeigersinn vor, wie aus den 11 und 12 zu ersehen,
hingegen ist der Käfig 128 durch
die Feder im Uhrzeigersinn vorgespannt. Die Drehbewegung wird durch
ein Anschlagelement 150 begrenzt, das mit dem Pedalkörper 122 in
Eingriff ist. Demgemäß ist eine
eingeschränkte
Drehbewegung zwischen dem Pedalkörper 122 und
dem Käfig 128 vorgesehen.
Das Ausmaß der
Drehbewegung zwischen dem Pedalkörper 122 und
dem Käfig 128 wird
durch einen Einstellmechanismus 132 gesteuert.
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Somit
versteht sich der Schutzumfang der Erfindung als nicht durch die
hier offenbarten speziellen Strukturen beschränkt, sondern durch die folgenden
Ansprüche.
Selbstverständlich
versteht es sich, dass, auch wenn in den Ansprüchen Bezugszeichen verwendet
werden, um eine Bezugnahme auf die Figuren zu erleichtern, die Erfindung
nicht auf die Konstruktionen in den anliegenden Figuren eingeschränkt ist.
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Zusammengefasst
gesagt, wird ein Fahrradpedal 10 bereitgestellt, das einen
Pedalkörper 22 und einen
Käfig 28 aufweist,
die drehbar auf einer Pedalwelle 20 gelagert sind, um den
Fuß 12 eines
Fahrers abzustützen.
Die Pedalwelle 20 ist an einer Kurbel 16 eines
Fahrrades in herkömmlicher
Weise befestigt. Vorzugsweise ist der Pedalkörper 22 ein Step-in-Pedal
mit einem Stolleneingreifmechanismus 24, der mit jeder
Seite verbunden ist, um einen Stollen 14 eines Fahrradschuhs
in diesem lösbar
zurückzuhalten. Der
Käfig 28 umgibt
den Pedalkörper 22 und
ist mit dem Pedalkörper 22 über ein
Vorspannelement 30 verbunden. Das Vorspannelement 30 ermöglicht eine eingeschränkte Winkeldrehung
zwischen dem Pedalkörper 22 und
dem Käfig 28,
derart, dass sich der Pedalkörper 22 und
der Käfig 28 normalerweise
gemeinsam um die Pedalwelle 20 drehen. Ein Einstellmechanismus 32 ist
zwischen dem Pedalkörper 22 und
dem Käfig 28 verbunden,
um die Winkelposition des Käfigs
relativ zum Pedalkörper
zu ändern.