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Fahrrad-Tretkurbelantrieb Die Erfindung behandelt einen Fahrrad-Tretkurbelantriel>,
durch den bezweckt wird, ein größeres Tretkraftinoment ohne Vergrößerung der Höhen-
und Tiefenlage der Pedale gegenüber dem bisherigen .\ntrieli und bei wesentlicher
Verringerung des sog. Leerlaufverlustes zu erzielen. Zu diesem Zwecke ist gemäß
der Erfindung je eine gerade Stange oder Schiene an einem Punkt der Tretkurbeln
üblicher Länge angelenkt, wobei das eine Ende jeder Stange als Trethebelverlängerung
das Pedal trägt und den Anlenkpunkt um eine Länge überragt, die größer ist als die
Kurbellänge vom genannten Anlenkpunkt ab bis zum Ende der üblichen Tretkurbel, und
daß das andere Ende jeder Stange schwing- und verschiebbar an der Hintergabel des
Fahrrades geführt ist. Die Trethebelverlängerung gegenüber den üblichen K.urbeln
ergibt eine Vergrößerung des Tretkraftmoments. Gleichzeitig wird dadurch den Pedalen
statt einer kreisförmigen eine elliptische Bewegungsbahn erteilt, die immer vor
der Tretachse verbleibt und so verläuft, daß die Höhen- und Tiefenlage der Pedale
innerhalb der bei dem üblichen Tretkurbelantrieb gegebenen Grenzen bleibt. Für den
Fahrer entsteht also trotz verstärkter Tretkraft keinerlei Unbequemlichkeit oderMehranstrengung.
DieBeinbewegung ist im Gegenteil, da sie keine kreisförmige, sondern im wesentlichen
eine weiter nach vorn gerichtete ist, eine wesentlich bequemere. Ein Fahrrad mit
dem neuen Antrieb ist deshalb auch für Beinbeschädigte und Einbeinige besonders
geeignet.
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Mit dem Erfindungsgegenstand lassen sich auch vorhandene Fahrräder
mit üblichem Tretkurbel-und
Kettenradantrieb leicht und- ohne hohe
Kosten ausstatten. Es bedarf dazu lediglich zweier Stangen oder Schienen, die gelenkig
mit den Kurbeln verbunden werden, und je eines an der unteren Hintergabel befestigten
Führungslagers für jede Stange, das sowohl eine Schwingung als auch Verschiebung
der Stangen zuläßt, z. B. Kugel- oder Rollenlager. Das hintere Ende jeder Stange
liegt bei Kettenantrieb völlig frei. Die Pedale werden von den Tretkurbeln abgenommen
und an den Vorderenden der Stangen befestigt. Gegebenenfalls kann man dann noch
die überflüssig gewordenen äußeren Kurbelenden abschneiden, notwendig ist dies jedoch
nicht. Bei Neuausführungen gemäß der Erfindung wird man die Länge der Kurbeln von
vornherein auf eine Länge bis zum Anlenkpunkt der Stangen beschränken.
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Die Erfindung ist auch anwendbar für Fahrräder mit Zahnradantrieb
des Hinterrades. hm diesem Falle dient das hintere Ende einer Stange.. zur Drehung
eines Vorgelegezahnrades, das das auf der Hinterradachse angeordnete Zahnrad antreibt.
Zur Übertragung der vollen Tretkraft sowie zum Ausgleich der Drehmomente kann das
Vorgelegerad gleichzeitig von den beiden Stangenenden angetrieben werden.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. i ein Ausführungsbeispiel in Verbindung
mit Kettenantrieb des Hinterrades und in Fig. 2 ein solches für Zahnradantrieb,
,Fig.3 stellt als Beispiel die Bewegungskurven der Stangenenden für eine Anordnung
nach Fig. i dar. In Fig. i bezeichnen a die Tretkurbelwelle, b die Hinterradachse,
c die Kurbelarme, d die Pedale. Mit jedem Kurbelarm c ist eine gerade Schiene oder
Stange (zweckmäßig rundstabförmig) e, e1 gelenkig verbunden, und zwar an einem Punkt
f, der den Kurbelarm so unterteilt, daß seine Länge vom Anlenkpunkt. bis zum Kurbelende
kürzer ist als diejenige vom gleichen Punkt bis zur Tretkurbelwelle (siehe den eingezeichneten
Kurbelkreis v). Das über den Anlenkpunkt hinausragende, mit Pedal d versehene Ende
e1 der Stange ist länger als das Kurbelende vom gleichen Punkt bis zum normalen
Kurbelende (Kurbelkreis v). Das Längenverhältnis des Stangenendes e1 zur Kurbel
wird vorteilhaft so gewählt, daß die Länge des ersteren zusammen mit derjenigen
des Kurbelarmes c vom Anlenkpunkt f bis zur Tretkurbelwelle etwa 50°/0 mehr als
die ganze bisherige Kurbellänge beträgt. Das hintere Stangenende ist in je einem
am Fahrradgestell befestigten Führungslager g geführt, in welchem die Stange schwingen
und sich verschieben kann.
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Statt der üblichen Kurbeln dienen also die beiden vorderen Stangenenden
e1 zusammen mit den kürzeren Kurbelarmen c als Trethebel. Da sie eine wesentliche
Verlängerung des Hebelarmes gegenüber demjenigen der üblichen Tretkurbeln darstellen,
ist durch sie auch das Tretkraftmoment und dementsprechend die Leistung des Kurbelantriehs
wesentlich erhöht. Eine körperliche Mehrbeanspruchung des Fahrers findet jedoch
nicht statt, da bei der Bewegung der Trethebel die beim üblichen Kurbelantrieb eintretende
Höhen- und Tiefenlage der Pedale nicht überschritten wird. Da ferner die vorderen
Enden. der Stangen eine ellipsenförmige Bewegungsbahn x beschreiben, wie in Fig.
i durch sechs Stellungen der Stangen angedeutet, wobei der in der Horizontalen liegende
hintere Totpunkt ebenfalls nach vorn vor die Tretkurbelwelle zu liegen kommt, ist
die Tretbewegung auch eine bequemere. Gleichzeitig fällt dadurch der bei dem üblichen
Kurbelantrieb durch die hinter der Tretkurbelwelle verlaufende Bewegungsstrecke
der Pedale entstehende Verlust an Tretkraft, der im wesentlichen oder gänzlich Leerlauf
bedeutet, vollständig oder bis auf ein praktisch unbedeutendes Minimum fort. Angenommen
z. B., daß der normale Kurbelradius 18 cm beträgt und die Stangen bei 12 cm Kurbellänge
angelenkt sind und den Anlenkpunkt um 15 cm überragen, die Trethebellänge also auf
27 cm vergrößert ist, so beträgt infolge der elliptischen Bewegungsbahn der Pedale
der Leerlauf jedes .Kurbelarmes im Maximum nur 6 cm statt vorher 18 cm.
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Die vorstehend beschriebenen Verhältnisse sind in Fig. 3 verdeutlicht.
Die entsprechenden gleichen Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie
in Fig. i. Der normale Kurbelkreis und der von den Gelenkpunkten f der Stangen beschriebene
Kreis sind mit v bzw. w bezeichnet. Es sind acht Stellungen der Stangen
bei einmaliger Umdrehung der Tretkurbelwelle a gezeigt. Die durch die Punkte i bis
8 markierten Pedalstellungen liegen auf einer elliptischen Bewegungsbahn x, deren
hinterer Totpunkt 7 vor die Welle a zu liegen kommt. Die hinteren Stangenenden bewegen
sich in einer durch ihre gleichzeitige Schwing- und Schubbewegung bedingten Kurvenbahn
y. Der obere und untere Totpunkt i bzw. 5 haben, wie durch die Linien z angedeutet,
annähernd den gleichen Abstand von der Welle wie der normale Tretkurbelkreis v.
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Bei Neuanfertigung von Rädern mit dem erfindungsgemäßen Antrieb bleiben
die überflüssigen Kurbelenden fort, d. h. die Kurbeln enden an den Anlenkpunkten
f. Bei Ausstattung vorhandener, mit Kettenantrieb versehener Räder ist, wie aus
Fig. i leicht festzustellen, lediglich je eine Stange an einem entsprechenden Punkt
der beiden Kurbeln gelenkig zu befestigen und die untere Hintergabel mit je einem
Führungslager für jede Stange zu versehen. Die Pedale werden von den Kurbeln abgenommen
und an den Enden der Stangenteile e1 befestigt. Im übrigen ist keinerlei Änderung#am
Rad, insbesondere nicht am Kettenradgetriebe, erforderlich.
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Die Erfindung ist auch bei Fahrrädern mit Zahnradantrieb des Hinterrades
anwendbar, wie Fig.2 in der Deutlichkeit halber etwas übertriebenen Maßverhältnissen
zeigt. Die Ausführung ist in der Hauptsache dieselbe wie bei Kettenantrieb. .Die
hinteren Stangenenden liegen jedoch nicht frei, sondern greifen an einem Vorgelegerad
h an, durch welches das auf der Hinterradachse b angeordnete
Zahnrad
i angetrieben wird. Die hinteren Enden der beiden Stangen e sind beispielsweise
mit je einem auf der Achse des Vorgelegerades h befestigten Hebel k verbunden, so
daß die Stangenenden auf ihrer Bewegungsbahn das Rad h drehen. Das Führungslager
g am Fahrradrahmen liegt in der Mitte zwischen der Tretkurbelwelle a und der Achse
des Vorgelegerades h. Infolgedessen führen die mit den Hebeln k verbundenen hinteren
Enden der Stangen e ebenso wie deren Anlenkpunkte an den Kurbeln c eine Kreisbewegung
aus, und zwar an beiden Stellen in entgegengesetzter Drehrichtung, wie die in Fig.
2 eingezeichneten Pfeile zeigen. Dadurch tritt eine den Wirkungsgrad des Systems
wesentlich erhöhende Verkürzung der wirksamen hinteren Stangenteile ein. Gegebenenfalls
können die Stangen e und die Hebel k mit gewissem Spiel miteinander
verbunden sein.
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Werden die Zahnräder außerhalb des Fahrradrahmens angebracht, so können
die hinteren Stangenenden auch unmittelbar das Vorgelegerad drehen. Unter Umständen
kann auch die Übertragung durch nur eine Stange genügen, wobei das hintere Ende
der zweiten Stange entweder frei geführt oder gelenkig mit der Hinterachse verbunden
ist.