DE8610752U1

DE8610752U1 - Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad

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Publication number: DE8610752U1
Application number: DE19868610752
Authority: DE
Original assignee: LOEHR EDGAR 5164 NOERVENICH DE
Current assignee: LOEHR EDGAR 5164 NOERVENICH DE
Priority date: 1986-04-19
Filing date: 1986-04-19
Publication date: 1986-06-19

Description

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Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad, von der Art, wie sie aus der DE-OS 32 16 069 bekannt ist.

Diese bekannte Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad ist an sich funktionsfähig, weist aber Nachteile auf. Ein Nachteil liegt darin, daß die Kurvenuähfi und damit der Feuälweg ein unangenehmes ufigieicnmäßigkeitsempfinden auslöst. Außerdem ist die Nockenform ungünstig, weil sie in einer für die Pedalkraft ungünstigen Winkellage steil ansteigt.

Der Neuerung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad zu schaffen, welche bei ihrer Benutzung vom Radfahrer nicht als unangenehm empfunden wird und den steilen Kurvenanstieg in ungünstiger Winkellage vermeidet.

Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kurvenbahn auf ihrem gesamten Umfang kreisförmig mit einer Führungsnut für die Führungsrolle ausgebildet und in horizontaler Richtung exzentrisch zum Tretlager verschoben angeordnet ist. Ein solcher, entlang einer Kreisbahn verstellbarer Antrieb für ein Fahrrad hat den Vorteil, daß die Muskelkraft des Radfahrers jeweils optimal ausgenutzt werden kann ohne daß der diese Optimierung seiner Leistungsfähigkeit als unangenehm empfindet, da seine Füße in gewohnter Weise entlang einer Kreisbahn bewegt werden.

Eine Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, daß die Kurvenbahnen beider Tretkurbeln konzentrisch und in gegenseitigem Abstand parallel zueinander in einem Kurvengestell angeordnet sind, welches quer zur Welle des Tretlagers und mindestens horizontal verschiebbar und feststellbar und am Rahmen des Fahrrads in einer dafür vorgesehen Führung geführt und abgestützt ist. Mit dieser Weiterbildung der Antriebsvorrichtung wird deren Verstellbarkeit erreicht, wodurch sie auf einfache Art und Weise an die jeweiligen Leistungserfordernisse angepaßt werden kann. Diese Verstellbarkeit schließt auch die Möglichkeit eines Null-Hubs

der Tretkurbeln ein, wie sie einem ganz normalen alltäglichen Fahrrad Entspricht. Die Abstützung des Kurvengestells auf der Welle des Tretlagers und damit einhergehend eine z.B. verschiebbare Abstützung innerhalb einer Gleitführung am Rahmen, gewährleisten eine sichere und einfache Verstellbarkeit, welche sogar die Möglichkeit einer stufenlosen Verstellbarkeit beinhaltet.

In der: msistsn Fäüsn reicht es 'edoch 3us- di? Versteljbarkeit über a

ein Schaltgestänge herbeizuführen, welches mit seinem unteren Ende |

am Kurvengestell angreift und mit einem Nocken, der an dem Schaltgestänge weiterhin vorgesehen ist, in eine Raste einer Schaltkulisse eingreifen kann, die am Rahmen des Fahrrads vorgesehen sein kann. Eine derartige Ausbildung der Schaltung hat eine große Ähnlichkeit mit der Schaltung des Getriebes eines Kraftfahrzeugs mit dem Unter- ^!

schied, daß alle möglichen Schaltstellungen auf einer einzigen geraden Linie erreicht werden. Für die Möglichkeit einer stufenlosen Verstellbar- |

keit ist anstelle eines Nockens ein Klemmglied vorzusehen, welches ^

innerhalb der Gleitführung oder der Schaltkulisse in jeder beliebigen Stellung festgelegt werden kann.

Zur Anpassung an die individuellen Bedürfnisse des Radfahrers ist vorgesehen, daß die Gleitführung unter einem Winkel um die Horizontallage verschwenk- und feststellbar ist. Dieser Winkel kann sowohl von der Horizontalen aus nach oben als auch nach unten vorgesehen sein. Durch die dementsprechende Einstellung der Lage der Kurvenbahn für die Führungsrolle wird dem Radfahrer die Möglichkeit gegeben, die Muskelkraft seiner Beine entsprechend der von ihm gewählten Haltung auf dem Fahrrad einzustellen. Dementsprechend wird er beispielsweise im Sitzen die Kurvenbahn bevorzugt unter einem Winkel nach oben schwenken, ebenso wie er sie unter einem Winkel nach unten schwenken wird, wenn er stehend auf dem Fahrrad fahren möchte. Dabei ist die Möglichkeit der Verschwenkung des Kurvengestells um einen Winkel von der Einstellungsmöglichkeit einer Exzentrizität gegenüber der Welle des Tretlagers genau zu unterscheiden. Erstere dient der Anpassung an die individuelle Haltung des Fahrers auf dem Fahrrad, letztere der

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Anpassung der Muskelkraft an den jeweiligen Leistungsbedarf. Gemäß der Neuerung ist vorgesehen, daß beide Verstellmöglichkeiten sowohl gleichzeitig als auch nacheinander betätigt werden können.

Wenngleich eine steife Abstützung des Kurvengestells für die Festlegung der einmal gewählten Einstellung erforderlich ist, wofür sich am besten ein Schaltgestänge eignet das die erforderliche Steifigkeit aufweist, um das Kurvengestell in seiner Lage zu fixieren, so kann nach einem weiteren Merkmal der Neuerung vorgesehen sein, daß das Schaltgestänge oder eine damit verbundene Betätigung bis zum oberen Teil des Rahmens des Fahrrads oder darüber hinaus verlängert sind. Nachfolgend wird die Neuerung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

E(S zeigen teilweise schematisch und in verkleinertem Maßstab die
jj Figur 1 eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung

mit der Tretkurbel in ihrer größten Länge

f Figur 2 die gleiche Seitenansicht mit der Tretkurbel

in ihrer kleinsten Länge,

Figur 3 «in Bewegungsschema des Antriebs mit der Tretkurbel in unterschiedlichen Stellungen

Figur 4 eine Vorderansicht des Antriebs und
Figur 5 den hinteren Antriebsteil eines Fahrrads.

Ein Fahrrad weist die beiden abwärts geneigten Rahmenrohre 1 und

2 auif, die· in einer Hülse 3 zusammenlaufen, worin sich das Tretiager befindet. Innerhalb der Hülse 3 in dem Tretlager (nicht gezeigt) ist die WeIJe k drehbar gelagert. Unmittelbar außerhalb der Hülse 3, von vorne gesehen rachts, ist der Zahnkranz 5 oder ein anderes Antriebsorgari, beispielsweise Kegelrad (nicht gezeigt) mit der Welle drehfest verbunden. Auf jedem der äußeren Enden der Welle k ist eine Buchse

3 mit einer Schraube 6 drehfest befestigt, wobei die Buchse 5 eine rückwärtige Verlängerung 7 aufweist, welche sich radial von der Tret-

lagerachse 8 aus erstreckt* Die Buchsen 7 der beiden Enden der Welle 4 sind außerdem um 180 zueinander versetzt auf der Welle k befestigt.

In jeder der Buchsen 7 ist eine Stange 9 längsverschiebbar und verdrehungssicher geführt, die an ihrem äußeren Ende 10 ein übliches, seitlich nach außen abstehendes, drehbar gelagertes Pedal 11 aufweist.

In ihrem äußeren, d.h. nicht innerhalb der Buchse 5 oder Verlängerung 7 geführten Teil weist jede der Stangen 9 einen Zapfen 12 auf, an dessen Ende jeweils eine Rolle 13 drehbar gelagert ist. Die Achse 14 des Zapfens 12 ist parallel zur Drehachse 15 der Pedale 11 vorgesehen. Von der Stange 9 aus erstreckt sich der Zapfen 12 zur Innenseite des Fahrrads hin und somit entgegengesetzt wie das Pedal 11.

Die Führungsrolle 13 ist in einer Führungsnut 16 geführt, welche aus einer kreisförmigen Kurvenbahn 17 und einer dieser Kurvenbahn konzentrisch gegenüberliegenden Gegenkurve 18 gebildet wird wobei zwischen diesen Kurven die Führungsrolle 13 angeordnet ist. 3eder Tretkurbel 9 ist eine eigene Führungsnut 16 zugeordnet, worin jeweils eine Führungsrolle 13 auf einem Kreisbogen geführt wird. Die Kurvenbahn

17 und die Gegenkurve 18 sind zueinander konzentrisch und beide Führungsnuten 16 zueinander parallel innerhalb eines Kurvengestells 15 vorgesehen, welches in der Fig. k durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Das Kurvengestell 19 besteht aus einer Mehrzahl von Querstreben 20, die auf dem Umfang des Kurvengestells verteilt vorgesehen sind und vorzugsweise an der Gegenkurve 18 angebracht sind. Die Führungskurve 17 wird von einer Nabe 21 getragen, deren Mitte jeweils von einer Langlochhülse 22 bzw. 23 gebildet ist, welche auf der Welle 4 schwenkbar und quer zur Welle verschiebbar befestigt ist. Im vorliegenden Beispiel ist zur Befestigung der Hülsen 22 bzw. 23 jeweils eine Mutter 2h vorgesehen, welche auf einen Gewindeteil 26 der Welle k aufgeschraubt ist. Infolge des Kettenrades 5 hat die Buchse 23 gegenüber der Buchse 22 eine kürzere axiale Länge. Zur Ausbildung der Führungsnut 16 verbindet die Nabe 21 die Führungskurve 17 und die Gegenkurve

18 an deren innenseitigem Rand miteinander, wodurch mit Hilfe der Querstreben 20 ein verwindungssteifes und festes Kurvengehäuse 19 gebildet wird.

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Wie aus der Figur 5 erkennbar, greift das Kurbelgehäuse 19 in eine Längsführung 27 ein, welche am Rahmenrohr 1 befestigt ist. Der Eingriff in die Längsführung 27 kann beispielsweise mit Hilfe einer der Querstreben 20 bei entsprechender Formgebung derselben vorgenommen werden.

An einer anderen Stelle des Kurbelgehäuses 19 ist ein Schaltgestänge 28 mit seinem unteren Ende 29 angelenkt, wobei das Schaltgestänge 28 gleichzeitig einen Nocken 30 aufweist, der in eine Raste 31 einer Schaltkulisse 32 am Rahmenrohr ι einrastet. Der obere Teil des Schaltgestänges 28 kann einen Schaltknüppel 33 aufweisen. Das Ende 33 kann aber auch am Rahmen des Fahrrads weiter nach oben geführt sein und in der Nähe des Lenkers enden.

Bei Betätigung des Schaltknopfes 33 für das Schaltgestänge 28 wird das Kurvengestell 19 innerhalb der Gleitführung 27 nach vorne oder hinten bewegt, wodurch die Mittenachse (nicht gezeigt) der Kurven 17 und 18 eine zur Drehachse 8 des Tretlagers des Fahrrads exzentrische Lage einnimmt. Es besteht die Möglichkeit einer Verstellung zwischen Null und einem Maximalwert. In der Null-Stellung fällt die (nicht gezeigte) Mittenachse der Führungskurve 16 mit der Drehachse 8 des Tretlagers zusammen. Bei dieser Einstellung haben die Tretkurbeln 9 in jeder möglichen Winkelstellung die gleiche Länge.

Bei der Verschiebung des Kurbelgehäuses 19 innerhalb der Gleitführung 27 nimmt die (nicht gezeigte) Mittenachse der Führungskurve 16 zur Drehachse 8 des Tretlagers eine exzentrische Stellung ein. Entsprechend einer solchen exzentrischen Lage der beiden Achsen werden die Tretkurbeln durch die Führung der Führungsrollen innerhalb der Führungsnuten 16 veranlaßt, ihre axiale Länge zu vergrößern oder zu verkürzen. Einer Vergrößerung der axialen Länge d..·· Tretkurbeln 9 entspricht die Darstellung der Figur 1; einer Verk/"üerung der axialen Länge der Tretkurbeln 9 entspricht die Darstellung der Figur 2. Aus beiden Darstellungen wird deutlich, daß die jeweils größte und kleinste Länge der Tretkurbeln 9 nicht in der Waagerechten 34 sondern unter einem

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Winkel 35 dazu erreicht werden. Der Winkel 35 entspricht der Möglichkeit einer Neigung der Gleitführung 27, die in Figur 5 in ihrer Horizontallage angedeutet ist.

Entsprechend dem Bewegungsschema der Figur 3 läuft die Führungsrolle 13 auf der Führungsbahn 17 ab, welche eine Kreisbahn ist. Die Mittenachse 36 der Führungskurve 17 ist zur Drehachse 8 der Tretlagerwelle 4 um das exzentrische Maß 37 verstellt. In der Stellung I des Pedals 11 hat die Tretkurbel ihre größte Länge und die Stange 9 ist aus ihrer Führungshülse 7 um das Maß "a" am weitesten herausgetreten. Das Pedal 11 bewegt sich auf einem Kreisbogen in Richtung des Pfeils 38 und nimmt bei II eine Lage der mittleren Länge ein. Hierbei ist die Stange 9 aus der Hülse 7 um das Maß "b" herausgetreten. Die Kurbelstellungen III und IV entsprechen Lagen des Pedals 11 in denen die Tretkurbel ihre kürzeste Länge hat. Die Stange 9 ist jeweils nur um das Maß "c" bzw. "d" aus der Hülse 7 herausgetreten.

Die wirksame Länge erreicht die Tretkurbel jeweils in Stellungen, entsprechend der Lage des Pedals 11 zwischen der Position II und einer dieser Position II um 180 gegenüberliegenden Position V. Dabei hat ^!

die Tretkurbel durch die am weitesten aus der Hülse 7 herausgetretene Stange 9 jeweils ihren größten Hebelarm. Bei der Bewegung des Pedals 11 von der Stellung II in die Stellung V entlang der Kreisrichtung 38 hat die Tretkurbel ihre kürzeste Länge und diese Bewegungsphase wird als Rückhub bezeichnet. Sie dient im wesentlichen nur dazu, das Pedal in die für den Krafthub zwischen den Stellungen V bis II geeignete Lage auf der Kreisbahn 38 zurückzuführen.

Anstelle des bespielsweise gezeigten Kettentriebs 39, kann ebenso der Antrieb über Kegelräder urid Welle auf das Hinterrad 40 vorgesehen sein.

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Claims

Schutzansprüche

1. Antriebsvorrichtung für ein Fahrrad mit einer im Rahmen des Fahrrades im Tretlager drehbar gelagerten Welle, einem mit der Weile drehtest verbundenen Zahnkranz, sowie zwei radial von der Welle wegweisenden, um 180° gegeneinander versetzten Tretkurbeln, von denen jede eine jeweils mit einem Ende der Welle drehfest verbundene Hülse aufweist, in welcher eine Stange verdrehungssicher längsbeweglich geführt ist, an deren äußerem freien Ende ein Pedal drehbar gelagert ist und welche eine seitlich aus der Stange herausragende Führungsrolle aufweist, die auf einer umdrehbaren Kurvenbahn abläuft, welche im Bereich der vorderen Hälfte ihres Urniangs kreisbogenförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (17) auf ihrem gesamten Umfang kreisförmig mit einer Führungsnut (16) für die Führungsrolle (13) ausgebildet und in horizontaler Richtung exzentrisch zum Tretlager verschoben angeordnet ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn (17) beider Tretkurbeln (9) konzentrisch und in gegenseitigem Abstand parallel zueinander in einem Kurvengestell (19) angeordnet sind, welches quer zur Welle (4) und mindestens horizontal verschiebbar und feststellbar und am Rahmen (1) in einer Führung (27) geführt und abgestützt ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das Kurvengestell (19) ein Schaltgestänge (28) mit seinem unteren Ende (29)angelenkt ist und mit einem Nocken (30) in eine Raste (31) einer Schaltkulisse (32) eingreift, die am Rahmen (1) vorgesehen ist.

k. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ™ dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (27) unter einem Winkel

(35Jl um die Horizontallage (34) verschwenk- und feststellbar ist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgestänge (28) mindestens bis zum oberen Teil des Rahmens (1) verlängert ist und in einem Schaltknopf (33) endet.