DE9319618U1

DE9319618U1 - Vorrichtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung

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Publication number: DE9319618U1
Application number: DE9319618U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2003-12-15

Description

Vorrichtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung der wirksamen Länge der Tretkurbelarme von Tretkurbeln für Fahrräder und ist anwendbar insbesondere bei der Herstellung der Tretkurbel-Pedale-Antriebssysteme bzw. der Nachrüstung derartiger bereits vorhandener Antriebe. Bevorzugtes Einsatzgebiet sind Rennfahrräder und andere Wettkampfräder.

Das Prinzip der Längenverstellung von Tretkurbelarmen ist bekannt und dient entweder dem Ersatz einer Gangschaltung oder zusätzlich zu der Schaltung des Fahrradgetriebes als weiterer Einstellmoglichkeit der Antriebskraftübertragung.

So beschreibt die EP 0031627 Bl eine Tretkurbel für Fahrräder mit einer in Form einer Kurbelwelle ausgebildeten Pedalachse, deren erster Kurbelzapfen in Lagerungen der Pedale und deren zweiter Kurbelzapfen in einer Lagerung im Tretkurbelarm drehbar ist und der erste Kurbelzapfen mit einer Freilauf nabe zusammenwirkt, die beim Vorwärtstreten Freilaufstelllung einnimmt und beim Rückwärtstreten den

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ersten Kurbelzapfen drehfest mit der Pedale verbindet. Auf den im Tretkurbelarm drehbar gelagerten Kurbelzapfen wirkt ein Drehwiderstand ein, wodurch der Kurbelzapfen in acht verschiedene, vorgegebene Winkellagen gegenüber dem Tretkurbelarm einstellbar ist.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß zu ihrer Realisierung weder eine herkömmliche Tretkurbel noch herkömmliche Pedalen eingesetzt werden können. Vielmehr sind Spezialanfertigungen erforderlich, welche bezüglich des Tretkurbelarmes den Einbau einer Gleitlagerung und eines Kurbelzapfens sowie innerhalb des Tretkurbelarmes eines Drehwiderstandes erfordern.
Diese Maßnahmen sind sehr arbeitsaufwendig, wirken sich negativ auf Standardisierungsprozesse aus und gestatten nicht die Nachrüstung herkömmlicher Tretkurbeln.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung zu schaffen, welche einfach und preiswert herstellbar ist, keine konstruktutiven Veränderungen an herkömmlichen, standardisierten Tretkurbeln und Pedalen erfordert und sowohl beim Neubau als auch bei der Nachrüstung von Fahrradantriebssystemen einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch den Einsatz eines seperaten Stellgliedes zwischen Tretkurbelarm und Pedale anstelle der herkömmlichen Pedalachse keinerlei Veränderungen an Tretkurbelarm oder Pedale vorgenommen werden müssen und somit die

handelsüblichen, standardisiert hergestellten Tretkurbeln und Pedalen eingesetzt werden können.

Der Hersteller ist damit in der Lage, seine Kurbellängen beispielsweise derart zu standardisieren, daß bei der Herstellung einer Kurbellänge von 172,5 mm mit der Erfindung die Kurbellängen 170 mm und 175 mm eingespart werden können. Neben dem Rennradbereich ist auch der Mountainbike-Bereich von Interesse. Im Mountainbike-Bereich erhält man beispielsweise mit einer Kurbellänge von 177,5 mm durch Einsatz der Erfindung die Kurbellängen 175 mm und 180 mm.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Stellgliedes, welches aus einem in einem Pelalachsgehäuse angeordnetem Exzenterelement mit Pedalachsteil und einem mit dem Exzenterelement koresspondierendem Gegenstück mit Einschraubgewindeteil besteht, wobei das Gegenstück und das Exzenterelement jeweils Mitnahmeelemente oder Mitnahmevertiefungen aufweisen und im montierten Zustand die Mitnahmeelemente mit zugeordneten Mitnahmevertiefungen in Eingriff stehen und die wirksame Länge des Tretkurbelarmes definieren, ist eine einfache und kostengünstige Herstellung sowie problemlose Montage möglich.

Durch die Erfindung wird es ebenso ermöglicht, sowohl Neuanfertigungen als auch Nachrüstungen des Tretkurbelantriebes zu realisieren.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es sowohl möglich ist, die Mitnahmeelemente an der Stirninnenseite des Gegenstückes und die Mitnahmevertiefungen an der Stirnseite des Exzenterelementes anzuordnen als auch eine umgekehrte Positionierung vorzunehmen, das heißt, die Mitnahmeelemente an der Stirnseite des Exzenterelementes und die

Mitnahmevertiefungen an der Stirninnenseite des Gegenstückes anzuordnen.

Die Einstellung der wirksamen Länge der Tretkurbelarme kann durch Rückwärtsdrehung der Tretkurbelarme im Zusammenwirken mit einer auf dem Pedalachsteil angeordneten Freilaufeinrichtung erfolgen.

Der Einsatz von Kugeln, welche mit in Bohrungen angeordneten Federn beaufschlagt sind, als Mitnahmeelemente und halbkugelförmigen Ausnehmungen als Mitnahmevertiefungen bewirkt eine leichtgängige Verstellung der Tretkurbelarmlänge, indem sich die Kugeln entlang der Lauffläche bis zu den nächsten Mitnahmevertiefungen bewegen.

Zweckmäßig ist die Anordnung von zwei Mitnahmeelementen und vier symetrisch angeordneten Mitnahmevertiefungen, wodurch drei verschiedene Tretkurbelarmlängen in den Positionen "Mittel", "Kurz" und "Lang" realisiert werden.

Die Einstelllung der Mittelposition erfolgt dabei in zwei verschiedenen, sich gegenüberliegenden Schaltstelllungen.

Neben der Einstellung der Schaltposition über das Zusammenwirken mit der Freilaufeinrichtung bei Rückwärtsdrehung der Tretkurbelarme sind selbstverständlich auch andere Lösungen, beispielsweise die Verstellung über einen Miniaturelektromotor oder Federsysteme, möglich.

Eine weitere Modifizierung der Erfindung ist dahingehend 0 möglich, daß die Mitnahmeelemente an der Außenseite des Exzenterelementes und die Mitnahmevertiefungen an der Innenseite des Gegenstückes angeordnet sind.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnxttdarstellung durch das Stellglied

mit auseinandergebautem Pedalachsgehäuse
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Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung durch das Stellglied
mit zusammengebautem Pedalachsgehäuse und montierter Freilaufeinrichtung

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Stirninnenseite des Gegenstückes

Fig. 4 eine Seitenansicht auf die Stirnseite des

Exzenterelementes
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Fig. 5 die erste Buchse der Freilaufeinrichtung mit Aussparung

Fig. 6 die zweite Buchse der Freilaufeinrichtung mit Nase

Fig. 7 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 5

Fig. 8 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 6
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Wie aus Fig.l zu ersehen ist, besteht das separate Stellglied 1 aus einem in der Fig.l auseinandergeschraubten Pedalachsgehäuse 2, einem darin angeordenten Exzenterelement 3 mit Pedalachsteil 4 und einem mit dem Exzenterelement 3 koresspondierendem Gegenstück 5 mit Einschraubgewindeteil 6.

Das Einschraubgewindeteil 6 besitzt ein Außengewinde, mit welchem es in die Gewindebohrung des Tretkurbelarmes eingeschraubt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig.l übergreift das Pedalachsgehäuseteil 2a des

Pedalachsgehäuseteil 2b. In Fig.2 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher das Pedalachsgehäuseteil 2c das Pedalachsgehäuseteil 2d übergreift.

Das Pedalachsteil 4 dient der Aufnahme und Lagerung einer herkömmlichen Pedale, beispielsweise einer Normal- oder Sicherheitspedale.

Das Gegenstück 5 ist gleichzeitig Teil des

Pedalachsgehäuses 2 und wird über ein Außengewinde in ein

Innengewinde des gegenüberliegenden Teils des Pedalachsgehäuses 2 eingeschraubt.

Das Gegenstück 5 weist an seiner Stirninnenseite 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie auch aus Fig.3 zu ersehen ist, zwei Mitnahmeelemente 7 auf, welche als Kugeln ausgebildet sind. Die Kugeln sind in Bohrungen 13 angeordnet und werden von Federn 14 beaufschlagt. Die auf die Kugeln 7 wirdende Federkraft ist über Eistellelemente 15 einstellbar.

Es ist selbstverständlich möglich, mehr als zwei Kugeln anzuordnen und die Kugeln von einer oder mehreren zentral angeordneten Federn zu beaufschlagen.

Das Exzenterelement 3 weist an seiner Stirnseite 4 Mitnahmevertiefungen 8 auf. Die symetrische Anordung der vier Mitnahmevertiefungen 8 ist aus Fig. 4 ersichtlich. Zwischen den Mitnahmevertiefungen 8, welche als halbkugelförmige Ausnehmungen ausgebildet sind, befindet sich die Lauffläche 9.

Im zusammengeschraubten Zustand des Pedalachsgehäuses 2, wie aus Fig.2 ersichtlich, stehen die Mitnahmeelemente 7 mit zugeordneten Mitnahmevertiefungen 8 im Eingriff und definieren so die wirksame Länge des Tretkurbelarmes.

Die unterschiedliche wirksame Länge des Tretkurbelarmes in Abhängigkeit der Stellung der Mitnahmeelemente 7 in den Mitnahmevertiefungen 8 resultiert daraus, daß das Einschraubgewindeteil 6 bezüglich der Linie 12 zentrisch und das Pedalachsteil 4 bezüglich der Linie 12 exzentrisch angeordnet ist.

Neben der hier beschriebenen Anordnung ist es

selbstverständlich auch möglich, die Mitnahmeelemente 7 am

Exzenter element 3 und die Mitnahmevertiefungen 8 im Gegenstück 5 anzuordnen.

Die Pedale ist in den Figuren nicht dargestellt, sondern lediglich das Pedalachsteil 4, welches innerhalb der Pedale angeordnet wird.

Auf dem Pedalachsteil 4 wird zum Zusammenwirken mit der Pedale eine Freilaufeinrichtung angeordnet, welche montiert in Fig. 2 und in ihrem Aufbau in den Fig. 5 bis 8 dargestellt ist.

Die Freilaufeinrichtung besteht aus einer ersten Buchse 16, welche eine Aussparung 17 aufweist. In die erste Buchse 16 wird eine zweite Buchse 18 eingeschoben, welche eine Nase 19 aufweist. Die zweite Buchse 18 besitzt ferner eine Öffnung 22 zur Aufnahme einer Feder.

Wie aus Fig.7 zu ersehen ist, bildet die Aussparung 17 eine Anschlagkante 20 für die Vorwärtsfahrt und eine Anschlagkante 21 für den Rückwärtstritt, wobei von der Anschlagkante 21 aus die Längerverstellung des Tretkurbelarmes aktiviert wird.

Die Erfindung soll nunmehr in ihrem dynamischen Zustand beschrieben werden. Hierzu ist das vollständig montierte separate Stellglied 1 mit dem Einschraubgewindeteil 6 in die Gewindebohrung eines handelsüblichen Tretkurbelarmes

eingeschraubt und das Pedalachsteil 4 befindet sich mit der eingebauten Freilaufeinrichtung in einer handelsüblichen Pedale. Die Mitnahmeelemente 7 stehen mit Mitnahmevertiefungen 8 in Eingriff und definieren die Stellung "mittlere Drehkurbelarmlänge¹¹.

Beim Vorwärtstreten nimmt die Freilaufeinrichtung Freilaufstellung ein, das heißt, das Pedalachsteil 4 dreht sich in der Lagerung der Pedale und das Fahrrad wird mit der mittleren Tretkurbelarmlänge angetrieben.

Beim Rückwärtstreten, im vorliegenden Ausführungsbeispiel um 135°, gelangt die Nase 19 der zweiten Hülse 18 entlang der Aussparung 17 zu der Kante 21. Mit Erreichung dieser Kante 21 wird der Pedalachsteil 4 mit Exzenterelement 3 mit der Pedale drehfest verbunden und der Tretkurbelarmlängenverstellmechanismus aktiviert.

Je nach Ausgangsposition der zwei möglichen Stellungen "mittlere Tretkurbelarmlänge¹¹ gleiten die Mitnahmeelemente 7 nun entlang der Lauffläche 9 bis zum Einrasten in die nächste Schaltposition oder - falls gewünscht - darüber hinaus nochmals über die Mittelposition in die andere Extremste1lung.

Werden für besondere Anwendungsfälle mehr als drei Schaltstellungen benötigt, ist dies problemlos über eine größere Anzahl von Mitnahmevertiefungen 8 möglich.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Variation der einzelnen Elemente und Merkmale weitere Ausführungsformen zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung an Tretkurbeln für Fahrräder mit einem zwischen Tretkurbelarm und Pedale wirkendem Exzenter und einer in der Pedale angeordneten Freilaufeinrichtung
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen handelsüblichem Tretkurbelarm und handelsüblicher Pedale anstelle der herkömmlichen Pedalachse ein separates Stellglied (1) angeordnet ist, welches aus einem in einem Pedalgehäuse (2) angeordnetem Exzenterelement (3) mit Pedalachsteil (4) und einem mit dem Exzenterelement (3) koresspondierendem Gegenstück (5) mit Einschraubgewindeteil (6) besteht, wobei das Gegenstück

(5) und das Exzenterelement (3) jeweils Mitnahmeelemente oder Mitnahmevertiefungen aufweisen und im montierten Zustand die Mitnahmeelemente mit zugeordneten Mitnahmevertiefungen in Eingriff stehen und die wirksame Länge des Tretkurbelarmes definieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Gegenstück (5) an seiner Stirninnenseite (10) mindestens zwei Mitnahmeelemente (7) und das Exzenterelement (3) an seiner Stirnseite (11) mindestens vier in der Lauffläche (9) angeordnete Mitnahmevertiefungen (8) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch l

dadurch gekennzeichnet,
daß das Gegenstück (5) an seiner Stirninnenseite (10) mindestens vier Mitnahmevertiefungen und das Exzenterelement (3) an seiner Stirnseite (11) mindestens zwei Mitnahmeelemente aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Einschraubgewindeteil (6) bezüglich der Linie (12) zentrisch und das Pedalachsteil (4) bezüglich der Linie (12) exzentrisch angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuordnung der Mitnahmevertiefungen (8) zu den Mitnahmeelementen (7) und damit die Einstellung der wirksamen Länge der Tretkurbelarme durch Rückwärtsdrehung der Tretkurbelarme im Zusammenwirken mit einer auf dem Pedalachsteil (4) angeordneten Freilaufeinrichtung erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnahmeelemente (7) Kugeln und die Mitnahmevertiefungen (8) halbkugelförmige Ausnehmungen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kugeln (7) mit in Bohrungen (13) angeordneten Federn (14) beaufschlagt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere Kugeln (7) von einer zentral angeordneten Feder beaufschlagt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die auf die Kugeln (7) wirkende Federkraft über Einstellelemente (15) einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Freilaufeinrichtung aus einer ersten Buchse (16) mit einer Aussparung (17) und einer in der ersten Buchse (16) angeordneten zweiten Buchse (18) mit einer Nase (19) besteht, wobei die Frei lauf eirichtung beim Vorwärtstreten Freilaufstellung einnimmt und beim Rückwärtstreten das Pedalachsteil (4) fest mit der Pedale verbindet und das Exzenterelement (3) seine Position gegenüber dem Gegenstück (5) verändert und die Mitnahmeelemente (7) sich entlang der Lauffläche (9) bewegen und in die nächsten Mitnahmevertiefungen (8) eingreifen.
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11. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Mitnahmeelemente an der Außenseite (Ha) des Exzenterelementes (3) und die Mitnahmevertiefungen an der Innenseite (10a) des Gegenstückes (5) angeordnet sind.