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Title:
DRIVE DEVICE, PARTICULARLY FOR BICYCLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1986/007023
Kind Code:
A1
Abstract:
The drive device comprises a toothed front wheel (2) pivotable about a first straight line (T) with respect to which the toothed wheel (2) presents variable radii. A tread crank (3b) is pivotably arranged about a second straight line (D) horizontally offset with respect to the first straight line (T). Another tread crank (3a) is so connected to the toothed wheel (2) that it is inclined by an angle (alpha) comprised between 45o and 135o in the pedalling direction with respect to the upwardly maximum radius of the toothed wheel (2). When the second tread crank (3a) is in the horizontal position, the first tread crank (3b) is also in a horizontal position. Both tread cranks (3a, 3b) are coupled to each other by a shaft (A) which traverses the toothed wheel (2) and which is fixedly connected to a coupling lever (5) as well as by an oblong hole or slide guiding (6, 10) which enables the relative motion of the two tread cranks (3a, 3b).

Inventors:
NIESEL ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE1986/000222
Publication Date:
December 04, 1986
Filing Date:
May 30, 1986
Export Citation:
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Assignee:
NIESEL ANDREAS
International Classes:
B62M1/36; B62M3/04; B62M9/08; (IPC1-7): B62M9/08; B62M3/04
Domestic Patent References:
WO1981001620A11981-06-11
Foreign References:
FR2501146A11982-09-10
DE8518068U11985-08-08
FR2526392A11983-11-10
FR773524A1934-11-21
DE139418C
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Antriebsvorrichtung, insbesondere für Fahrräder, mit einem Kettenzahnrad (2), das um eine zur Kettenzahnradebene senkrechte erste Gerade (T) drehbar ist, und mit zwei beidseitig des Kettenzahnrades (2) angeordneten Tretkurbeln (3a,3b), von denen die eine Tretkurbel (3b) um eine zweite zur Kettenzahnradebene senk¬ rechte Gerade (D) drehbar ist, die gegenüber der ersten Geraden (T) versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Tretkurbel (3a) fest mit dem Kettenzahnrad (2) verbunden ist, das Kettenzahnrad (2) in Bezug zur ersten Geraden (T) unterschiedliche Radien aufweist, die andere Tretkurbel (3a) relativ zum maximalen Radius (Rmax) des Ketten¬ zahnrades (2) in Vorwärtstretrichtung um einen Winkel (α) von 45* bis 135* geneigt ist, in Horizontalstellung der anderen Tretkurbel (3a) die zweite Gerade (D) ge¬ genüber der ersten Geraden (T) auf einer in der Kettenzahnradebene verlaufenden Horizontalen versetzt ist, wobei sich die eine Tretkurbel (3b) ebenfalls wenigstens an¬ nähernd in Horizontalrichtung erstreckt, die eine Tretkurbel (3b) mit der anderen Tretkurbel (3a) über eine mit einem Kupplungshebel (5) fest verbundene und durch das Kettenzahnrad (2) hindurchtre¬ tende Achse (A) sowie eine Langloch bzw. Gleitführung (6,10) zur Aufnahme der Re¬ lativbewegung zwischen beiden Tretkurbeln (3a,3b) gekoppelt ist, und daß ein Kettenspanner zum Spannen einer auf dem Kettenzahnrad (2) liegenden Kette (3) vorhanden ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die eine Tretkurbel (3b) frei gelagert ist, die Achse (A) fest mit der anderen Tretkurbel (3a) verbunden ist, der Kupplungshebel (5) auf der Seite der einen Tretkurbel (3b) liegt und die Langloch bzw. Gleitführung (6), in die ein Bolzen (8) ragt, sich im Bereich der einen Tretkurbel (3b) und des Kupplungshebels (5) befindet (Fig. 2).
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Tretkurbel (3b) frei gelagert ist, die Achse (A) fest mit der anderen Tretkurbel (3a) verbunden ist, der Kupplungshebel (5) auf der Seite der einen Tretkurbel (3b) liegt, der über einen Bolzen (8) die eine Tretkurbel (3b) mitnimmt, und daß das frei gelagerte Ende der einen Tretkurbel (3b) als Gabel (10) ausgebildet ist, die eine koaxial zur zweiten Geraden (D) gelagerte Buchse (11) bzw. einen Bolzen gleitend umläuft (Fig. 3).
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die eine Tretkurbel (3b) fest mit der Achse (A) ver¬ bunden ist, der Kupplungshebel (5) auf der Seite der anderen Tretkurbel (3a) liegt und die Langloch bzw. Gleitführung (6), in die ein Bolzen (8) ragt, sich im Bereich der an¬ deren Tretkurbel (3a) und des Kupplungshebels (5) befindet (Fig. 4).
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Langloch bzw. Gleitführung (6) im Kup¬ plungshebel (5) befindet und der Bolzen (8) mit der einen oder anderen Tretkurbel (3b,3a) fest verbunden ist, oder umgekehrt (Fig. 2,4 bzw. 5).
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gerade (D) in Vorwärtsfahrtrichtuπg ge¬ sehen vor oder hinter der ersten Geraden (T) liegt (Fig. 2).
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenzahnrad (2) exzentrisch zur ersten Ge¬ raden (T) angeordnet ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenzahnrad (2) kreisförmig ausgebildet ist.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenzahnrad (2) aus Segmenten (9a9d;10a 10d) mit unterschiedlich großen Radien gebildet ist. RSVTZBLÄTT .
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenzahnrad (2) zwei einander gegenüber¬ liegende Viertelkreissegmente (9a,9b) mit großem Radius und zwei gegenüberliegen¬ de Viertelkreissegmente (9c,9d) mit kleinerem Radius aufweist (Fig. 7).
11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenzahnrad (2) ein Viertelkreissegment (10a) mit großem Radius, ein diesem gegenüberliegendes Viertelkreissegment (10b) mit kleinerem Radius und zwei zwischen diesen liegende und sich tangential anschließende Ellipsensegmente (10c,10d) aufweist (Fig. 8). .
12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen dem maximalen Radius (Rmax) und der mit dem Kettenzahnrad (2) fest verbundenen anderen Tretkurbel (3a) sich von der Winkelhalbierenden des oder der Segmente (10a;9a,9b) mit dem großen Radius ab erstreckt.
13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen dem maximalen Radius (Rmax) und der mit dem Kettenzahnrad (2) fest verbundenen anderen Tretkurbel (3a) 90* beträgt.
14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein um die erste Gerade (T) drehbares zweites Kettenzahπrad vorhanden ist, das analog zum ersten Kettenzahnrad, jedoch verkleinert, ausgebildet ist und gegenüber diesem eine andere Zähnezahl aufweist.
15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kettenzahnrad auf der Linie des maximalen Radius über dem Drehpunkt (T) hinaus der minimale Radius des Kettenzahnrades (2) liegt.
16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem im Langloch (6) gleitenden Bolzen (8) ein reibungsminderndes Lager (z.B. Wälz oder Nadellager) angeordnet ist. Ersatz _ .' ^ \.
Description:
BESCHREIBUNG

Antriebsvorrichtung, insbesondere für Fahrräder

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent¬ anspruchs 1 , die sich insbesondere zum Einsatz bei Fahrrädern eignet.

Bei herkömmlichen Fahrrädern sind üblicherweise beide Tretkurbeln drehschlüssig mit dem Kettenzahnrad verbunden, dessen Mittelpunkt zugleich mit dem Mittelpunkt der beiden Tretkurbeln zusammenfällt. Das heißt, das Kettenzahnrad besitzt vom Dreh¬ mittelpunkt aus gerechnet gleiche Radien, so daß die Hebelverhältnisse beim Ketten¬ eingriff stets dieselben sind. Dies führt dazu, daß die auf die Pedale auszuübenden Kräfte vom Ketteneingriff bis zum Kettenausgriff stets dieselben sind. Der Nachteil hier¬ bei besteht darin, daß insbesondere im Bereich der oberen Totpunktlage es außer¬ ordentlich schwer ist, die entsprechende Tretkurbel nach unten zu treten, so daß also insgesamt gesehen die herkömmliche Antriebsvorrichtung noch nicht den ergono- misch optimalen Bedingungen angepaßt ist.

Aus der DE-PS 139 418 ist bereits eine Antriebsvorrichtung für Fahrräder bekannt, bei der der Verlauf des Drehmomentes im ersten Viertel einer Kurbelumdrehung einge¬ stellt werden kann. Diese Antriebsvorrichtung weist ein Kettenzahnrad auf, das um eine zur Kettenzahnradebene senkrechte erste Gerade drehbar ist, sowie zwei beid- seitig des Kettenzahnrades angeordnete Tretkurbeln, die um eine zweite zur Ketten¬ zahnradebene senkrechte Gerade drehbar sind, die gegenüber der ersten Geraden versetzt ist.

Die Tretkurbeln sind über Rollen innerhalb des Kettenzahnrades bzw. eines weiteren Bügels geführt, so daß insgesamt zwei Gleitbahnen vorhanden sind. Es treten daher relativ hohe mechanische Verluste auf. Durch Lagerung beider Tretkurbeln baut darü-

. ' RSATZCLATT

ber hinaus die Antriebsvorrichtung entsprechend breit aus. Sie besitzt insgesamt einen aufwendigen Aufbau und ist daher teuer in der Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuletzt genannte Antriebsvorrichtung so weiterzubilden, daß sie einen höheren mechanischen Wirkungsgrad und einen weni¬ ger aufwendigen und kompakteren Aufbau aufweist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Uπteransprüchen zu entnehmen.

Die sich insbesondere für Fahrräder eignende Antriebsvorrichtung mit einem Ketten¬ zahnrad, das um eine zur Kettenzahnradebene senkrechte erste Gerade drehbar ist, und mit zwei beidseitig des Ketteπzahnrades angeordneten Tretkurbeln, von denen die eine Tretkurbel um eine zweite zur Kettenzahnradebene senkrechte Gerade drehbar ist, die gegenüber der ersten Geraden versetzt ist, zeichnet sich dadurch aus, daß .- die andere Tretkurbel fest mit dem Ketteπzahnrad verbunden ist, das Ketteπzahnrad im Bezug zur ersten Geraden unterschiedliche Radien aufweist, - die andere Tretkurbel relativ zum maximalen Radius des Kettenzahnrades in Vor¬ wärtsrichtung um einen Winkel von 45 * bis 135 * geneigt ist, in Horizontalstellung der anderen Tretkurbel die zweite Gerade gegenüber der ersten Geraden auf einer in der Kettenzahnradebene verlaufenden Horizontalen versetzt ist, wobei sich die eine Tretkurbel ebenfalls wenigstens annähernd in Horizontairichtung erstreckt, die eine Tretkurbel mit der anderen Tretkurbel über eine mit einem Kopplungshebel fest verbundene und durch das Kettenzahnrad hindurchragende Achse sowie eine Langloch- bzw. Gleitführung zur Aufnahme der Relativbewegung zwischen beiden Tretkurbeln gekoppelt ist, und ein Kettenspanner zum Spannen einer auf dem Kettenzahnrad liegenden Kette vorhanden ist.

Bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung wird eine Drehzahlerhöhuπg bei glei¬ cher Lastphase erreicht, wodurch sich eine Reduzierung der Tretkraft ergibt. Ferner wird erreicht, daß die meiste Kraft gerade immer dann aufgebracht werden muß, wenn

ERSÄTZBLATT

sich die Pedale in einer ergonomisch günstigen Stellung befinden, so daß eine opti¬ male Umsetzung der Leistung ermöglicht ist. Es ergibt sich bei gleicher Leistung und Arbeit weniger Kraftaufwand, da durch eine höhere Drehzahl die Intervallzeit verkürzt wird. Zugleich ergibt sich bei dem optimalen Tretbereich der einen Kurbel eine Be¬ schleunigung der anderen Kurbel, was zu einer Entlastung des sich nach oben bewe¬ genden Beines führt. Erreicht werden kann insbesondere, daß im unteren Totpunkt einer der Kurbeln die andere obere Kurbel schon ca. 10 * nach vorne geneigt ist, wo¬ durch die Krafteinleitung durch das jeweils oben stehende Bein begünstigt wird. Ins¬ gesamt steigt die Tretkraft vom oberen Totpunkt bis zur Horizontalstellung der Kurbel an und nimmt dann wieder ab, weshalb der Kraftverlauf ergonomisch dem Bewe- guπgsverlauf des Beines gut angeglichen ist. Durch richtige Auswahl des Bolzenab¬ standes, der Länge des Kupplungshebels und des Versatzes der Tretkurbeln kann ein annähernd identisches Kraft/Geschwindigkeitsverhalten beider (nicht formschlüssig verbundener) Tretkurbeln erreicht werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die eine Tretkurbel frei gelagert ist, die Achse fest mit der anderen Tretkurbel verbunden ist, der Kupplungshebel auf der Seite der einen Tretkurbel liegt und die Langloch- bzw. Gleit¬ führung, in die ein Bolzen ragt, sich im Bereich der einen Tretkurbel und des Kup¬ plungshebels befindet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung besteht darin, daß die eine Tretkurbel frei gelagert ist, die Achse fest mit der anderen Tretkurbel verbunden ist, der Kupplungshebel auf der Seite der einen Tretkurbel liegt, der über einen Bolzen die eine Tretkurbel mitnimmt, und daß das frei gelagerte Ende der einen Tretkurbel als Gabel ausgebildet ist, die eine koaxial zur zweiten Geraden gelagerte Buchse bzw. einen Bolzen gleitend umläuft.

Eine noch andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeich¬ net, daß die eine Tretkurbel fest mit der Achse verbunden ist, der Kupplungshebel auf der Seite der anderen Tretkurbel liegt und die Langloch- bzw. Gleitführung, in die ein Bolzen ragt, sich im Bereich der anderen Tretkurbel und des Kupplungshebels befin¬ det.

ErB β tzb?att

Vorteilhafterweise befinden sich die Langioch- bzw. Gleitführung im Kupplungshebel, während der Bolzen mit der einen oder anderen Tretkurbel fest verbunden ist. Die An¬ ordnung kann aber auch umgekehrt werden.

Die zweite Gerade (D), um die sich die eine Tretkurbel dreht, kann in Vorwärtsfahrt- richtung gesehen vor der ersten Geraden (T) liegen, um die sich das Kettenzahnrad und die andere Tretkurbel drehen. Es können aber auch umgekehrte Verhältnisse vor¬ liegen. Das exzentrisch zur ersten Geraden T angeordnete Kettenzahnrad kann bei¬ spielsweise kreisförmig ausgebildet sein. Es kann aber auch aus Segmenten mit unter schiedlich großen Radien gebildet sein.

Beispielsweise kann das Kettenzahnrad zwei einander gegenüberliegende Segmente bzw. Viertelkreissegmente mit großem Radius und zwei gegenüberliegende Segmente bzw. Vierteikreissegmente mit kleinerem Radius aufweisen.

Das Kettenzahnrad kann vorteilhafterweise aber auch ein Viertelkreissegment mit großem Radius, ein diesem gegenüberliegendes Viertelkreissegment mit kleinem Radius und zwei zwischen diesen liegende und sich tangential anschließende Ellip¬ sensegmente aufweisen.

Es kann auch ein um die erste Gerade T drehbares zweites Kettenzahnrad vorhanden sein, das analog zum ersten Kettenzahnrad verkleinert ausgebildet ist und gegenüber diesem eine andere Zähnezahl aufweist. Der Fahrer kann dann wahlweise zwischen dem ersten oder dem zweiten Kettenzahnrad je nach Belastung wählen (Kettenschal¬ tung). Beide Kettenzahnräder sind dann fest miteinander verbunden.

Das Kettenzahnrad hat, bezogen auf die oberste Kurbelstellung der mit dem Ketten¬ zahnrad fest verbundenen anderen Tretkurbel und der Tretkurbelachse (erste Achse T) die größeren Radien im Bereich des zum Hinterrad weisenden Segmentes. Der Mittel¬ punkt der achsversetzten einen Tretkurbel, die frei gelagert ist, ist bezogen auf die Tret¬ kurbelachse (erste Achse T) nach hinten in Richtung des Hinterrades versetzt angeord¬ net. Er kann aber auch nach vorn verlagert sein, wie bereits erwähnt. Vorzugsweise liegt auf der Linie des maximalen Radius über den Drehpunkt (T) hinaus der minimale Radius des Kettenzahnrades.

Die frei gelagerte eine Tretkurbel kann an ihrem einen frei gelagerten Ende einen wälzgelagerten Ring aufweisen oder aber in Art einer Gabel und damit mit einer ga¬ belförmigen Gleitbahn gebildet sein, welche auf der Außenseite einer Lagerbuchse gleitet, die koaxial zur zweiten Achse D angeordnet ist.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung mit Blick auf die andere Tret¬ kurbel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Flg. 2 eine Draufsicht auf die gegenüberliegende Seite mit Blick auf die eine Tretkurbel, die frei gelagert ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung mit Blick auf die frei gelagerte eine Tretkurbel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung mit Blick auf die andere und mit dem Kettenzahnrad fest verbundene Tretkurbel gemäß einemdritten Aus¬ führungsbeispiel,

Fig. 5 eine Seitenansicht auf die Antriebsvorrichtung gemäß einem vierten Aus¬ führungsbeispiel, bei dem das Kettenzahnrad durch Segmente gebildet ist,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung mit Blick auf die andere Tret¬ kurbel gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung mit Blick auf die eine Tretkurbel gemäß Fig. 1 , wobei das Kettenzahnrad in Segmente unterteilt ist, ent¬ sprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 8 eine entsprechende Ansicht wie in Fig. 7, jedoch auf ein Kettenzahnrad, das gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel " durch kreisförmige und elliptische Segmente gebildet ist.

Die allgemein in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Fahrradantriebsvorrichtung umfaßt ein Ket¬ tenzahnrad 2 zum Abwälzen einer Fahrradkette 3 sowie auf jeder Seite des Ketten¬ zahnrades 2 eine Tretkurbel 3a bzw. 3b, wobei an den freien Enden der Tretkurbeln 3a,3b in üblicher Weise nicht dargestellte Pedale befestigt sind. Der Einfachheit halber ist die Lagerung der Fahrradantriebsvorrichtung innerhalb des mit 4 bezeichneten Fahrradrahmeπs nicht im einzelnen erläutert. Die Tretkurbel 3b ist dabei die eine Tret¬ kurbel, während die Tretkurbel 3a die andere Tretkurbel ist

E

Nach Fig. 1 ist das mit K bezeichnete Zentrum des Kettenzahnrades 2, von dem der äußere Kettenzahnradumfang den gleichen Radieπabstand aufweist, exzentrisch ge¬ genüber der mit T bezeichneten ersten Geraden versetzt, koaxial zu der eine Tretkur¬ belachse A angeordnet ist. Das Kettenzahnrad 2 ist mit der Tretkurbel 3a drehschlüsig bzw. fest verbunden, so daß mit Drehung der Tretkurbel 3a sich in gleicher Weise auch das Kettenzahnrad 2 dreht, und zwar um den gemeinsamen Drehpunkt bzw. die erste Gerade T, die die Zentrallinie der Tretkurbelachse A ist. Dies führt dazu, daß im Bereich des Ketteneiπgriffs das Kettenzahnrad 2 mit variablem Radius und damit variabler Hebellänge in Eingriff gelangt, so daß sich die Hebelverhältnisse während des Umlaufs des Kettenzahnrades 2 ändern.

Auf der anderen Seite des in Figur 1 dargestellten Kettenzahnrades 2 ist gemäß Fig. 2 ein Kupplungshebel 5, der an seinem freien Ende eine Langlochführung 6 entlang eines Langlochs bzw. einer Nut aufweist, fest bzw. drehschlüssig mit der Drehkurbel¬ achse A verbunden, so daß mit Treten der Tretkurbel 3a auch der Kupplungshebel 5 sich um die Drehkurbelachse A dreht. Die Tretkurbel 3b hingegen ist um die zweite Gerade D frei drehbar gelagert, was im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch ein Ku¬ gellager 7 verdeutlicht ist, das koaxial zur zweiten Geraden D liegt. Die Tretkurbel¬ achse A tritt dabei durch das Kugellager 7 hindurch. Die zweite Gerade D der Tretkur¬ bel 3b ist dabei entgegengesetzt zu deren radialen Erstreckung gegenüber der Tret¬ kurbelachse A bzw. der ersten Geraden T versetzt, wie aus Fig. 2 recht deutlich hervor¬ geht. In Fahrtrichtung nach links in Fig. 2 gesehen liegt also die zweite Gerade D vor der ersten Geraden T, so daß D näher am Hinterrad liegt als T. Beim dargestellten er¬ sten Ausführungsbeispiel ergibt sich somit, daß die Ebene E (vgl. Fig. 1), in der die Geraden T und K liegen, im wesentlichen senkrecht zu derjenigen Ebene verläuft, in der die Geraden T und D liegen. Sämtliche Geraden K, T und D liegen parallel zuein¬ ander, wobei K diejenige Gerade ist, die durch das geometrische Zentrum des in die¬ sem Fall kreisförmigen Kettenzahnrades 2 und senkrecht zur Kettenzahnradebene hin¬ durchtritt.

Die Kupplung der einen Tretkurbel 3b mit dem Kettenzahnrad 2 erfolgt indirekt über einen an der Tretkurbel 3b befestigten Bolzen 8, der in die Langlochführung 6 des Kupplungshebels 5 eingreift. Selbstverständlich kann auch umgekehrt der Bolzen 8 mit dem Kupplungshebel 5 fest verbunden sein und in ein Langloch innerhalb der einen Tretkurbel 3b eingreifen.

Die Relativstellung von einerseits der anderen Tretkurbel 3a auf der einen Seite des Kettenzahnrades 2 und andererseits der einen Tretkurbel 3b und des Kupplungshe¬ bels 5 auf der anderen Seite des Kettenzahnrades 2 ist so, daß sich in der in Fig. 1 dargestellten horizontalen Erstreckung der anderen Tretkurbel 3a die eine Tretkurbel 3b und der Kupplungshebel 5 einerseits und die andere Tretkurbel 3a andererseits diametral gegenüberliegend von der Tretkurbelachse A bzw. der ersten Geraden T radial nach außen erstrecken.

Es ist aber auch möglich, die exakt diametral gegenüberliegende Stellung von Tret¬ kurbel 3a einerseits und Tretkurbel 3b sowie Kupplungshebel 5 andererseits in Win¬ kelrichtung um die Tretkurbelachse A zu verlagern.

Wesentlich ist, daß die Tretkurbel 3a relativ zu der Ebene E, in der gemäß Fig. 1 die Geraden T und K liegen, um bevorzugt 90 * in die mit dem Pfeil F angegebene Normal¬ drehrichtung für Vorwärtslauf des Fahrrades versetzt angeordnet ist. Vorteilhafte Ver¬ hältnisse ergeben sich aber auch, wenn die Tretkurbel 3a in einem Winkelbereich von α = 45 * bis α = 135 * angeordnet ist.

Der beschriebene Aufbau hat zur Folge, daß die aufgrund der exzentrischen Verla¬ gerung des Kettenzahnrades 2 zur Tretkurbelachse A bzw. ersten Geraden T maxi¬ malen Radien bzw. der maximale Radius jeweils sich im oberen Bereich des Ketten¬ zahnrades 2 im Ketteneingriff befinden, wenn die Tretkurbel 3a sich in der optimalen Tretstellung, also insbesondere außerhalb der Totpunktlagen, befindet. Die Überein¬ stimmung zwischen der für die Tretverhältnisse optimalen Stellung der Tretkurbel 3a in Relation zum gewünscht hohen Hebel infolge Eingriff des Kettenzahnrades 2 mit der Kette 3 über den Radius Rmax kann über den Winkel α, also die Ausrichtung der Tret¬ kurbel 3a zur Ebene E bestimmt werden.

Andererseits tritt in der optimalen Tretstellung der Tretkurbel 3a eine entsprechende Entlastung für die das Fahrrad benutzende Person ein, weil in diesem Bereich die Tret¬ kurbel 3b aufgrund des Hebelverhältnisse schneller nach oben dreht.

Ferner ergeben sich dann, wenn sich die Tretkurbel 3b in optimaler Tretstellung befin¬ det, wiederum die vorteilhaften Kräfteverhältnisse, wobei zwar das Kettenzahnrad 2 mit kleinstem Radius in Ketteπeingriff kommt, jedoch infolge der Hebelübersetzungen na¬ hezu identische Krä teverhältnisse herrschen. Darüber hinaus steht im unteren Tot-

Ersat^* '^

punkt der einen Tretkurbel die andere Tretkurbel bereits im oberen Totpunkt um ca 10 * vor bei einer Anordnung der Tretkurbeln entsprechend den Fig. 1 und 2, wobei dies aufgrund der Kupplung der Tretkurbel 3b über den Bolzen 8 mit dem mit der Tretkur¬ belachse A festen Kupplungshebel 5 und durch den Versatz der Geraden T, D gegen¬ einander bedingt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die eine Tretkurbel 3b an ihrem einen Ende in Art einer Gabel 10 ausgebildet, welche eine frei drehbar gelagerte Buchse 11 beid- seitig umgreift, die koaxial zur zweiten Geraden D angeordnet ist. Dadurch ist die eine Tretkurbel 3b wiederum frei drehbar bezüglich der Tretkurbelachse A bzw. der ersten Geraden T gelagert., wobei die Langlochführung nunmehr in den Gabelbereich 10 fällt. Die Kupplung zwischen der einen Tretkurbel 3b und dem Kupplungselement 5 erfolgt wiederum mittels des Bolzens 8, der bei Drehung der Tretkurbelachse A bzw. des Kupplungshebels 5 die eine Tretkurbel 3b mitnimmt. Im übrigen unterscheidet sich jedoch das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nicht von dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die eine Tretkurbel 3b fest bzw. drehschlüssig mit dem Kupplungshebel 5 verbunden, und zwar über die Tretkurbel¬ achse A. Dieser Kupplungshebel 5 auf der Seite der mit dem Kettenzahnrad 2 fest ver¬ bundenen anderen Tretkurbel 3a weist an seinem freien Ende eine Langlochführuπg 6 in Art eines Langlochs oder einer Nut auf, in die ein Bolzen 8 eingreift, der mit dem Ket¬ tenzahnrad 2 fest verbunden ist.

Mit Treten der anderen Tretkurbel 3a dreht sich auch der Kupplungshebel 5 und somit auch die Tretkurbel 3b, jedoch in einem anderen Winkelverhältnis um die Tretkurbei- achse A bzw. zweite Gerade D, die die Zentrumsiinie der Tretkurbelachse A ist.

Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die zweite Gerade D, um die sich die Tretkurbel 3b dreht, gegenüber der ersten Geraden T, um die sich das mit der Tretkur¬ bel 3a fest verbundene Kettenzahnrad 2 dreht, in Richtung zum Vorderrad versetzt. Die zweite Gerade D kann gegenüber der ersten Geraden T aber auch in Richtung zum Hinterrad versetzt seiπ.Es ergibt sich somit, daß die Ebene E, in der die Geraden T und K liegen, bei horizontaler und nach vorn weisender Kurbelstellung der Tretkurbel 3b senkrecht oder aber im wesentlichen senkrecht zu derjenigen Ebene liegt, in der die Geraden T und D liegen.

Die Kupplung der einen Tretkurbel 3b mit dem Kettenzahnrad 2 erfolgt indirekt über den Kupplungshebel 5 mit Langlochführung 6 und den am Kettenzahnrad 2 befestigten Bolzen 8, der in die Langlochführung 6 eingreift.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist umgekehrt die Langlochführung 6 im Kettenzahπrad 2 ausgeführt, während der Bolzen 8 mit dem Kupplungshebel fest verbunden ist. Im übrigen sind die Hebelverhältnisse die gleichen wie beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4.

Beim fünften Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist gegenüber dem dritten Ausführungs¬ beispiel nach Fig. 4 die Lagerung des Kettenzahnrades 2 bzw. die erste Gerade T in Fahrtrichtung nach vorn relativ zur zweiten Geraden versetzt, wobei der Kupplungs¬ hebel 5 um 180 * verdreht und drehschlüssig auf der Drehachse A der gegenüberlie¬ genden Tretkurbel 3b angeordnet ist. Der Bolzen 8 ist in diesem Fall wieder mit dem Kettenzahnrad 2 fest verbunden und greift in die Langlochöffnung 6 im Kupplungs¬ hebel 5 ein.

Auch im vorliegenden Fall liegen sich bei Horizontalstellung der Tretkurbel ' 3a diese Tretkurbel 3a und die Tretkurbel 3b sowie der Kupplungshebel diametral gegenüber. Die Elemente 3a, 3b und 5 erstrecken sich also zur selben Zeit in horizontaler Rich¬ tung.

Im übrigen gilt das bereits zu den Fig. 1 bis 3 Gesagte.

Das sechste Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 unterscheidet sich von dem ersten Aus¬ führungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß das Kettenzahnrad 2 aus Seg¬ menten 9a,9b,9c,9d mit unterschiedlichen Radien zusammengesetzt ist. Nach Fig. 7 weisen die Segmente 9a und 9b, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind, von ihren jeweiligen Spitzpunkten S-| bzw. S2 gleiche Radien zu ihrem Außenumfaπg auf, jedoch ist der Spitzpunkt S-j des Segments 9a mit der ersten Geraden T bzw. dem

Zentrum der Tretkurbelachse A zusammenfallend angeordnet, wohingegen der Spitz¬ punkt S2 des Segmentes 9b exzentrisch zur ersten Geraden T nach oben versetzt ist, so daß bezogen auf die Tretkurbelachse A bzw. die erste Gerade T das Segment 9a größere, hingegen das Segment 9b geringere Radien aufweist. Die beiden anderen

ERSÄTΣGLATT

Segmente 9c und 9d sind zwischengefügt und bedingen den Übergang von den Radienverhältnissen des Segmentes 9a zu denen des Segments 9b und umgekehrt.

Im dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel nach Figur 7 betragen die Segment¬ winkel 90 * . Sie können jedoch auch davon abweichen, wobei der maximale Seg¬ mentwinkel etwa 135 * beträgt. Die Anordnung der Kurbel 3a relativ zum Segment 9a entspricht im wesentlichen den Verhältnissen nach Fig. 1 , wobei die Ebene E nunmehr durch die beiden Sitzpunkte S-| und S2 aufgespannt ist. Von dort bemißt sich auch der

Winkel α zur Tretkurbel 3a.

Auch bei den genannten Ausführungsbeispielen entsprechend den Figuren 4 bis 6 kann das Kettenzahnrad in mehrere Segmente 9a,9b,9c und 9d unterteilt sein, wie beispielsweise die Figur 5 zeigt.

Wie bereits im Zusammenhang mit den ersten beiden Ausführuπgsbeispielen erwähnt, steht auch im unteren Totpunkt der einen Tretkurbel die andere Tretkurbel bereits im oberen Totpunkt im Bereich um 10 * vor und umgekehrt, und zwar bei einer Anordnung der Tretkurbeln entsprechend den Figuren 4 und 5, wobei dies aufgrund der Kopplung der Tretkurbel 3b über den Bolzen 8 mit dem mit der Achse A festen Kopplungshebel 5 und durch den Achsversatz T-D bedingt ist. In diesem Fall liegt die Tretkurbelachse A konzentrisch zur zweiten Geraden D.

Auch beim siebten Ausführungsbeispiel nach Figur 8 ist das Kettenzahnrad 2 in mehrere bzw. vier Segmente unterteilt. Das bei horizontal liegender Tretkurbelachse 3a oben liegende Segment weist einen relativ zum gegenüberliegenden Segment 10b größeren Kreisradius auf, während die zwischen ihnen liegenden Segmente 10c und 10d elliptische Abschnitte sind. Diese elliptischen Segmente 10c, 10d schließen sich tangential an den Umfaπgsveriauf der kreisförmigen Segmente 10a, 10b an. Beide Spitzpunkte der kreisförmigen Segmente 10a, 10b liegen z.B. oberhalb der ersten Ge¬ raden T, wenn sich die Tretkurbel 3a in der Horizontalstellung befindet.

Zur Verminderung der Reibung zwischen Bolzen 8 und Langlochführung 6 kann au f dem Bolzen 8 ein Wälz- oder Nadellager angeordnet sein.




 
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