Tretkurbelbetriebe für Fahrräder. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Tretkurbelgetriebe für Fahrräder mit elliptischer Tretkurbelbahn.
Es ist schon vorgeschlagen worden, zwecks besserer Anpassung an die Eigenart der Bewegung der Beine und deren Muskula tur das Tretkurbelgetriebe von Fahrrädern so auszubilden, dass die Pedale anstatt der all- gemein. üblichen kreisförmigen Bewegungs bahn eine elliptische Bahn beschreiben.
Die nach diesem Bewegungsprinzip bisher vorge schlagenen; Getriebe waren indessen ihrer Bau art nach zur Übertragung der auftretenden Kräfte nicht geeignet und hätten an und für sich grosse Verluste durch Reibung und Zwängung verursacht, so dass sie in bezug auf Wirkungsgrad und Fahrleistung dem nor malen Getriebe mit kreisenden Tretkurbeln noch unterlegen gewesen wären, aus welchem Grunde diese Getriebe praktisch bisher nie ausgeführt und benützt worden sind.
Insbe sondere der Vorschlag, am Ende von Tret- kurbeln normaler Länge kürzere Hilfskurbeln anzulenken und mittels zwischengeschalteter Übertragungsorgane die elliptische Pedalbahn zu erzielen, scheiterte daran, dass ein solches Getriebe Nachteile kinematischer Natur be sass, infolge zu grosser Breitenabmessung nicht die nötige Bodenfreiheit in Kurven er gab und vor allem für den Einbau in ein Fahrrad zu unförmig war.
Mit dem Getriebe nach vorliegender Erfin dung soll nun eine praktisch ausführbare und brauchbare Lösung erzielt werden, indem beide Tretkurbeln einzeln mittels mit ihnen drehfest verbundener, einander diametral ge genüberliegender Drehzapfen, deren Abstand von der Tretlagerachse kleiner ist als die Tretkurbellänge, in einem Läufer gelagert sind, welcher seinerseits drehbar in einem am Fahrradrahmen unverdrehbar befestigten La gerkörper gelagert ist, wobei auf dem Dreh zapfen jeder Tretkurbel ein Zahnrad sitzt, welche Zahnräder je mit einem am Lager körper sitzenden, im Verhältnis I :
2 grö sseren Zahnkranz so zusammenwirken, dass beim Treten die beiden um die Achsen ihrer Drehzapfen sich drehenden Tretkurbeln in- folge Abwälzung der Zahnräder auf den still stehenden Zahnkränzen eine Läuferdrehung in entgegengesetztem Sinne bewirken, der art, dass die grosse Achse der die Bewegungs bahn der Tretkurbelpedale bildenden Ellipse schräg von vorne oben nach hinten unten ver läuft.
Hierbei ist die Ausbildung und Anord nung zweckmässig derart, dass die Neigung der grossen Ellipsenage zur Horizontalen zwischen 45 und 75 liegt, wobei auch Mit tel vorgesehen sein können, um die Neigung dieser Axe innerhalb besagter Grenzen wäh rend der Fahrt durch Verstellung den indivi duellen Bedürfnissen des Fahrers und etwai gen Geländesteigungen anpassen zu können.
Unter Zahnrad können hierbei sowohl Stirnräder als auch Winkelräder sowie Ket tenräder verstanden werden.
Vorzugsweise ist die Ausbildung so, dass die auf den Drehzapfen der Tretkurbeln sit zenden Zahnräder als Planetenräder im Läu fer gelagert sind und längs Innenzahnkrän zen kreisen, die beiderseits an dem scheiben förmig ausgebildeten Lagerkörper angesetzt sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der beiliegenden Zeich nung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 das Tretkurbelgetriebe in Ansicht; Fig. 2 zeigt einen senkrechten Axial- schnitt durch dasselbe und Fig. 3 in kleinerem Massstab den Einbau des Getriebes im Fahrrad.
Das Tretkurbelgetriebe nach der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform weist einen am Fahrradrahmen starr befestig ten, rad- bezw. scheibenförmigen Lagerkör per 1 auf, an dessen äusserem Kranz die Rahmenrohre R1 und R2 (Fig. 3) sowie die untere Gabel G des Fahrradrahmens befestigt. sind. In der Nabe der Lagerscheibe 1 ist mit tels Kugellagern 2 und Passbüchse 3 der aus zwei Hälften zusammengesetzte Läufer 4 ein gesetzt.
Die beiden Teile 4a und 4c des Läu fers sind mittels Stiften 6 zentriert und mit tels des Schraubenbolzens 5 zusammengehal ten. Der Läufer 4 bildet einen Planetenrad- träger und hat zu diesem Zweck zwei einander diametral gegenüberliegende Zapfen 7, auf welchen mittels Kugellagern 8 die Planeten räder 9 gelagert sind. Diese Planetenräder 9 kämmen jedes mit einem innen verzahnten Zahnkranz 10. Die beiden Zahnkränze 10 sind seitlich an der Lagerscheibe 1 angesetzt und mittels Kragen 10c mit Laufsitz in die ser gehalten. Zum Verspannen beider Zahn kränze 10 sind an denselben Winkel 15 an geschweisst, und in je zwei dieser Winkel 15 sitzt ein von einer Distanzhülse 16 um gebener Schraubenbolzen 18.
Die Distanz hülse 16 geht durch einen Schlitz in der Lagerscheibe 1 hindurch, der eine Bewegung der Hülse in Umfangsrichtung der Zahn kränze zulässt.
Die äussern Läuferteile 4b und 4d, welche mittels Schrauben 12 mit den innern Läufer teilen 4a bezw. 4c verschraubt sind, bilden zusammen mit in die Zahnkränze 10 einge stauchten Ringen 13 seitliche Abschlüsse., so dass das Ganze ein geschlossenes Gehäuse bildet, welches mit Schmierfett gefüllt wer den kann. In die Ringe 13 sind Dichtungs ringe 14 eingelassen, welche auf dem Umfang der Scheiben 4b und 4d schleifen. In Vor sprüngen der Scheiben 4b und 4d sind Kugel lager 11 eingesetzt, in welchen die zentrisch an den Planetenrädern 9 sitzenden Drehzap fen 9z für die Tretkurbeln T gelagert sind, deren Arme in bekannter Weise mittels Schrauben S auf den Drehzapfen befestigt sind.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Abstand der Drehzapfen 92 von der Tret- lagerachse bedeutend kleiner als die Tret- kurbellänge. An der in Fig. 2 rechtsseitigen Scheibe 4d des Läufers ist ferner das Ketten rad 17 mittelt einwärtsragenden Armen 17a und Schrauben 17s befestigt, so dass es sich mit dem Läufer dreht.
In Fig. 1 ist die Bewegungsbahn der Pe dale, welche eine Ellipse A bildet, eingezeich net. Hierbei ist mit Rücksicht auf das Zeichnungsformat die grosse Age a der Ellipse senkrecht gezeichnet. In Wirklich keit ist aber der Einbau im Fahrrad, wie aus Fig, 3 ersichtlich, derart, daB die grosse Ellip- senaxe a schräg von vorn oben nach hinten unten verläuft und dabei unter einem Win kel a von zirka 53 zur Horizontalen ge neigt ist.
Um diese Neigung der Axe a den individuellen Bedürfnissen des Fahrers einer seits und den Geländesteigungen anderseits anpassen zu können, ist folgende Einrichtung vorgesehen: Auf jeden Zahnkranz 10 ist am äussern Umfang mittels Kopfschrauben 19s ein Zahn segment 19 (Fig. 1 und 2) befestigt. Mit diesen Zahnsegmenten 19 kämmen Zahnritzel 20, die auf einer gemeinsamen Welle 21 ver keilt sind, welche in einem aussen an der Lagerscheibe 1 angeordneten Lagerbügel 22 drehbar gelagert ist. Ferner ist auf der Welle 21 ein Winkelrad 23 verkeilt, welches mit einem Winkelrad 24 kämmt, das am untern Ende einer Welle 25 sitzt.
Diese Welle 25 liegt im Rahmenrohr R2 (Fig. 3) und geht bis zur Vordergabel V. Dort ist ein gleiches Winkelräderpaar wie 23-24 angeordnet, welches mittels eines Stellhebels 26 gedreht werden kann. Eine Schwenkbewegung des Stellhebels überträgt sich über das obere Winkelräderpaar, die Welle 25, das Winkel räderpaar 24-23, die Welle 21 und die Zahnritzel 20 auf die Zahnsegmente 19, so dass die Zahnkränze 10 gedreht werden, und infolgedessen wird die Axe a entsprechend verstellt.
Diese Regulierung liegt zweck- mässigerweise zwischen 45 und 75 , kann aber auch geringer sein. Mittels dieser Einstell einrichtung ist das Zahnkranzpaar 10 wäh rend des Tretens gegen Verdrehung festge halten.
Am hintern Ende der untern Rahmen gabel G ist an einem Arm 29 eine Umlenk- rolle 28 für die über das Kettenrad 17 lau fende Antriebskette 27 gelagert. Von der Umlenkrolle 28 aus läuft der untere Ketten strang über das Kettenrad 31 der Achse des Hinterrades A. Diese Achse liegt in einem nach unten offenen schrägen Schlitz 30s des Gabelkopfes 30, so dass beim Einschieben des Hinterrades ohne weiteres die Kette ge spannt wird.
Dabei können zwei bis drei Kettenräder verschiedenen Durchmessers nebeneinander auf der Hinterachse vorge sehen sein, auf welchen die Kette mittels einer bekannten Umschaltvorrichtung mit Bowdenkabelzug umgeschaltet werden kann, um die Geschwindigkeit zu wechseln. Es kann dies ohne weiteres während der Fahrt geschehen.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Tretkurbelgetriebes ist wie folgt: Beim Treten der Pedale in Pfeilrichtung (Fig. 1) drehen sich mit 'diesen die Planeten räder 9 in gleicher Richtung und wälzen sich dabei mit der Übersetzung 1 : 2 in den Zahn kränzen 10 ab. Da letztere festgehalten sind, dreht sich der Läufer 4 in entgegengesetzter Richtung, also rückwärts, wie durch Pfeilan gedeutet.
Als Resultierende aus diesen beiden Bewegungen entsteht die elliptische Bewe- gungsbahn A der Tretkurbelpedale, welche an den obern Umkehrstellen der Tretkurbeln, also in der Nähe der Enden der grossen Axe a, einen stossfreien, allmählichen Übergang von der einen zur andern Bewegungsrichtung des Fusses gewährt und im übrigen eine Ver grösserung des wirksamen Krafthubes und eine Verlängerung der wirksamen Hebel arme der Tretkurbeln bei Beginn des Tretens ergibt.