EP0194295A1

EP0194295A1 - Tretkurbeltriebwerk

Info

Publication number: EP0194295A1
Application number: EP19850904629
Authority: EP
Inventors: Harald KÖNIG
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1986-09-17
Also published as: WO1986001781A1; DE8427822U1

Description

TRETKURBELTRIEBWERK

Die Erfindung betrifft ein Tretkurbeltriebwerk, insbesondere für Fahrräder, mit wenigstens einem um eine Kurbelwelle drehbaren, an seinem freien Ende ein Pedal tragenden Kurbel¬ arm. '

Bei Tretkurbeltriebwerken dieser Art weist der Kurbelarm in der Regel die Form eines geraden Stabes vorgegebener Länge auf, so daß das zu erzielende Antriebs-Drehmoment ausschließ¬ lich von der vom Benutzer ausgeübten Kraft abhängt. Eine Verlängerung des Kurbelarms würde zwar bei gleicher Kraft zu einem höheren Drehmoment führen, ist jedoch deshalb kaum möglich, weil die Reichweite der Füße des Benutzers beim Wechsel zwischen dem oberen und unteren Totpunkt des Pedals begrenzt ist.

Im übrigen besteht ein gewisser Nachteil herkömmlicher Tret- kurbeltriebwerke bei Fahrrädern darin, daß Radfahrer häufig beim Aufsteigen auf ein Fahrrad eines der Pedale als Fuß¬ stütze in die untere Totpunktstellung bringen, in der sich das andere Pedal in der anderen Totpunktstellung befindet, in der die Ausübung einer Antriebskraf besonders schwierig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tretkurbel¬ triebwerk der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das die Ausübung einer erhöhten Antriebskraf ohne nennenswerte Änderung der geometrischen Verhältnisse des Triebwerks er- möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Tretkurbel¬ triebwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Kurbelarm durch ein Gelenk mit parallel zur Kurbelwelle verlaufender Achse in zwei Abschnitte unterteilt ist und daß die Abschnitte in eine abgewinkelte Stellung federnd vorgespannt sind. Ein Tretkurbeltriebwerk dieser Art verhält sich bei Aus¬ übung mäßiger Antriebskräfte wie ein übliches Tretkurbel¬ triebwerk, da die Abschnitte der Kurbelarme aufgrund der federnden Vorspannung in der abgewinkelten Stellung ver- bleiben und die Kurbelarme sich wie starre Kurbelarme er¬ halten. Erst wenn ein Kurbelarm in den Bereich vor dem un¬ teren Totpunkt gelangt und eine erhöhte, nach unten gerich¬ tete Kraft ausgeübt wird, streckt sich dieser Kurbelarm entgegen der Federwirkung, so daß ein zusätzliches Antriebs- moment ausgeübt wird. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, daß die zusätzlich ausgeübte Kraft allein durch Belastung des unteren Pedals mit dem Gewicht des Fahrers, also ohne nennenswerte Muskeltätigkeit herbeigefügt werden kann. Zu¬ gleich wird das obere Pedal aus dem Bereich des oberen Tot- punkts herausgerückt, so daß die Krafteinwirkung auf das obere Pedal vereinfacht wird.

Die gegenseitige Schwenkung der Abschnitte des Kurbelarms wird vorzugsweise durch Anschläge auf einen Winkelbereich von 90 bis 180° begrenzt. Vorzugsweise erfolgt die Abwinke- lung derart, daß der abgewinkelte Abschnitt des jeweils oberen Kurbelarms in Fahrtrichtung nach vorne gerichtet ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch das erfindungs¬ gemäße Tretkurbeltriebwerk in drei aufeinander folgenden Positionen;

Fig. 4 entspricht im wesentlichen der Posi¬ tion der Fig. 2, veranschaulicht je¬ doch die Wirkung des zusätzlichen erfindungsgemäßen Kurbelarm-Gelenks.

In Fig. 1 bis 4 ist schematisch ein Tretkurbeltriebwerk ei- — - —

nes Fahrrades gezeigt, dessen Fahrtrichtung durch einen Pfeil 10 wiedergegeben ist. An einer Kurbelwelle 12 sind in zwei um 180° gegeneinander versetzten Positionen Kurbel¬ arme 14,16 befestigt. Ein die Kurbelwelle konzentrisch um¬ gebener Kreis 18 veranschaulicht durch die dem Kreis über¬ lagerten Pfeilspitzen einerseits die Drehrichtung der Kurbel¬ welle 12 und entspricht andererseits im wesentlichen dem Umriß eines Kettenrades eines insgesamt nicht gezeigten Kettentriebes .

Wie im folgenden anhand von Fig. 1 erläutert werden soll, umfassen die Kurbelarme 14,16 jeweils einen inneren Abschnitt 14a, 16a und einen äußeren Abschnitt 14b, 16b. Die Abschnitte sind untereinander durch Gelenke 20,22 verbunden, deren Achse parallel zu derjenigen der Kurbelwelle 12 verläuft. Gemäß Fig. 1 stehen die Kurbelarm-Abschnitte 14a und 14b bzw. 16a und 16b in einem Winkel von 90° zueinander. Die Schwenkbarkeit der Abschnitte -der Kurbelarme 14,16 in bezug aufeinander ist beispielsweise durch nicht gezeigte An- schlage begrenzt auf den dargestellten Bereich von 90° bis zu einer gestreckten Lage der Abschnitte oder einen Winkel von 180°. In die rechtwinklig abgewinkelte Stellung sind die äußeren Abschnitte 14b, 16b durch Federn 24,26 vor¬ gespannt.

Die Federn 24,26 sind in der Zeichnung zur Verdeutlichung als frei zwischen den Kurbelarm-Abschnitten 14a und 14b sowie 16a und 16b angeordnete Zugfedern gezeigt, jedoch sind sie in der Praxis vorzugsweise in das Innere der Gelenke 20,22 und/oder der Kurbelarm-Abschnitte integriert.

Die Längenverhältnisse zwischen den beiden Abschnitten der Kurbelarme 14,16 sowie die zugelassene Schwenkung im Gelenk 20,22 können in der Praxis unterschiedlich gewählt und ggf.- auch verstellbar sein.

Am äußeren Ende der äußeren Abschnitte 14b, 16b der Kurbel- - _ι -

arme 14,16 sind in der üblichen Weise drehbare Pedale 28,30 befestigt, deren nicht bezeichnete Drehachsen wiederum parallel zur Achse der Kurbelwelle 12 liegen.

Sofern auf die Pedale 28,30 eine Kraft ausgeübt wird, die unterhalb der Kraft der Federn 24,26 liegt, können die beiden Kurbelarme 14,16 als starre Einheit betrachtet werden. Sie entsprechen in diesem Falle in ihrer Funktion geraden, übli¬ chen Kurbelarmen, die durch eine gepunktete Linie 32 in Fig. 1 bis 3 veranschaulicht ist.

Das größte Antriebsmoment läßt sich bei einer im wesent¬ lichen von oben entsprechend dem Pfeil 34 gerichteten Kraft ausüben, wenn sich der vordere, links in den Figuren der Zeichnung liegende Kurbelarm bzw. die gepunktete Linie 32 im wesentlichen in der waagerechten Stellung, also etwa zwi-. sehen der Stellung" der Fig. 3 und derjenigen der Fig. 1 befindet. Wenn die Pedale 28 und 30 in die untere bzw. obe¬ re Totpunktstellung gelangen, die in Fig. 2 gezeigt ist, sind nach unten gerichtete Antriebskräfte entsprechend dem Pfeil 34 wirkungslos. Wenn in diesem Fall auf das untere Pedal 28 eine erhöhte, nach unten gerichtete Kraft entspre¬ chend dem Pfeil 36 ausgeübt wird, indem der Fahrer bei¬ spielsweise das Pedal 28 mit seinem Körpergewicht belastet, streckt sich der untere Kurbelarm 14 entgegen der Wirkung der Feder 24. Dadurch gelangen die Kurbelarme aus der in Fig. 4 gepunkteten Stellung in die in durchgezogenen Linien gezeigte Stellung. Dies führt zu einer zusätzlichen Drehung der Kurbelwelle 12 um einen mit cθ bezeichneten Winkel. Die- se Drehung erzeugt eine zusätzliche Antriebskraft, und zu¬ gleich gelangt das obere Pedal 30 in eine Position vor dem oberen Totpunkt, so daß die Kraftausübung erleichtert wird.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Tretkurbeltriebwerk, insbesondere für Fahrräder, mit wenigstens einem um eine Kurbelwelle drehbaren, an seinem freien Ende ein Pedal tragenden Kurbelarm, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der Kurbelarm (14,16) durch ein Gelenk (20,22) mit parallel zur Kurbelwelle (12) ver¬ laufender Achse in zwei Abschnitte (14a,14b;16a,16b) un- » terteilt ist und daß die Abschnitte in eine abgewinkelte 0 Stellung federnd vorgespannt sind.

2. Tretkurbeltriebwerk nach Anspruch 1 , dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die gegenseitige Schwenkung der Abschnitte (14a,14b;16a,16b) des Kurbelarms (14,16) in 5 dem Gelenk (20,22) durch Anschläge auf einen Bereich von etwa 90 bis etwa 180° begrenzt ist.

3. Tretkurbeltriebwerk nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der äußere Abschnitt (14b, 0 16b) in bezug auf den inneren Abschnitt (1 a,16a) der Kur¬ belarme (14,16) in Drehrichtung der Kurbelwelle nach vorn abgewinkelt ist.