DE19505029C2 - Treteinrichtung, insbesondere für ein Fahrrad - Google Patents
Treteinrichtung, insbesondere für ein FahrradInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Treteinrichtung, insbesonde
re für ein Fahrrad, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei Fahrrädern wird durch Drehen der Tretkurbeln das
Hinterrad des Fahrrades drehbar angetrieben. Die Tret
kurbeln werden nicht mit konstanter Geschwindigkeit ge
dreht, so daß das Hinterrad mit entsprechend wechselnder
Geschwindigkeit angetrieben wird.
Bei der gattungsgemäßen Treteinrichtung (DE-PS 8 06 946)
werden die Ungleichmäßigkeiten, die im Arbeitsgang in
folge der Pedalbewegung auftreten, durch eine unrunde
Ausgestaltung des Kettenrades ausgeglichen.
Darüber hinaus ist es bekannt (DE-34 04 562 A1, FR-PS
965 383, GB-PS 327 681), zwischen den Tretkurbeln und
dem Abtriebsteil ungleichförmig übersetzende Getriebe
vorzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs
gemäße Treteinrichtung so auszubilden, daß das Drehteil
mit zumindest annähernd konstanter Drehgeschwindigkeit
angetrieben wird, auch wenn die Tretkurbeln während ih
rer 360°-Drehung ihre Drehgeschwindigkeit ändern.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Treteinrich
tung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Treteinrichtung sorgt die
Drehgeschwindigkeits-Ausgleichseinrichtung mit den drei
Getrieberädern dafür, daß bei wechselnden Winkelge
schwindigkeiten der Tretkurbeln das Abtriebsteil mit
konstanter Drehgeschwindigkeit angetrieben wird. Wird
die erfindungsgemäße Treteinrichtung bei einem Fahrrad
angewendet, kann auf diese Weise das Hinterrad gleichmä
ßig drehbar angetrieben werden, wodurch ein optimales
Fahren gewährleistet ist. Die Getrieberäder sind so an
geordnet und ausgebildet, daß ihr wirksamer Radius ent
sprechend der Änderung der wirksamen Länge der Tretkur
beln geändert wird. Sind die Getrieberäder durch Ketten
räder gebildet, die durch eine umlaufende Kette mitein
ander verbunden sind, ist in vorteilhafter Weise ein
Kettenspanner nicht erforderlich.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den wei
teren Ansprüchen.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 in Seitenansicht und in schematischer Dar
stellung eine erfindungsgemäße, bei einem
Fahrrad vorgesehene Treteinrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Getriebe der erfin
dungsgemäßen Treteinrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 eine
zweite Ausführungsform eines Getriebes der
erfindungsgemäßen Treteinrichtung,
Fig. 4 in Ansicht einen Teil des Getriebes gemäß den
Fig. 2 und 3 in Ansicht,
Fig. 5
und
Fig. 6 jeweils in Ansicht das Getriebe gemäß Fig. 3
bei unterschiedlicher Tretkurbelstellung,
Fig. 7
und
Fig. 8 jeweils in Ansicht weitere Ausführungsformen
von Getrieben der erfindungsgemäßen Tretein
richtung,
Fig. 9
und
Fig. 10 in Darstellungen entsprechend den Fig. 5 und
6 das Getriebe einer weiteren Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Treteinrichtung,
Fig. 11
und
Fig. 12 eine weitere Ausführungsform eines Getriebes
der erfindungsgemäßen Treteinrichtung bei un
terschiedlicher Tretkurbelstellung,
Fig. 13 in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen, bei einem Tandem
fahrrad vorgesehenen Treteinrichtung in Sei
tenansicht und in schematischer Darstellung,
Fig. 14 in einer Darstellung entsprechend Fig. 13 ei
ne weitere Ausführungsform einer erfindungs
gemäßen, bei einem Tandemfahrrad vorgesehe
nen Treteinrichtung.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist die Tret
einrichtung jeweils bei einem Fahrrad vorgesehen. Die
Treteinrichtung kann aber auch für einen Heimtrainer,
ein medizinisches Übungsgerät oder dergleichen vorgese
hen sein, das mit Pedalen ausgestattet ist.
Fig. 1 zeigt ein Fahrrad mit einem Vorderrad 1 und einem
Hinterrad 2. Beide Räder haben im dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel unterschiedlichen Durchmesser; das Vorder
rad 1 ist kleiner als das Hinterrad 2. Die beiden Räder
können auch gleich groß sein. Das Vorderrad 1 ist in be
kannter Weise drehbar an einer Vorderradgabel 3 gelagert,
die an einem Fahrradrahmen 4 mit einem oberen Rahmenrohr
5 und einem unteren Rahmenrohr 6 vorgesehen ist. Das
Fahrrad hat einen in Fahrtrichtung verstellbaren Sitz 7
sowie die Pedale 8 und 9, die in bekannter Weise frei
drehbar an den freien Enden zweier Tretkurbeln 10 und 11
gelagert sind. Sie sind Bestandteil einer Drehgeschwin
digkeits-Ausgleichsvorrichtung 12, die als Getriebe
ausgebildet ist und dafür sorgt, daß das Hinterrad 2 mit
gleicher Drehgeschwindigkeit angetrieben wird. Das Hin
terrad 2 ist über eine umlaufende Kette 13 oder derglei
chen mit dem Getriebe 12 antriebsverbunden.
Das Getriebe 12 hat zwei Getriebeeinheiten 14 und 15 (Fig. 2),
die jeweils einer Tretkurbel 10, 11 zugeordnet sind. Die
beiden Getriebeeinheiten 14, 15 sind in bezug zueinander um
180° verdreht angeordnet und haben jeweils eine ellipti
sche Umlaufbahn 16, 17 (Fig. 4) für ein Kulissenstück 18,
19, von dem jeweils ein Zapfen 20, 21 nach außen absteht.
Er trägt am freien Ende die Pedale 8 und 9, die auf den
Zapfen 20, 21 axial gesichert frei drehbar gelagert sind.
Die Zapfen 20, 21 durchsetzen außerdem die Tretkurbeln
10, 11 nahe deren freien Ende. Auch die Tretkurbeln 10,
11 sind axial gesichert auf den Zapfen 20, 21 gelagert.
Die Umlaufbahnen 16, 17 sind über ihre Länge mit einem
Schlitz 22, 23 versehen, durch den der jeweilige Zapfen
20, 21 ragt. Die Kulissenstücke 18, 19 sind so geformt,
vorzugsweise als Wälzkörper ausgebildet, daß sie beim Be
tätigen der Tretkurbeln 10, 11 ohne Schwierigkeiten in
den Umlaufbahnen 16, 17 bewegt werden können.
Während der Tretbewegung wird die wirksame Länge der
Tretkurbeln 10, 11 verändert. Hierzu sind die Tretkurbeln
10, 11 jeweils in einem Schiebelager 24, 25 in ihrer
Längsrichtung verschiebbar gelagert. Sie haben jeweils
ein Gehäuse 26, 27, in denen jeweils eine Schiebeführung
28 (Fig. 4) untergebracht ist. Sie wird durch Wälzlager
gebildet, die an einander gegenüberliegenden Seiten der
rechteckigen Querschnitt aufweisenden Tretkurbeln 10, 11
anliegen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen je
weils zwei mit Abstand voneinander angeordnete Wälzkörper
an den Außenseiten der Tretkurbeln 10, 11 an. Anstelle
der Wälzkörper können beispielsweise auch Gleitlager vor
gesehen sein. Die Wälzkörper haben den Vorteil, daß sie
die Tretkurbeln 10, 11 reibungsarm bei ihrer Längsver
schiebung führen und abstützen. In den Fig. 2 und 3 sind
die Wälzkörper der Übersichtlichkeit wegen nicht darge
stellt. Die Wälzkörper liegen vorteilhaft an den Schmal
seiten der Tretkurbeln 10, 11 an, die in bezug auf die
Vertikalebene hochkant angeordnet sind. Dadurch ergibt
sich ein hohes Widerstandsmoment, so daß die Tretkurbeln
10, 11 auch bei ihrer maximalen Länge hohe Kräfte aufneh
men und übertragen können.
Die Gehäuse 26, 27 der Schiebelager 24, 25 sitzen dreh
fest auf Zapfen 29, 30 (Fig. 2), die fluchtend zueinander
liegen und jeweils in einem Gehäuse 31 und 32 der Getrie
beeinheiten 14, 15 drehbar gelagert sind. Werden die Tretkur
beln 10, 11 vom Fahrer des Fahrrades betätigt, werden die
Schiebelager 24, 25 um die Achsen der Zapfen 29, 30 ge
dreht. Gleichzeitig werden die Kulissenstücke 18, 19 in
den Umlaufbahnen 16, 17 umlaufend bewegt, wobei die Tret
kurbeln 10, 11 relativ zu den Schiebelagern 24, 25 ver
schoben werden. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist die
Tretkurbel 10 am weitesten aus ihrem Schiebelager 24 her
ausgefahren. In dieser Stellung befindet sich das Kulis
senstück 18, wie sich aus Fig. 4 ergibt, am weitesten vom
Schiebelager 24 entfernt. Die gegenüberliegende Tretkur
bel 11 hat hierbei ihren kürzesten wirksamen Hebelarm,
d. h. die Tretkurbel 11 ragt nur wenig aus dem Schiebela
ger 25. Die beiden Tretkurbeln 10, 11 liegen, in Achs
richtung der Zapfen 29, 30 gesehen, jeweils fluchtend zu
einander. Nach einer 180°-Umdrehung (Fig. 3) ist die Tret
kurbel 10 am weitesten in das Schiebelager 24 geschoben,
während die gegenüberliegende Tretkurbel 11 am weitesten
aus dem Schiebelager 25 ragt. Da sowohl die Kulissenstücke
18, 19 als auch die Schiebeführungen 28 vorteilhaft
durch Wälzkörper gebildet sind, können die erforderlichen
Schiebe- und Umlaufbewegungen einfach durchgeführt wer
den. Die Schiebelager 24, 25 selbst werden lediglich um
die Achsen der Zapfen 29, 30 gedreht, verändern aber ihre
Lage in bezug auf die Getriebeteile 14, 15 nicht.
Die Kulissenstücke 18, 19 sind spielarm in den Umlauf
bahnen 16, 17 geführt, so daß die Tretkurbeln 10, 11 wäh
rend der Drehbewegung kein seitliches Spiel haben. Die
Umlaufbahnen 16, 17 sind jeweils im Querschnitt rechteckige
Profilrohre, die einfach und kostengünstig gefertigt
werden können. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, umgeben die
Umlaufbahnen 16, 17 die Gehäuse 31, 32 der Getriebeteile
14, 15. Vorzugsweise haben die Umlaufbahnen 16, 17 und
die Gehäuse 31, 32 gleiche Breite. Die Umlaufbahnen 16,
17 und die Gehäuse 31, 32 können fest miteinander verbun
den sein, so daß diese Teile jeweils als Einheit montiert
werden können. Es ist aber auch möglich, sowohl die Um
laufbahnen 16, 17 als auch die Gehäuse 31, 32 jeweils ge
trennt voneinander am Fahrradrahmen 4 zu befestigen.
Wie Fig. 4 für die Umlaufbahn 16 zeigt, haben sie zwei
gerade, zueinander parallele Abschnitte 33, 34, die durch
halbkreisförmige Abschnitte 35 und 36 ineinander überge
hen. Der Krümmungsmittelpunkt des Abschnittes 36 liegt
auf der Achse der Zapfen 29, 30. Der Krümmungsmittelpunkt
des anderen halbkreisförmigen Abschnittes 35 liegt auf
der Drehachse eines Kettenrades 37 (Fig. 2), über das die
Kette 13 (Fig. 1) zu einem Kettenrad 38 geführt ist, das
drehfest mit dem Hinterrad 2 verbunden ist.
Im Gehäuse 31 der Getriebeeinheit 14 sind drei Kettenräder
39 bis 41 untergebracht, von denen das Kettenrad 39 auf
einer Welle 42, das Kettenrad 40 auf einer Achse 43 und
das Kettenrad 41 auf dem Zapfen 29 gelagert ist.
Über die Kettenräder 39 bis 41 ist eine endlos umlaufende
Kette 44 (Fig. 7) geführt. Über sie wird die Umlaufbewe
gung der Tretkurbeln 10, 11 von den verschiedenen Ketten
rädern 39 bis 41 auf die Welle 42 und damit auf das Ket
tenrad 37 übertragen.
Wie Fig. 7 zeigt, haben die Kettenräder 40 und 41 einen
von der Kreisform abweichenden Umriß. Außerdem sitzen
diese Kettenräder exzentrisch auf der Achse 43 bzw. dem
Zapfen 29. Das Kettenrad 39 hingegen hat kreisförmigen
Umriß und sitzt zentrisch auf der Welle 42. Die Achsen
der Welle 42 und des Zapfens 29 liegen in einer gemein
samen Ebene, während die Achse 43 versetzt zu dieser
Ebene angeordnet ist. Das Schiebelager 24 sitzt mittig
auf dem Zapfen 29 (Fig. 7).
Das Kettenrad 40 sorgt für eine ausreichende Spannung der
Kette 44 während ihres Umlaufes.
In Fig. 7 ist mit ausgezogenen Linien die am weitesten in
das Schiebelager 24 eingefahrene Lage der Tretkurbel 10
dargestellt. Das Kulissenstück 18 befindet sich hierbei
mittig im gekrümmten Abschnitt 36 der Umlaufbahn 16. Das
Kettenrad 41 ist so in bezug auf den Zapfen 29 angeord
net, daß ihr größter Radius rmax im Auflaufbereich der
Kette 44 auf das Kettenrad 41 liegt. Die Umlaufrichtung
der Kette 44 sowie der Tretkurbel 10 ist in Fig. 7 je
weils mit Pfeil gekennzeichnet. Im Bereich des halbkreis
förmigen Abschnittes 36 der Umlaufbahn 16 hat die Tret
kurbel 10 wegen ihrer kleinsten wirksamen Hebelarmlänge
die größte Winkelgeschwindigkeit.
Beim weiteren Treten der Kurbel 10 gelangt sie in Pfeil
richtung schließlich in die in Fig. 7 mit gestrichelten
Linien dargestellte Lage, in der sie die größte wirksame
Hebelarmlänge aufweist, d. h. die Tretkurbel 10 ist am
weitesten aus dem Schiebelager 24 herausgezogen. Nunmehr
befindet sich das Kulissenstück 18 mittig im Bereich des
halbkreisförmigen Abschnittes 35 der Umlaufbahn 16. Auf
grund der maximalen wirksamen Hebelarmlänge ist die Win
kelgeschwindigkeit der Tretkurbel 10 am geringsten. Das
Kettenrad 41, das über den Zapfen 29 und das Schiebelager
24 drehfest mit der Tretkurbel 10 verbunden ist, hat sich
um 180° gedreht, so daß nunmehr der Auflaufbereich der
Kette 44 auf das Kettenrad 41 in Höhe des kleinsten Ra
dius rmin liegt. Aufgrund dieser Lage des Kettenrades 41
relativ zur Tretkurbel 10 wird gewährleistet, daß trotz
der unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeiten der Tret
kurbel während ihrer 360°-Drehung das Kettenrad 39 und
damit das Hinterrad 2 des Fahrrades mit konstanter Dreh
geschwindigkeit drehbar angetrieben werden.
Während einer 360°-Drehung der Tretkurbel 10 wird die
Winkelgeschwindigkeit aufgrund der ständigen Veränderung
der wirksamen Hebelarmlänge zwischen den Extremwerten
ωmax und ωmin verändert. Die beiden Kettenräder 40 und 41
haben gleichen Umfang und gleiche Zähnezahl, so daß die
Kette 44 konstant gespannt gehalten werden kann. Die bei
den Kettenräder 40, 41 sind so zueinander angeordnet, daß
sie mit der umlaufenden Kette 44 einwandfrei in Eingriff
bleiben. Wie Fig. 7 zeigt, ist das Kettenrad 40 in bezug
auf das Kettenrad 41, bezogen auf die Umlaufrichtung der
Kette 44, um einen bestimmten Winkelbetrag verdreht ange
ordnet. Während der maximale Radius rmax des Kettenrades
41 in der Darstellung gemäß Fig. 7 in einer Vertikalebene
liegt, nimmt das Kettenrad 40 eine solche Lage ein, daß
dieser Radius rmax in Umlaufrichtung der Kette 44 nach
vorn winkelversetzt vorgesehen ist.
Die Kettenräder 39 bis 41 haben jeweils Abstand voneinan
der und sind in einer gemeinsamen Ebene innerhalb des Ge
häuses 31 untergebracht.
Im anderen Gehäuse 32 des Getriebes 12 sind ebenfalls die
Kettenräder 39′, 40′ und 41′ untergebracht, die gleiche
Ausbildung wie die gegenüberliegenden Kettenräder 39 bis
41 haben. Da die Tretkurbel 11 stets um 180° versetzt zur
Tretkurbel 10 angeordnet ist, sind auch die Kettenräder
40′, 41′ entsprechend um 180° verdreht zu den Kettenrä
dern 40, 41 angeordnet. Befindet sich die Tretkurbel 11
in der in Fig. 2 dargestellten Lage, dann liegt ihr Kulissenstück
19 mittig im halbkreisförmigen Abschnitt 36
der Umlaufbahn 17, wobei die Tretkurbel 11 am weitesten
in das Schiebelager 25 geschoben ist. Ihre wirksame Hebel
armlänge ist somit am geringsten, während ihre Winkelge
schwindigkeit in diesem Abschnitt 36 am größten ist. In
bezug auf die Tretkurbel 11 bestehen somit die gleichen
Verhältnisse, wie sie anhand von Fig. 7 für die Tretkur
bel 10 in der in Fig. 7 mit ausgezogenen Linien darge
stellten Lage erläutert worden sind.
Zwischen die beiden Gehäuse 31 und 32 des Getriebes 12
ragt das Hinterrad 2 (Fig. 1).
Die Welle 42 liegt im Bereich zwischen dem Vorder- und
dem Hinterrad 1, 2 des Fahrrades und erstreckt sich zwi
schen den beiden Gehäusen 31 und 32 (Fig. 2). Das Ketten
rad 37 ist unmittelbar benachbart zum Gehäuse 32 drehfest
auf der Welle 42 gelagert und wird durch eine Abstands
buchse 45 auf der Welle 42 in seiner axialen Lage gesi
chert. Die Abstandsbuchse 45 erstreckt sich zwischen dem
Kettenrad 37 und dem Gehäuse 31.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3, 5 und 6 sind in
den Gehäusen 31 und 32 der Getriebeteile 14, 15 Zahnräder
46 bis 48, 46′ bis 48′ untergebracht, die miteinander in
Eingriff sind. Die Zahnräder 46 bis 48 und 46′ bis 48′
sind jeweils gleich ausgebildet, jedoch um 180° versetzt
zueinander in den Gehäusen 31 und 32 untergebracht. Darum
werden im folgenden nur die Zahnräder 46 bis 48 näher er
läutert.
Die Zahnräder 46 bis 48 haben jeweils einen von einer
Kreisform abweichenden Umriß (Fig. 5) und sitzen exzen
trisch auf der Welle 42, der Achse 43 und dem Zapfen 29.
Die Zahnräder 46 bis 48 haben dadurch jeweils einen Ra
dius rmax und einen Radius rmin. Die Zahnräder 46 bis 48
sind annähernd oval ausgebildet, wobei die beiden genann
ten Radien jedes Zahnrades fluchtend zueinander liegen.
In Fig. 5 ist mit ausgezogenen Linien die Lage der Tret
kurbel 10 dargestellt, wenn sich ihr Kulissenstück 18
mittig im halbkreisförmigen Abschnitt 36 der Umlaufbahn
16 befindet und sie am weitesten in das Schiebelager 24
geschoben ist. Die wirksame Hebelarmlänge der Tretkurbel
10 ist dann am geringsten. In dieser Lage der Tretkurbel 10
sind die Zahnräder 46 bis 48 so angeordnet, daß ihre
maximalen Radien rmax fluchtend zueinander liegen und in
Richtung auf das Hinterrad 2 des Fahrrades 2 weisen. Die
Längsachse der Tretkurbel 10 sowie die Radien rmax und
damit auch die Radien rmin liegen in der beschriebenen
Stellung in einer gemeinsamen Ebene (Fig. 5). Aufgrund
der kleinsten wirksamen Hebelarmlänge der Tretkurbel 10
hat sie im Bereich des Abschnittes 36 der Umlaufbahn 16
ihre größte Winkelgeschwindigkeit, die infolge der inein
andergreifenden Zahnräder 46 bis 48 und ihrer beschriebe
nen Lage zueinander so umgesetzt wird, daß die Welle 42
mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetrieben wird. Da
die Zahnräder 46 bis 48 jeweils mit einem, bezogen auf
ihre jeweilige Drehachse, breiteren und schmaleren Ab
schnitt kämmen, wird eine Untersetzung erreicht, die über
das Verhältnis von rmin zu rmax jedes Zahnrades so abge
stimmt ist, daß die gewünschte gleichförmige Drehge
schwindigkeit der Welle 42 und damit des Hinterrades 2
erreicht wird. Da im Abschnitt 36 der Umlaufbahn 16 die
Tretkurbel 10 ihre größte Winkelgeschwindigkeit hat, wird
auch das Zahnrad 48 mit einer entsprechenden Winkelge
schwindigkeit gedreht. Das zwischengeschaltete Zahnrad 47
sorgt aber dafür, daß diese höhere Winkelgeschwindigkeit
bis auf das Kettenrad 46 so weit herabgesetzt wird, daß
die gewünschte konstante Drehgeschwindigkeit der Welle 42
erreicht wird.
Fig. 6 zeigt die Verhältnisse für die Tretkurbel 10, wenn
sie um 180° in Pfeilrichtung gemäß Fig. 5 gedreht worden
ist. Nunmehr ist die Tretkurbel 10 am weitesten aus dem
Schiebelager 24 herausgeschoben, so daß sie ihre größte
wirksame Hebelarmlänge aufweist. Die Zahnräder 46 bis 48
haben sich ebenfalls um 180° gedreht, so daß ihre maxima
len Radien rmax nunmehr in Richtung auf das Vorderrad des
Fahrrades weisen. Das Kulissenstück 18 befindet sich mit
tig im halbkreisförmigen Abschnitt 35 der Umlaufbahn 16.
Da die Tretkurbel 10 ihre maximale wirksame Hebelarmlänge
aufweist, ist in diesem Bereich die Winkelgeschwindigkeit
der Tretkurbel am geringsten. Da die Zahnräder 46 bis 48
in dieser Lage um 180° gedreht worden sind, wird durch
ihren Eingriff ineinander erreicht, daß die Welle 42 in
entsprechendem Maße schneller gedreht wird, so daß sie
ihre konstante Drehgeschwindigkeit beibehält. Dies wird
dadurch erreicht, daß das Zahnrad 48, über das die Dreh
bewegung der Tretkurbel 10 eingeleitet wird, mit ihrem
den maximalen Radius rmax aufweisenden Bereich mit dem
Bereich des Zahnrades 47 kämmt, der den minimalen Radius
rmin aufweist. Dadurch erfolgt an dieser Stelle eine
Übersetzung, d. h. das Zahnrad 47 dreht schneller als das
Zahnrad 48. Auch das Zahnrad 47 greift mit seinem den Ra
dius rmax aufweisenden Bereich in den den Radius rmin
aufweisenden Bereich des Zahnrades 46 ein, so daß an die
ser Stelle nochmals eine Übersetzung auftritt, so daß das
Zahnrad 46 entsprechend schneller dreht. Durch die Ver
hältnisse zwischen rmin und rmax jedes Zahnrades wird auf
diese einfache Weise erreicht, daß die Welle 42 in jeder
Tretphase mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird,
obwohl die Tretkurbel 10 während ihres Umlaufes unter
schiedliche Winkelgeschwindigkeiten hat.
Die gleichen Verhältnisse bestehen auch in bezug auf die
Zahnräder 46′ bis 48′. Auch sie gleichen die unterschied
liche Winkelgeschwindigkeit der Tretkurbel 11 bei ihrer
Drehbewegung aus, so daß die Welle 42 gleichmäßig drehbar
angetrieben wird.
Auf der Welle 42 sitzt zentrisch das Kettenrad 37, das
durch die Abstandsbuchse 45 axial gesichert auf der Welle 42
sitzt. Im Gegensatz zum vorigen Ausführungsbeispiel
ist das Kettenrad 37 unmittelbar benachbart zum Gehäuse
31 angeordnet.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform des Getriebes 12, die
im wesentlichen gleich ausgebildet ist wie das in Fig. 7
dargestellte Ausführungsbeispiel. Der einzige Unterschied
besteht darin, daß das Kettenrad 40 von der Kette 44 auf
andere Weise umschlungen wird. Während beim Ausführungs
beispiel nach Fig. 7 das mittlere Kettenrad 40 innerhalb
des von der Kette 44 umschlossenen Bereiches liegt, be
findet sich das Kettenrad 40 außerhalb des von der Kette
44 umschlossenen Bereiches. Dies hat zur Folge, daß das
Kettenrad 41 über einen größeren Winkelbereich von der
Kette 44 umschlossen ist. Im übrigen ist diese Ausfüh
rungsform gleich wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 9 und 10 sind
ebenfalls die Zahnräder 46 bis 48 vorgesehen, die mitein
ander kämmen und deren Drehachsen wiederum in einer ge
meinsamen Ebene liegen. Während beim Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 3, 5 und 6 die Verbindung von der Welle 42
zur Hinterradwelle des Fahrzeuges über das Kettenrad 37
erfolgt, ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 9 und
10 eine Kette zum Antrieb des Hinterrades 2 des Fahrrades
nicht erforderlich. Das in den Fig. 9 und 10 nicht darge
stellte Hinterrad des Fahrrades hat die Welle 49 sowie
die Nabe 50, die koaxial zur Welle 49 angeordnet ist. Mit
der Nabe 50 ist das Zahnrad 46 drehfest verbunden, so daß
die Drehbewegung unmittelbar auf die Hinterradwelle 49
:übertragen wird.
Das Zahnrad 48 sitzt drehfest auf dem Zapfen 29, auf dem
zentrisch das Schiebelager 24 drehfest befestigt ist.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 5
und 6 liegt das Zahnrad 47 auf der dem Hinterrad 2 zuge
wandten Seite des Zahnrades 48. Im übrigen sind die Zahn
räder 46 bis 48 gleich ausgebildet und angeordnet wie
beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 5 und 6.
In den Fig. 9 und 10 sind die verschiedenen Lagen der
Tretkurbel 10 während der Drehbewegung dargestellt. Deut
lich erkennbar ist, wie sich die wirksame Länge der Tret
kurbel 10 während der Drehbewegung verändert.
Wie schon bei den vorigen Ausführungsbeispielen ist auch
nur die eine Getriebeeinheit 14 dargestellt. Der anderen
Tretkurbel 11 ist, wie anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert
worden ist, die entsprechende Getriebeeinheit 15 zugeordnet.
Die Fig. 11 und 12 zeigen ein Getriebe 12, das im wesent
lichen gleich ausgebildet ist wie das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 8. In den beiden Fig. 11 und 12 ist die Tret
kurbel 10 mit ausgezogenen Linien jeweils in einer Lage
dargestellt, in der sie ihre größte wirksame Länge (Fig.
11) sowie ihre kleinste wirksame Länge (Fig. 12) auf
weist. Außerdem sind mit gestrichelten Linien verschiede
ne Zwischenlagen der Tretkurbel 10 während der Drehbewe
gung dargestellt. Sie wird während ihrer Drehbewegung im
Schiebelager 24 in der beschriebenen Weise verschoben,
das auf dem Zapfen 29 drehfest gelagert ist. Auf dem Zap
fen 29 sitzt außerdem das Kettenrad 41, das über die um
laufende Kette 44 mit den Kettenrädern 40 und 51 drehfest
verbunden ist. Das Kettenrad 40 sitzt auf der Achse 43.
Die Kettenräder 40, 41 sind gleich ausgebildet wie die
Kettenräder 40, 41 gemäß den Fig. 7 und 8. Das Kettenrad
50 sitzt drehfest auf der Hinterradwelle 49 und wird so
mit unmittelbar durch die Kette 44 angetrieben. Das Ket
tenrad 40 dient wiederum zur Spannung der Kette 44 und
liegt außerhalb des von der Kette umschlossenen Berei
ches. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach den Fig. 7
und 8 liegen die Kettenräder 40 und 51 auf der dem Hin
terrad zugewandten Seite des Kettenrades 41. Die Wir
kungsweise der Kettenräder 40, 51 ist anhand der Fig. 2,
7 und 8 im einzelnen beschrieben worden. Auch bei diesem
Ausführungsbeispiel ist der anderen Tretkurbel 11 ein
entsprechende Getriebeeinheit 15 zugeordnet, wie es anhand
der Fig. 2 und 3 beschrieben worden ist.
Fig. 13 zeigt ein Tandemfahrrad mit zwei hintereinander
angeordneten Sitzen 7 und zwei Kurbeleinrichtungen 52 und
53. Die Kurbeleinrichtung 53 ist entsprechend einem der
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Kurbeleinrich
tung 53 drei ineinandergreifende Zahnräder, wie es bei
spielhaft anhand der Fig. 9 und 10 beschrieben worden
ist. Die Umlaufbahn 16 für die eine Tretkurbel 10 ist am
Fahrradrahmen 4 befestigt. Das Gehäuse 31 der Getriebe
einheit 14 liegt winklig zur Umlaufbahn 16 und steht
schräg über diese nach oben vor. Das Gehäuse ist eben
falls am Fahrradrahmen 4 in geeigneter Weise befestigt.
Der anderen Tretkurbel 11 ist, wie dies zuvor im einzel
nen erläutert worden ist, ebenfalls eine Getriebeeinheit mit
Gehäuse zugeordnet. Die beiden Gehäuse dieser Getriebe
einheiten liegen, senkrecht zur Drehachse der Tretkurbeln 10,
11 gesehen, deckungsgleich. Das eine Zahnrad 48 sitzt
drehfest auf dem Zapfen 29, auf dem auch das Schiebe
lager 24 drehfest sitzt. Das Zahnrad 48 kämmt mit dem
Zahnrad 47, das seinerseits mit dem Zahnrad 46 in Ein
griff ist. Es sitzt drehfest, jedoch exzentrisch auf der
Welle 42; die in einer vom Fahrradrahmen vorstehenden La
sche 54 drehbar abgestützt ist. Im Bereich zwischen den
beiden Gehäusen der Getriebeeinheiten sitzt, wie dies anhand
der Fig. 2 und 3 erläutert worden ist, zentrisch das Ket
tenrad 37, das über die Kette 13 mit dem Kettenrad 38 auf
der Hinterradwelle 49 antriebsverbunden ist. Die Zahnrä
der 46 bis 48 sorgen wieder dafür, daß die hinsichtlich
der Drehgeschwindigkeit der Tretkurbeln 10, 11 ungleich
förmige Winkelgeschwindigkeit derart kompensiert wird,
daß die Hinterradwelle 49 mit konstanter Drehzahl ange
trieben wird.
Für den auf dem hinteren Sitz 7 sitzenden Fahrer ist die
Kurbeleinrichtung 52 vorgesehen. Sie hat lediglich die
beiden Umlaufbahnen 16 für die Kulissenstücke der Tret
kurbeln 10, 11. Für sie ist wiederum jeweils ein Schiebe
lager vorgesehen, von denen lediglich das Schiebelager 24
dargestellt ist. Die Länge der Tretkurbeln 10, 11 während
der Drehbewegung kann sich dadurch in der beschriebenen
Weise ändern. Die beiden Schiebelager 24, 25 sitzen auf
jeweils einer Welle 55. Auf ihnen sitzt jeweils ein Ket
tenrad 56, die jeweils über eine Kette 57 mit Kettenrä
dern 58 verbunden sind, die auf den Zapfen 29 der Schie
belager 24, 25 der Kurbeleinrichtung 53 drehfest sitzen.
Dadurch kann auch der hintere Fahrer das Fahrrad antrei
ben, da die Tretbewegung dieses hinteren Fahrers über
die Ketten 57 auf die Kettenräder 58 und damit über das
Getriebe 12 auf die Hinterradwelle 49 übertragen wird.
Die Kurbeleinrichtung 52 liegt in Höhe des Hinterrades 2,
während die Kurbeleinrichtung 53 im Bereich zwischen Vor
der- und Hinterrad angeordnet ist. Da die Kurbeleinrich
tung 52 im Bereich des Hinterrades 2 liegt, sind die Um
laufbahnen 16 und die Schiebelager der hinteren Kurbel
einrichtung 52 ohne Verbindung zueinander und liegen bei
derseits des Hinterrades. Die Schiebelager der Kurbelein
richtung 52 sind jeweils in einem Gehäuse 59 unterge
bracht, die an den Sattelstützrohren 60 befestigt sind.
Die Umlaufbahnen 16 der beiden Kurbeleinrichtungen 52, 53
können um die Achsen der Zapfen 29 bzw. der Wellen 55
verschwenkt werden. Von den Umlaufbahnen 16 der rückwär
tigen Kurbeltreteinrichtung 52 steht ein entsprechender
Stellteil 61 ab, der einen um die Achse der Welle 55 ge
krümmten Abschnitt 62 aufweist, der längs einer entspre
chenden (nicht dargestellten) Führung verstellt und in
geeigneter Weise befestigt werden kann. Auch die Umlauf
bahnen 16 der vorderen Einrichtung 53 sind mit einem ent
sprechend gekrümmten Teil 63 versehen.
Wie Fig. 13 zeigt, haben die Umlaufbahnen 16 der Kurbel
einrichtung 53 größeren Bodenabstand als die Umlaufbahnen
16 der Einrichtung 52. Da sich die Kurbeleinrichtung 52
in Höhe des Hinterrades 2 befindet, kann das Tandemfahr
rad verhältnismäßig kurz ausgebildet sein. Die Sitze 7
sind vorteilhaft in Richtung der eingezeichneten Pfeile
in Fahrtrichtung verstellbar, so daß, insbesondere bei
Bergauffahrten, die Lage des Sitzes optimal eingestellt
werden kann.
Fig. 14 zeigt ein Tandemfahrrad, das ähnlich ausgebildet
ist wie das Tandemfahrrad gemäß Fig. 13. Die Getriebeein
heiten der Kurbeleinrichtung 53 sind im Gegensatz zum vorigen
Ausführungsbeispiel innerhalb der Umlaufbahnen 16 ange
ordnet, in Achsrichtung der Zahnräder gesehen. Die Kur
beleinrichtung 53 kann um die Achse der Zapfen 29 in der
Höhe verschwenkt werden, wie es anhand der Fig. 13 be
schrieben worden ist.
Die in Fahrtrichtung rückwärtige Kurbeleinrichtung 52 hat
einen von den Umlaufbahnen 16 in Fahrtrichtung nach vorn
abstehenden Stellteil, der längs einer um die Achse der
Welle 55 gekrümmte Führung 64 geschwenkt werden kann, die
in Höhe der Kurbeleinrichtung 53 liegt. Im übrigen ist
dieses Ausführungsbeispiel gleich ausgebildet wie die
vorige Ausführungsform.
Claims (7)
1. Treteinrichtung, insbesondere für ein Fahrrad, mit
zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren, voneinander
getrennten Tretkurbeln, die an ihren freien Enden
Pedale tragen, entgegengesetzt zueinander gerichtet
und in jeweils einem Schiebelager verschiebbar gela
gert sind sowie ein Kulissenstück aufweisen, das
längs jeweils einer unrunden Umlaufbahn derart be
wegbar ist, daß sich während einer 360°-Drehung die
wirksame Länge der Tretkurbeln ändert, mit denen ein
Abtriebsteil um seine Achse drehbar antreibbar ist,
das auf einer Welle drehfest sitzt, und mit einer
Drehgeschwindigkeits-Ausgleichsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (42, 49)
konzentrisch oder exzentrisch drehfest erste Getrie
beräder (39, 39′; 46, 46′; 51) von Getriebeeinheiten
(14, 15) der Drehgeschwindigkeits-Ausgleichseinrich
tung (12) für das Abtriebsteil (2) sitzen, daß jede
Getriebeeinheit (14, 15) wenigstens zwei zweite und
dritte exzentrische Getrieberäder (40, 41, 40′, 41′;
47, 48, 47′, 48′) aufweist, die derart in bezug auf
die Umlaufbahn (16, 17) angeordnet und miteinander
antriebsverbunden sind, daß die unterschiedliche
Winkelgeschwindigkeit der Tretkurbeln (10, 11) bei
Änderung ihrer wirksamen Länge durch Änderung des
wirksamen Radius (rmin, rmax) der zweiten und drit
ten Getrieberäder kompensierbar ist, und daß jeweils
eines der zweiten oder dritten Getrieberäder (40,
41, 40′, 41′; 47, 48, 47′, 48′) drehfest mit der je
weiligen Tretkurbel (10, 11) verbunden ist.
2. Treteinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Getrieberäder (39
bis 41, 39′ bis 41′) Kettenräder sind, die durch ei
ne umlaufende Kette (44) miteinander verbunden sind.
3. Treteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebelager (24,
25) drehfest auf einem Drehzapfen (29, 30) sitzt,
der in einem Gehäuse (31, 32) der Getriebeeinheiten
(14, 15) der Drehgeschwindigkeits-Ausgleichseinrich
tung (12) drehbar gelagert ist.
4. Treteinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drehzapfen (29,
30) exzentrisch die dritten Getrieberäder (41, 41′)
der jeweiligen Getriebeeinheit (14, 15) sitzen.
5. Treteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten
Getrieberäder (40, 41; 40′, 41′; 47, 48; 47′, 48′)
identisch ausgebildet sind.
6. Treteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der zwei
ten Getrieberäder (40, 40′) außerhalb einer die Dreh
achsen der ersten und dritten Getrieberäder (39,
41; 39′, 41′) enthaltenden Ebene liegen.
7. Treteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und
3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindig
keits-Ausgleichseinrichtung (12) als Getrieberäder
(46 bis 48; 46′ bis 48′) ineinandergreifende Zahnrä
der aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995105029 DE19505029C2 (de) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | Treteinrichtung, insbesondere für ein Fahrrad |
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---|---|---|---|
DE1995105029 DE19505029C2 (de) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | Treteinrichtung, insbesondere für ein Fahrrad |
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---|---|
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DE19505029C2 true DE19505029C2 (de) | 1997-01-16 |
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Family Applications (1)
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DE1995105029 Expired - Fee Related DE19505029C2 (de) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | Treteinrichtung, insbesondere für ein Fahrrad |
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Families Citing this family (1)
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DE3404562A1 (de) * | 1984-02-09 | 1985-08-22 | Michael Greifenberg | Ungleichfoermig uebersetzendes tretgetriebe, bes. fuer fahrraeder und andere fahrzeuge und heimtrainer mit beinantrieb |
DE3712794A1 (de) * | 1987-04-04 | 1988-10-27 | Edgar Loehr | Antriebsvorrichtung fuer ein fahrrad |
-
1995
- 1995-02-15 DE DE1995105029 patent/DE19505029C2/de not_active Expired - Fee Related
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