DE19505029C2 - Treteinrichtung, insbesondere für ein Fahrrad - Google Patents

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 r_max 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 r_min 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 ω_max und ω_min 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 r_max des Kettenrades 41 in der Darstellung gemäß Fig. 7 in einer Vertikalebene liegt, nimmt das Kettenrad 40 eine solche Lage ein, daß dieser Radius r_max 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 r_max und einen Radius r_min. 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 r_max fluchtend zueinander liegen und in Richtung auf das Hinterrad 2 des Fahrrades 2 weisen. Die Längsachse der Tretkurbel 10 sowie die Radien r_max und damit auch die Radien r_min 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 r_min zu r_max 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 r_max 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 r_max aufweisenden Bereich mit dem Bereich des Zahnrades 47 kämmt, der den minimalen Radius r_min 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 r_max aufweisenden Bereich in den den Radius r_min 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 r_min und r_max 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 (r_min, r_max) 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.