DE4404796C2 - Vorrichtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung - Google Patents
Vorrichtung zur TretkurbelarmlängenverstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung
mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen
Merkmalen. Sie dient sowohl zur symme
trischen als auch zur asymmetrischen Verstellung der wirk
samen Länge der Tretkurbelarme von Tretkurbeln für Fahrrä
der und ist anwendbar insbesondere bei der Herstellung der
Tretkurbel-Pedale-Antriebssysteme bzw. der Nachrüstung der
artiger bereits vorhandener Antriebe. Bevorzugtes Einsatz
gebiet sind Rennfahrräder und andere Wettkampfzweiräder.
Das Prinzip der Längenverstellung von Tretkurbelarmen ist
bekannt und dient entweder dem Ersatz einer Gangschaltung
oder zusätzlich zu der Schaltung des Fahrradgetriebes als
weiterer Einstellmöglichkeit der Antriebskraftübertragung.
So beschreibt die gattungsbildende EP 0031627 B1 eine
Tretkurbel für Fahrräder mit einer in Form einer
Kurbelwelle ausgebildeten Pedalachse, deren erster
Kurbelzapfen in Lagerungen der Pedale und deren zweiter
Kurbelzapfen in einer Lagerung im Tretkurbelarm drehbar ist
und der erste Kurbelzapfen mit einer Freilaufnabe
zusammenwirkt, die beim Vorwärtstreten Freilaufstellung
einnimmt und beim Rückwärtstreten den ersten Kurbelzapfen
drehfest mit der Pedale verbindet. Auf den im Tretkurbelarm
drehbar gelagerten Kurbelzapfen wirkt ein Drehwiderstand
ein, wodurch der Kurbelzapfen in acht verschiedene,
vorgegebene Winkellagen gegenüber dem Tretkurbelarm
einstellbar ist.
Nachteilig an dieser Lösung ist, daß zu ihrer Realisierung
weder eine herkömmliche Tretkurbel noch herkömmliche Pedalen
eingesetzt werden können. Vielmehr sind Spezialanferti
gungen erforderlich, welche bezüglich des Tretkurbelarmes
den Einbau einer Gleitlagerung und eines Kurbelzapfens so
wie innerhalb des Tretkurbelarmes eines Drehwiderstandes
erfordern.
Diese Maßnahmen sind sehr arbeitsaufwendig, wirken sich ne
gativ auf Standardisierungsprozesse aus und gestatten nicht
die Nachrüstung herkömmlicher Tretkurbeln. Außerdem ist es
mit dieser Lösung nicht möglich, die Länge der einzelnen
Kurbeln individuell, also auch asymmetrisch einzustellen.
Ebenfalls nicht möglich ist es, den vorgegebenen
Einstellbereich, also die Längenänderung pro Schaltschritt,
individuell zu modifizieren.
Weiterhin wurde mit der CH-PS 231633 eine Tretkurbel für
Fahrräder mit einstellbarer wirksamer Kurbellänge bekannt,
welche zur Einstellung ein zusätzliches Zwischenglied
aufweist.
Zur Sicherung der gewählten Einstellung des Zwischengliedes
ist mindestens ein Organ vorgesehen, das beim Verstellen
des Zwischengliedes jeweils in eine andere Ausnehmung
einrastet. Die Ausnehmungen und der zum Einrasten in
dieselben bestimmte Teil des federnden Sicherungsorganes
sind so ausgebildet, daß sowohl beim Verlängern als auch
beim Verkürzen der Armlänge die Lösung des Rastelementes
durch Einwirkung einer Kraft auf das freie Ende des
Kurbelarmes bewirkt werden kann.
Nachteilig an dieser Lösung ist, daß die Rastelemente nicht
für die Übertragung der Tretkraft vorgesehen und geeignet
sind. Es handelt sich also nicht um Mitnahmeelemente,
sondern lediglich um Rastelemente zur Positionsfestlegung.
Für die Kraftübertragung ist zusätzlich ein Anschlag
vorgesehen. Hieraus resultiert ein weiterer Nachteil, da
nur zwei verschiedene Stellungen der Tretkurbel
realisierbar sind.
Auch vergrößert sich durch das Zwischenglied der Abstand
zwischen Tretkurbel und Pedale, wodurch eine Anwendung
dieser Lösung für Radrennfahrer nicht in Betracht kommt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor
richtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung sowohl während
der Fahrt als auch im Ruhezustand zu schaffen, welche ein
fach und preiswert herstellbar ist, keine konstruktiven
Veränderungen an herkömmlichen, standardisierten Tretkur
beln und Pedalen erfordert und sowohl bei der Erstausrüstung als auch
bei der Nachrüstung von Fahrradantriebssystemen einsetzbar
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale
im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 im
Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
weiteren Unteransprüchen enthalten.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
durch den Einsatz eines separaten Stellgliedes zwischen
Tretkurbelarm und Pedale anstelle der herkömmlichen Pedal
achse keinerlei Veränderungen an Tretkurbelarm oder Pedale
vorgenommen werden müssen und somit die handelsüblichen,
standardisiert hergestellten Tretkurbeln und Pedalen einge
setzt werden können.
Der Hersteller ist damit in der Lage, seine Kurbellängen
beispielsweise derart zu standardisieren, daß bei der Her
stellung einer Kurbellänge von 172,5 mm mit der Erfindung
die Kurbellängen 170 mm und 175 mm eingespart werden kön
nen. Neben dem Rennradbereich ist auch der Mountainbike-Be
reich von Interesse. Im Mountainbike-Bereich erhält man
beispielsweise mit einer Kurbeilänge von 177,5 mm durch
Einsatz der Erfindung die Kurbellängen 175 mm und 180 mm.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Stellgliedes,
welches aus einem Exzenterelement mit Pedalachsteil für die
Lagerung einer handelsüblichen Pedale und einem mit dem
Exzenterelement korrespondierendem Gegenstück mit
Einschraubgewindeteil für die Tretkurbel besteht, wobei das
Gegenstück und das Exzenterelement jeweils Mitnahmeelemente
oder Mitnahmevertiefungen aufweisen und im montierten
Zustand die Mitnahmeelemente mit zugeordneten
Mitnahmevertiefungen in Eingriff stehen und die wirksame
Länge des Tretkurbelarmes definieren, ist eine einfache und
kostengünstige Herstellung sowie problemlose Montage
möglich.
Durch die Erfindung wird es ebenso ermöglicht, sowohl Neu
anfertigungen als auch Nachrüstungen des Tretkurbelantrie
bes zu realisieren.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es
sowohl möglich ist, die Mitnahmeelemente an der Stirninnen
seite des Gegenstückes und die Mitnahmevertiefungen an der
Stirnseite des Exzenterelementes anzuordnen als auch eine
umgekehrte Positionierung vorzunehmen, das heißt, die Mit
nahmeelemente an der Stirnseite des Exzenterelementes und
die Mitnahmevertiefungen an der Stirninnenseite des Gegen
stückes anzuordnen. Ebenso ist es möglich, die Mitnahmeele
mente radial an der Außenseite des Gegenstückes und die
Mitnahmevertiefungen an der Innenseite des
Exzenterelementes oder die Mitnahmevertiefungen radial an
der Außenseite des Gegenstückes und die Mitnahmeelemente an
der Innenseite des Exzenterelementes anzuordnen.
Die symmetrische Einstellung der wirksamen Länge der Tret
kurbelarme kann durch Rückwärtsdrehung der Tretkurbelarme
im Zusammenwirken mit einer auf dem Pedalachsteil angeord
neten Freilaufeinrichtung erfolgen.
Der Einsatz von Kugeln, welche mit in Bohrungen angeordne
ten Federn beaufschlagt sind, als Mitnahmeelemente und
halbkugelförmigen Ausnehmungen oder Bohrungen als Mitnahme
vertiefungen bewirkt eine leichtgängige Verstellung der
Tretkurbelarmlänge, indem sich die Kugeln entlang der Lauf
fläche bis zu den nächsten Mitnahmevertiefungen bewegen.
Zweckmäßig ist die Anordnung von zwei Mitnahmeelementen und
vier symmetrisch angeordneten Mitnahmevertiefungen, wodurch
drei verschiedene Tretkurbelarmlängen in den Positionen
"Mittel", "Kurz" und "Lang" realisiert werden.
Die Einstellung der Mittelposition erfolgt dabei in zwei
verschiedenen, sich gegenüberliegenden Schaltstellungen.
Neben der Einstellung der Schaltposition über das Zusammen
wirken mit der Freilaufeinrichtung bei Rückwärtsdrehung der
Tretkurbelarme sind selbstverständlich auch andere Lösun
gen, beispielsweise die Verstellung über einen Miniatur
elektromotor oder Federsysteme, möglich.
Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
die Länge der Tretkurbelarme auch asymmetrisch und unabhän
gig voneinander eingestellt werden kann, indem in die Ge
windebohrung des handelsüblichen Tretkurbelarms eine Hülse
mit einem Langloch zur Aufnahme des Einschraubgewindeteils
eingebracht wird. Die Positionierung des Einschraubgewinde
teils im Langloch erfolgt mittels einer Hülse mit In
nensechskant. Durch diese zusätzliche asymmetrische Ein
stellmöglichkeit wird es möglich, die bei vielen Menschen
vorhandene unterschiedliche Länge der Beine exakt an den
Fahrradantrieb anzupassen. Es wird ein runder und gelenk
schonender Tritt durch den Ausgleich auch geringster Unter
schiede ermöglicht.
Wird eine derartige Einstellung nicht gewünscht, kann die
Hülse mit Langloch gegen eine Hülse mit normaler Gewinde
bohrung ausgetauscht werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch
der Verstellbereich, also die Längenänderung der Tretkurbel
pro Schaltschritt eingestellt werden kann. Hierfür besteht
das Pedalachsteil aus einer Hohlachse und darin angeordnetem
Bolzen. An der Stirnfläche des Exzenterelementes ist ein
Langloch zur Aufnahme der Hohlachse und des Bolzens ange
ordnet. Je nach Position der Hohlachse und des Bolzens im
Langloch ist der mit Änderung der Schaltstellung bewirkte
Verstellbereich größer oder kleiner.
Die dauerhafte Positionierung erfolgt dadurch, daß auf das
über die Länge der Hohlachse hinausgehende Gewindeteil des
Bolzens eine Mutter aufgeschraubt wird.
Ein letzter Vorteil der Erfindung besteht darin, die
Strecke des Rückwärtstretens bis zur Aktivierung des
Verstellmechanismus einstellen zu können. Erreicht wird
dies dadurch, daß die Freilaufhülse auf einer Buchse
gelagert wird. Diese Buchse erfüllt die Wirkung eines
Gleitlagers auf dem Pedalachsteil. An dieser Buchse ist
eine Feder befestigt, die um den Pedalachsteil gewickelt
und dort ein zweites Mal befestigt ist.
Beim Vorwärtstreten dreht sich die Freilaufhülse, die in
einer Passung in der Einschraubhülse sitzt, auf der Buchse.
Beim Rückwärtstreten blockiert die Freilaufhülse die
Buchse, die daran befestigte Feder spannt sich auf bis sie
auf dem Pedalachsteil blockiert und den Schaltvorgang des
Exzenterelementes auslöst.
In Abhängigkeit der gewählten Länge der als Blattfeder
ausgebildeten Feder ist es damit beispielsweise möglich,
den Schaltvorgang bereits nach einer viertel
Rückwärtsdrehung oder auch nach vollen zwei
Rückwärtsdrehungen auszulösen.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung durch eine erste
Ausführungsform eines Stellgliedes mit an den
Stirnseiten angeordneten Mitnahmeelementen und
Mitnahmevertiefungen bei auseinandergebautem
Pedalachsgehäuse,
Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung durch das Stellglied
nach Fig. 1 mit zusammengebautem Pedalachsgehäuse
und montierter Freilaufeinrichtung,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Stirninnenseite des
Gegenstückes gemäß Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht auf die Stirnseite des
Exzenterelementes gemäß Fig. 1,
Fig. 5 die erste Buchsfeder Freilaufeinrichtung gemäß
Fig. 2 mit Aussparung,
Fig. 6 die zweite Buchse der Freilaufeinrichtung gemäß
Fig. 2 mit Nase,
Fig. 7 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 5,
Fig. 8 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 6,
Fig. 9 eine Schnittdarstellung durch eine zweite
Ausführungsform eines Stellgliedes mit an der
Außenseite des Gegenstückes angeordneten
Mitnahmeelementen,
Fig. 10 das Gegenstück gemäß Fig. 9,
Fig. 11 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 10,
Fig. 12 das Exzenterelement gemäß Fig. 9,
Fig. 12a das Exzenterelement mit variablem Verstellbereich
des Schaltschrittes,
Fig. 13 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 12,
Fig. 13a eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 12a,
Fig. 14 eine Hülse mit Langloch zur asymmetrischen
Verstellung der Tretkurbellänge,
Fig. 15 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 14,
Fig. 16 eine Hülse mit Standardgewindebohrung,
Fig. 17 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 16,
Fig. 18 eine Hohlachse,
Fig. 19 ein Bolzen zur Befestigung der Hohlachse,
Fig. 20 eine Ausführungsform einer Freilaufhülse,
Fig. 21 eine um 90° gedrehte Ansicht zu Fig. 20,
Fig. 22 eine Schnittdarstellung des Stellgliedes mit
einer weiteren Ausführungsform der
Freilaufeinrichtung.
Wie für eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstands aus Fig. 1 zu ersehen
ist, besteht das separate Stellglied 1 aus einem
auseinanderschraubbaren Pedalachsgehäuse 2, einem
darin angeordneten Exzenterelement 3 mit Pedalachsteil 4
und einem mit dem Exzenterelement 3 korrespondierendem Ge
genstück 5 mit Einschraubgewindeteil 6.
Das Einschraubgewindeteil 6 besitzt ein Außengewinde, mit
welchem es in die Gewindebohrung des Tretkurbelarmes einge
schraubt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1
übergreift das Pedalachsgehäuseteil 2a das Pedalachsgehäu
seteil 2b. In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante darge
stellt, bei welcher das Pedalachsgehäuseteil 2c das Pedal
achsgehäuseteil 2d übergreift.
Das Pedalachsteil 4 dient der Aufnahme und Lagerung einer
herkömmlichen Pedale, beispielsweise einer Normal- oder Si
cherheitspedale.
Das Gegenstück 5 ist gleichzeitig Teil des Pedalachsgehäu
ses 2 und wird über ein Außengewinde 10a in ein Innengewinde 11a
des gegenüberliegenden Teils des Pedalachsgehäuses 2 einge
schraubt.
Das Gegenstück 5 weist an seiner Stirninnenseite 10 im vor
liegenden Ausführungsbeispiel, wie auch aus Fig. 3 zu erse
hen ist, zwei Mitnahmeelemente 7 auf, welche als Kugeln
ausgebildet sind. Die Kugeln sind in Bohrungen 13 angeord
net und werden von Federn 14 beaufschlagt. Die auf die Ku
geln 7 wirkende Federkraft ist über Einstellelemente ein
stellbar.
Es ist bei diesem Ausführungsbeispiel selbstverständlich
möglich, mehr als zwei Kugeln anzuordnen und die Kugeln von
einer oder mehreren zentral angeordneten Federn zu beauf
schlagen.
Das Exzenterelement 3 weist an seiner Stirnseite 11 Mitnah
mevertiefungen 8 auf. Die symmetrische Anordnung der vier
Mitnahmevertiefungen 8 ist aus Fig. 4 ersichtlich. Zwischen
den Mitnahmevertiefungen 8, welche als halbkugelförmige
Ausnehmungen ausgebildet sind, befindet sich eine Lauffläche
9.
Im zusammengeschraubten Zustand des Pedalachsgehäuses 2,
wie aus Fig. 2 ersichtlich, stehen die Mitnahmeelemente 7
mit zugeordneten Mitnahmevertiefungen 8 im Eingriff und de
finieren so die wirksame Länge des Tretkurbelarmes.
Die unterschiedliche wirksame Länge des Tretkurbelarmes in
Abhängigkeit der Stellung der Mitnahmeelemente 7 in den
Mitnahmevertiefungen 8 resultiert daraus, daß das Ein
schraubgewindeteil 6 bezüglich der Linie 12 zentrisch und
das Pedalachsteil 4 bezüglich der Linie 12 exzentrisch an
geordnet ist.
Neben der hier beschriebenen Anordnung ist es selbstver
ständlich auch möglich, die Mitnahmeelemente 7 am Exzenter
element 3 und die Mitnahmevertiefungen 8 im Gegenstück 5
anzuordnen.
Die Pedale ist in den Figuren nur schematisch dargestellt und umgibt
das Pedalachsteil 4.
Auf dem Pedalachsteil 4 wird zum Zusammenwirken mit der Pe
dale eine Freilaufeinrichtung angeordnet, welche montiert
in Fig. 2 und in ihrem Aufbau in den Fig. 5 bis 8 darge
stellt ist.
Die Freilaufeinrichtung besteht aus einer ersten Buchse 16,
welche eine Aussparung 17 aufweist. In die erste Buchse 16
wird eine zweite Buchse 18 eingeschoben, welche eine Nase
19 aufweist. Die zweite Buchse 18 besitzt ferner eine Öff
nung 22a zur Aufnahme einer Feder.
Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, bildet die Aussparung 17 ei
ne Anschlagkante 20a für die Vorwärtsfahrt und eine An
schlagkante 21a für den Rückwärtstritt, wobei von der An
schlagkante 21a aus die Längenverstellung des Tretkurbelar
mes aktiviert wird.
Die erste Ausführungsform der Erfindung soll nunmehr in ih
rem dynamischen Zustand beschrieben werden. Hierzu ist das
vollständig montierte separate Stellglied 1 mit dem Ein
schraubgewindeteil 6 in die Gewindebohrung eines handelsüb
lichen Tretkurbelarmes eingeschraubt und das Pedalachsteil
4 befindet sich mit der eingebauten Freilaufeinrichtung in
einer handelsüblichen Pedale. Die Mitnahmeelemente 7 stehen
mit Mitnahmevertiefungen 8 in Eingriff und definieren die
Stellung "mittlere Tretkurbelarmlänge".
Beim Vorwärtstreten nimmt die Freilaufeinrichtung Freilauf
stellung ein, das heißt, das Pedalachsteil 4 trägt über
Lager die freidrehenden Pedale und das Fahrrad wird mit der mitt
leren Tretkurbelarmlänge angetrieben.
Beim Rückwärtstreten, im vorliegenden Ausführungsbeispiel
um 135°, gelangt die Nase 19 der zweiten Buchse 18 entlang
der Aussparung 17 zu der Anschlagkante 21a. Mit Erreichung
dieser Anschlagkante 21a wird der Pedalachsteil 4 mit
Exzenterelement 3 mit der Pedale drehfest verbunden und der
Tretkurbelarmlängenverstellmechanismus aktiviert.
Je nach Ausgangsposition der zwei möglichen Stellungen
"mittlere Tretkurbelarmlänge" gleiten die Mitnahmeelemente
7 nun entlang der Lauffläche 9 bis zum Einrasten in die
nächste Schaltposition oder - falls gewünscht - darüber
hinaus nochmals über die Mittelposition in die andere Ex
tremstellung.
Werden für besondere Anwendungsfälle mehr als drei Schalt
stellungen benötigt, ist dies problemlos über eine größere
Anzahl von Mitnahmevertiefungen 8 möglich.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 9-
20 dargestellt, wobei die Fig. 12a und 13a eine Möglichkeit
zur variablen Einstellung der Schaltschritte und die Fig.
14 und 15 eine Möglichkeit zur asymmetrischen Längeneinstellung
beschreiben und auch für die erste Ausführungsform
der Erfindung anwendbar sind.
Der wesentliche Unterschied der in den Fig. 9 bis 13a dar
gestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung gegenüber
der voranstehend beschriebenen Ausführungsform besteht
darin, daß die Mitnahmeelemente 7 und Mitnahmevertiefungen 8
nicht an den Stirnflächen von Exzenterelement 3 und Gegen
stück 5 angeordnet sind, sondern an den radialen Innen
bzw. Außenflächen dieser Elemente.
Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, besitzt das Gegenstück 5 an
seiner Außenseite 10b eine Bohrung 13 zur Aufnahme der als
Kugeln ausgebildeten Mitnahmeelemente 7. Die Mitnahmeele
mente 7 werden durch eine in der Bohrung 13 angeordnete Fe
der 14 beaufschlagt.
Das Gegenstück 5 besitzt weiterhin einen Anschlag 5a und
eine Kugellauffläche 5b sowie ein Einschraubgewindeteil 6.
Das Exzenterelement 3 besitzt, wie aus den Fig. 9, 12 und
12a zu ersehen ist, eine Passung für das Gegenstück 5, in
welcher eine Kugellauffläche 3a eingearbeitet ist. Die Ku
gellauffläche 3a korrespondiert im montierten Zustand mit
der Kugellauffläche 5b.
Das Exzenterelement 3 weist im vorliegenden Ausführungsbei
spiel vier um 90° versetzte Bohrungen 8 auf. Im montierten
Zustand greifen in jeweils 2 gegenüberliegende Bohrungen 8
die Mitnahmeelemente 7 ein. Die Verstellung des Exzenter
elementes 3 erfolgt im Zusammenwirken mit einer Freilauf
vorrichtung analog wie im voranstehenden Ausführungsbei
spiel beschrieben.
Je nach Ausführungsform der Vorrichtung ist es möglich, das
Pedalachsteil 4 an dem Exzenterelement fest anzuformen und
massiv auszubilden, oder das Pedalachsteil 4 aus einer
Hohlachse 20 und einem darin angeordneten Bolzen 21 zu bil
den, wobei Hohlachse 20 und Bolzen 21 in einem Langloch 23
an der Stirnfläche 22 des Exzenterelementes 3 angeordnet
sind.
Die Gestaltung der Bauteile für diese Ausführungsform ist
in den Fig. 13a, 18 und 19 dargestellt.
Das Langloch 23 ist derart ausgebildet, daß es an der äuße
ren Stirnfläche des Exzenterelementes 3 passend zur
Hohlachse 20 und an der inneren Stirnfläche passend zum
Bolzen 21 gearbeitet ist. Zur Montage des Pedalachsteiles 4
wird die Hohlachse 20 von außen und der Bolzen 21 von innen
in das Langloch 23 gesteckt. Da der Bolzen 21 an seinem
hinteren Ende ein Gewinde besitzt und länger ist als die
Hohlachse 20, kann hierdurch im Zusammenwirken mit einer
Mutter die Hohlachse 20 gekontert und somit am Exzenter 3
befestigt werden.
In dem Langloch 23 ist es nun möglich, durch Lösung der
Konterung die Hohlachse 20 und den Bolzen 21 nach oben bzw.
nach unten zu bewegen. Hierdurch werden unterschiedliche
stufenlose Verstellbereiche der Kurbellänge erreicht.
Zur asymmetrischen Einstellung der Tretkurbellänge ist vor
gesehen, daß in die Gewindebohrung zur Aufnahme der Pedal
achse des handelsüblichen Tretkurbelarmes eine Hülse 18a mit
einem Langloch 19a zur Aufnahme des Einschraubgewindeteils 6
eingeschraubt ist. Eine derartige Hülse ist in Fig. 14 und
15 dargestellt.
Das Einschraubgewindeteil 6 ist in dem Langloch 19a stufen
los nach oben bzw. unten verstellbar und wird in der ge
wünschten Position mittels einer in den Figuren nicht dar
gestellten Gewindehülse mit Innensechskant fixiert.
Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn aus orthopädischen Gründen körperbaulich bedingte, un
terschiedliche Beinlängen der Radfahrer ausgeglichen werden
sollen.
Ist ein derartiger Ausgleich nicht erforderlich, so kann
die Hülse 18a mit Langloch 19a durch die in den Fig. 16 und
17 dargestellte Hülse 16a mit zentrischer Gewindebohrung 17a
ersetzt werden.
Nachfolgend soll die Funktion der Freilaufeinrichtung an
Hand einer zweckmäßigen Ausführungsform für die in Fig. 9
dargestellte Ausführungsvariante des Stellgliedes 1 be
schrieben werden.
In den Fig. 20 und 21 ist eine Einschraubhülse 25 darge
stellt, in welcher sich die eigentliche Freilaufeinrichtung
befindet.
Die Einschraubhülse 25 wird in die Pedale eingeschraubt und
ist daher den verschiedenen Pedaltypen bezüglich der Abmes
sungen und Einbaulänge angepaßt.
Die Einschraubhülse 25 weist in ihrem vorderen Teil 26 eine
Aussparung 27 zur Einführung einer auf der Freilaufhülse 28
befindlichen Nase eines Nasenringes auf. Hinter dieser Aus
sparung besitzt die Einschraubhülse 25 eine Nut 29 zur Auf
nahme der Nase des Nasenringes.
In der Nut 29 liegt zusätzlich eine in den Figuren nicht
dargestellte Feder, welche einerseits an der Nase und ande
rerseits an der Einschraubhülse 25 befestigt ist. Die Befe
stigung der Feder erfolgt zweckmäßigerweise über einen An
schlag in der Nut 29, beispielsweise eine in die Nut ein
schraubbare Madenschraube.
Die Umschaltung zwischen den Schaltstellungen, also das
Drehen des Exzenterelementes 3, wird durch Rückwärtstreten
der Pedalen erreicht. Hierbei läuft sich die Freilaufhülse
28 auf dem Pedalachsteil 4 fest. Dadurch dreht sich die
Nase in der Nut 29, spannt die Feder und läuft gegen den
Anschlag. Bei nunmehr weiteren Rückwärtstreten wird
hierdurch jetzt das Pedal festgehalten und das
Exzenterelement 3 gedreht.
Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung der Strecke des
Rückwärtstretens bis zur Aktivierung des
Verstellmechanismus ist in Fig. 22 dargestellt und besteht
darin, daß die Freilaufhülse 30 auf einer Buchse 31
gelagert wird. Diese Buchse 31 erfüllt die Wirkung eines
Gleitlagers auf dem Pedalachsteil 4. An dieser Buchse 31
wird eine Feder 32 befestigt, die im den Pedalachsteil 4
gewickelt und dort ein zweites Mal befestigt wird.
Beim Vorwärtstreten dreht sich die Freilaufhülse 30, die in
einer Passung in der Einschraubhülse 33 sitzt, auf der
Buchse 31.
Beim Rückwärtstreten blockiert die Freilaufhülse 30 die
Buchse 31, die daran befestigte Feder 32, welche im
vorliegenden Ausführungsbeispiel als Blattfeder ausgebildet
ist, spannt sich auf bis sie auf dem Pedalachsteil 4
blockiert und den Schaltvorgang des Exzenterelementes
auslöst.
Es ist selbstverständlich, daß die Merkmale der hier be
schriebenen Ausführungsform der Freilaufeinrichtung unter
Berücksichtigung der konstruktiven Gegebenheiten ausge
tauscht bzw. miteinander kombiniert werden können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier darge
stellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist es
möglich, durch Variation der einzelnen Elemente und Merkma
le weitere Ausführungsformen zu realisieren, ohne den Rah
men der Erfindung zu verlassen.
Claims (23)
1. Vorrichtung zur Tretkurbelarmlängenverstellung an Tret
kurbeln für Fahrräder mit einem zwischen Tretkurbelarm
und Pedale wirkendem Exzenter und einer Freilaufein
richtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß am handelsüblichen Tretkurbelarm eine Pedale mit
einem Pedalachsgehäuse vorgesehen wird, in dem ein
separates Stellglied (1) angeordnet ist, welches aus
einem Exzenterelement (3) mit Pedalachsteil (4) für die
Lagerung einer handelsüblichen Pedale und einem mit dem
Exzenterelement (3) korrespondierendem Gegenstück (5)
mit Einschraubgewindeteil (6) für die Tretkurbel
besteht, wobei das Gegenstück (5) und das
Exzenterelement (3) jeweils Mitnahmeelemente (7) oder
Mitnahmevertiefungen (8) aufweisen und im montierten
Zustand die Mitnahmeelemente (7) mit zugeordneten Mit
nahmevertiefungen (8) in Eingriff stehen und die wirksame
Länge des Tretkurbelarmes, definieren und die Zuordnung
der Mitnahmevertiefungen (8) zu den Mitnahmeelementen (7) und
damit die Einstellung der wirksamen Länge der
Tretkurbelarme durch Rückwärtsdrehung der
Tretkurbelarme im Zusammenwirken mit der auf dem
Pedalachsteil (4) angeordneten Freilaufeinrichtung
erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gegenstück (5) an seiner Stirninnenseite (10)
mindestens zwei Mitnahmeelemente (7) und das Exzenter
element (3) an seiner Stirnseite (11) mindestens vier
in einer Lauffläche (9) angeordnete Mitnahmevertiefungen
(8) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gegenstück (5) an seiner Stirninnenseite (10)
mindestens vier Mitnahmevertiefungen (8) und das Exzenter
element (3) an seiner Stirnseite (11) mindestens zwei
Mitnahmeelemente (7) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnahmeelemente (7) radial an der Außenseite
(10b) des Gegenstückes (5) und die Mitnahmevertiefungen
(8) radial an der Innenseite (11b) des
Exzenterelementes (3) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnahmevertiefungen (8) an der Außenseite
(10b) des Gegenstückes (5) und die Mitnahmeelemente (7)
an der Innenseite (11b) des Exzenterelementes (3) an
geordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einschraubgewindeteil (6) bezüglich der Linie
(12) zentrisch und das Pedalachsteil (4) bezüglich der
Linie (12) exzentrisch angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnahmeelemente (7) Kugeln und die Mitnahme
vertiefungen (8) halbkugelförmige Ausnehmungen oder
Bohrungen (13) sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugeln mit in Bohrungen (13) angeordneten
Federn (14) beaufschlagt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Kugeln von einer zentral angeordneten
Feder beaufschlagt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Kugeln wirkende Federkraft über
Einstellelemente einstellbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Freilaufeinrichtung aus einer ersten Buchse
(16) mit einer Aussparung (17) und einer in der ersten
Buchse (16) angeordneten zweiten Buchse (18) mit einer
Nase (19) besteht, wobei die Freilaufeinrichtung beim
Vorwärtstreten Freilaufstellung einnimmt und beim Rück
wärtstreten das Pedalachsteil (4) fest mit der Pedale
verbindet und das Exzenterelement (3) seine Position
gegenüber dem Gegenstück (5) verändert und die Mitnah
meelemente (7) sich entlang einer Lauffläche (9) bewegen
und in die nächsten Mitnahmevertiefungen (8) eingrei
fen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Gewindebohrung zur Aufnahme der Pedalachse
an dem handelsüblichen Tretkurbelarm eine Hülse (16a) mit
einer zentrischen Gewindebohrung (17a) zur Aufnahme des
Einschraubgewindeteiles (6) eingeschraubt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Gewindebohrung zur Aufnahme der Pedalachse
an dem handelsüblichen Tretkurbelarm eine Hülse (18a) mit
einem Langloch (19a) zur Aufnahme des Einschraubgewin
deteiles (6) eingeschraubt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionierung des Einschraubgewindeteiles (6)
im Langloch (19a) mittels einer Gewindehülse mit Innen
sechskant erfolgt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 12, 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Zuordnung der Mitnahmevertiefungen (8) zu
den Mitnahmeelementen (7) und/oder die Positionierung
des Einschraubgewindeteils (6) im Langloch (19a) der
Hülse (18a) eine symmetrische oder asymmetrische
Einstellung der wirksamen Länge der Tretkurbelarme
erfolgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Pedalachsteil (4) massiv ausgebildet und an dem
Exzenterelement (3) fest angeformt ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pedalachsteil (4) aus einer Hohlachse (20) und
darin angeordnetem Bolzen (21) besteht und an der
Stirnfläche (22) des Exzenterelementes (3) ein Langloch
(23) zur Aufnahme der Hohlachse (20) und des Bolzens
(21) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Langloch (23) an der äußeren Stirnfläche des
Exzenterelementes (3) passend zur Hohlachse (20) und an
der inneren Stirnfläche passend zum Bolzen (21) gear
beitet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Bolzen (21) länger ist als die Hohlachse (20)
und an seinem hinteren Ende ein Gewinde (24) zur Auf
nahme mindestens einer Mutter aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Freilaufeinrichtung aus einer Einschraubhülse
(25) mit Nut (29) und Aussparung (27) und auf dem
Pedalachsteil (4) angeordneter Freilaufhülse (28) mit
Nasenring und daran angeformter Nase besteht.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Nut (29) eine Feder und ein Anschlag
angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Freilaufhülse (30) auf einer Buchse (31),
welche als Gleitlager auf dem Pedalachsteil (4) wirkt,
gelagert ist und an dieser Buchse eine Feder (32)
befestigt ist, welche um den Pedalachsteil (4)
gewickelt und dort mit ihrem anderen Ende befestigt
ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (32) eine Blattfeder ist.
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