DE3346139A1 - Pedal drive, in particular for a cycle or the like - Google Patents
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Abstract
Description
Tretantrieb, insbesondere für ein Fahrrad od. dgl. Pedal drive, especially for a bicycle or the like.
B e s c h r e i b u n g Die Erfindung betrifft ein Tretgetriebe, insbesondere für ein Fahrrad od. dgl., gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1. B e s c h r e i b u n g The invention relates to a pedal gear, in particular for a bicycle or the like, according to the preamble of claim 1.
Der hier angesprochene Tretantrieb ist für zwei- und dreirädrige Fahrräder> aber auch Vierradtretfahrzeuge, wie beispielsweise Spielzeug-Go-Carts, oder Tretboote einsetzbar.The pedal drive referred to here is for two- and three-wheel bicycles> but also four-wheel pedal vehicles such as toy go-carts or pedal boats applicable.
Üblicherweise zu diesem Zweck verwendete Tretantriebe verfügen über zwei um 1800 zueinander versetzt, also gegenüberliegend mit annähernd gleichem Abstand von einer gemeinsamen mittigen Drehachse angeordnete Pedale, die sich zum Antrieb des Fahrrads od. dgl. auf einer Kreisbahn bewegen. Diese Kreisbahn verläuft zentrisch zur Drehachse eines Abtriebs- rades. Letzteres ist üblicherweise getrieblich mit mindesto einem Rad od. dgl. des anzutreibenden Fahrzeugs verbunden, kann aber auch Bestandteil eines Rades sein.Pedal drives usually used for this purpose have two offset from each other by 1800, i.e. opposite each other with approximately the same distance from a common central axis of rotation arranged pedals, which are used to drive of the bicycle or the like. Move on a circular path. This circular path runs centrally to the axis of rotation of an output rades. The latter is common geared to at least one wheel or the like of the vehicle to be driven, but can also be part of a wheel.
Ein solcher bekannter, praktisch ausschließlich anzutreffender Tretantrieb verfügt über mehrere Nachteile.Such a well-known, practically exclusively found pedal drive has several disadvantages.
Da die Pedale sich auf einer Kreisbahn bewegen, müssen beispielsweise bei einem Fahrradfahrer die Füße zwangsläufig auch einer Kreisbahn folgen. Das wirkt sich sowohl ergonomisch als auch physiologisch ungünstig aus.Since the pedals move on a circular path, for example in the case of a cyclist, the feet inevitably follow a circular path. That works both ergonomically and physiologically unfavorable.
In ergonomischer Hinsicht ist nämlich nur bei -bestimmten Abschnitten der Pedale auf der kreisbahn die zum Antrieb mögliche Kraft eines Fahrradfahrers in vollem Umfange auf den Tretantrieb auszuüben. Physiologisch gesehen ist der bekannte Tretantrieb nachteilig, weil sämtliche Beingelenke in großem Umfang beansprucht werden. Im übrigen ist eine rasche Auf- und Abbewegung der Beine erforderlich.From an ergonomic point of view this is only possible in certain sections the pedals on the circular path the power of a cyclist to drive them to exercise fully on the pedal drive. Physiologically, it is known Pedal drive disadvantageous because all leg joints are stressed to a large extent will. In addition, a quick up and down movement of the legs is required.
Schließlich besteht bei dem bekannten Tretantrieb permanent die Gefahr des Abrutschens der Füße von den Pedalen. Zudem erfordert ein solcher Tretantrieb einen erheblichen Aktionsraum durch die Kreisbewegung der Pedale.After all, with the known pedal drive there is a permanent risk the feet slipping off the pedals. In addition, such a pedal drive requires a considerable scope of action due to the circular movement of the pedals.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung der eingangs genannten Nachteile einen Tretantrieb dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Pedale eine Bewegungsbahn aufweisen, die eine ergonomisch und physiologisch günstige Krafteinleitung ermöglicht.The invention is based on the object to avoid the initially mentioned disadvantages to develop a pedal drive to the effect that the pedals have a trajectory that an ergonomically and physiologically favorable introduction of force enables.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist der erfindungsgemäße Tretantrieb die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 auf.To solve this problem, the pedal drive according to the invention has the characterizing features of claim 1.
Demnach sind erfindungsgemäß die Tretkurbeln "fliegend" an dem Tretantrieb gelagert, d. h. die Enden derselben ändern ihre Lage während einer Umdrehung des Abtriebsrades ständig.Accordingly, according to the invention, the cranks are "on the fly" to the Pedal drive mounted, d. H. the ends of the same change their position during one revolution of the output gear constantly.
Die den Pedalen abgewandten Enden der Tretkurbeln, die dem Abtriebsrad zugeordnet sind, beschreiben eine Kreisbahn gleichen Durchmessers konzentrisch zur Drehachse des Abtriebsrades. Im Gegensatz zu dem bekannten, üblicherweise verwendeten Tretantrieb für Fahrräder od. dgl. treiben die Tretkurbeln des erfindungsgemäßen Tretantriebs das Abtriebsrad also nicht direkt an dessen mittiger Drehachse an, sondern von einer Kreisbahn aus, auf der die zum Antrieb des Abtriebsrades dienenden Enden der Tretkurbeln sich ständig im Kreis bewegen, und zwar mit einer Drehfrequenz, die derjenigen des Abtriebsrades entspricht.The ends of the cranks facing away from the pedals, which are connected to the driven gear are assigned, describe a circular path of the same diameter concentric to Axis of rotation of the output gear. In contrast to the known, commonly used Pedal drive for bicycles or the like. Drive the cranks of the invention So when the drive is driving the output gear does not come directly to its central axis of rotation, but from a circular path on which the ones used to drive the output gear The ends of the cranks are constantly moving in a circle, with a rotational frequency which corresponds to that of the driven gear.
Durch das jeder Tretkurbel zugeordnete Ausgleichsgetriebe werden in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Abtriebsrades die Neigungen der Tretkurbeln in bezug auf ihre Längsrichtung stetig verändert. Durch eine solche Lagerung der Tretkurbeln des erfindungsgemäßen Tretantriebs werden in Verbindung mit den beiden Ausgleichsgetrieben die Pedale in bezug auf ihre horizontalen Drehachsen annähernd auf einer Bahn entlang einer die beiden Pedale verbindenden und durch den Drehpunkt des Abtriebsrades verlaufenden, vorzugsweise geraden Linie geführt. Zu diesem Zweck verschwenkt das Ausgleichsgetriebe die Tretkurbeln ausgehend von ihrer Strecklage, bei der die Längsrichtungen der Tretkurbeln auf der vorstehend definierten, gedachten geraden Linie sich decken, derart, daß - wenn sich die dem Abtriebsrad zugeordneten Enden der Tretkurbeln entlang ihrer Kreisbahn von dieser gedachten Linie wegbewegen -die Neigung der Tretkurbeln so weit verändert wird, daß die Pedale wieder in etwa auf der gedachten (geraden) Linie liegen.Due to the differential gear assigned to each pedal crank, in Depending on the angle of rotation of the driven gear, the inclinations of the cranks in relation to constantly changing in their longitudinal direction. Such a storage of the cranks of the pedal drive according to the invention are in connection with the two differential gears the pedals with respect to their horizontal axes of rotation approximately along a path one connecting the two pedals and running through the fulcrum of the driven gear, preferably a straight line. For this purpose, the differential swivels the cranks starting from their extended position, in which the longitudinal directions of the Cranks on the imaginary straight line defined above are aligned, such that - if the ends of the cranks assigned to the driven gear extend along their circular path away from this imaginary line - the inclination of the cranks is changed so far that the pedals are again roughly on the imaginary (straight) Line lie.
Erfindungsgemäß ist jeder Tretkurbel ein Ausgleichsgetriebe zugeordnet. Dieses kann aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Rädern unterschiedlichen Durchmessers be- stehen, die durch ein Kraftübertragungsorgan, beispielsweise eine Kette oder einen Keilriemen, miteinander verbunden sind.According to the invention, each pedal crank is assigned a differential gear. This can be different from two spaced apart wheels Diameter loading stand, which through a power transmission organ, for example a chain or a V-belt, are connected to one another.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jedes erfindungsgemäße Ausgleichsgetriebe ein als Kettenrad ausgebildetes Großrad auf, welches feststehend, zentrisch zum Abtriebsrad gelagert ist. Diesem Großrad ist ein Kleinrad, z. B. ein Kettenritzel zugeordnet, welches exzentrisch zur Drehachse des Abtriebsrades drehbar gelagert ist, und zwar mit Abstand vom Großrad. Der Antrieb eines Kleinrades bzw. Kettenrades jedes Ausgleichsgetriebes erfolgt durch eine Tretkurbel.In an advantageous embodiment of the invention, each Differential gear according to the invention on a large wheel designed as a sprocket, which is fixed and mounted centrally to the output gear. This big wheel is a small wheel, e.g. B. assigned a chain pinion, which is eccentric to the axis of rotation the output gear is rotatably mounted, at a distance from the large gear. The drive a small wheel or chain wheel of each differential gear is carried out by a pedal crank.
Den Abstand des Kleinrades zum Großrad eines jeden Ausgleichsgetriebes hält ein drehbar im Mittelpunkt des Großrades angelenktes Lagerungsorgan. Letzeres bewegt sich zusammen mit dem Kleinrad um das jeweilige Großrad des betreffenden Ausgleichsgetriebes planetenartig herum nämlich auf einer Kreisbahn. Der Antrieb des um das Großrad (Kettenrad) kreisenden Kleinrades (Kettenritzel) erfolgt von der dazugehörigen Tretkurbel aus, die eine Drehbewegung auf das Kettenrad ausübt, welches sich infolge der getrieblichen (Ketten-)Verbindung zwischen den beiden Rädern jedes Ausgleichsgetriebes in abwälzendem Sinne mit der Drehfrequenz des Abtriebsrades um das als Sonnenrad wirkende Großrad herumbewegt.The distance between the small gear and the large gear of each differential holds a rotatably hinged storage element in the center of the large wheel. The latter moves together with the small wheel around the respective large wheel of the relevant Differential gear like a planet around namely on a circular path. The drive the small wheel (chain pinion) revolving around the large wheel (chain wheel) is carried out by the corresponding crank, which exerts a rotary movement on the sprocket, which is due to the geared (chain) connection between the two wheels each differential gear in a rolling sense with the rotational frequency of the output gear moved around the large gear acting as a sun gear.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindund weist das Ausgleichsgetriebe ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 2 auf, d. h. das Kettenritzel weist die halbe Zähnezahl des Kettenrades auf. Entsprechend ist der Durchmesser des Kettenritzels in etwa halb so groß wie der Durchmesser des (größeren) Kettenrades. Durch ein solches übersetzungsverhältnis im Ausgleichsgetriebe wird sichergestellt, daß die Tretkurbeln nach einem Zyklus des Tretantriebs, also nach einer vollständigen Umdrehung des Abtriebsrades, wieder ihre Ausgangslage einnehmen. Da- mit ist jeder Relativlage des Abtriebsrades eine genau definierbare Stellung bzw. Lage der Tretkurbeln zugeordnet.In a particularly advantageous embodiment of the invention the differential gear has a gear ratio of 1: 2, d. H. the engine sprocket has half the number of teeth on the sprocket. The diameter is corresponding of the chain sprocket about half as large as the diameter of the (larger) chain wheel. Such a transmission ratio in the differential ensures that that the cranks after a cycle of the pedal drive, so after a complete Rotation of the driven gear, return to their original position. There- with each relative position of the output gear is a precisely definable position or position assigned to the cranks.
Auf diese Weise ist auch stets gewährleistet, daß die Längsrichtungen der beiden gegenüberliegend mit entgegengesetzten Richtungen dem Abtriebsrad zugeordneten Tretkurbel-n stets parallel zueinander verlaufen und in einer Streckstellung des Tretantriebes auf einer gemeinsamen Linie liegen.In this way it is always guaranteed that the longitudinal directions of the two opposite with opposite directions associated with the output gear Pedal cranks always run parallel to each other and in an extended position of the Pedal drive lie on a common line.
Des weiteren wird für ein optimales Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgeschlagen, die Länge- der Kurbeln in bezug auf den Abstand der Drehachsen des Kettenritzels und der Pedale gleich dem Achsabstand zwischen den Kettenritzeln und den Kettenrädern der Ausgleichsgetriebe auszubilden. In Verbindung mit dem übersetzungsverhältnis der Ausgleichsgetriebe von 1 : 2 wird durch eine derartige Bemessung des erfindungsgemäßen Tretantriebs erreicht, daß sich die Pedale stets auf einer geradlinigen Bahn bewegen. Dann läßt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Tretantriebs eine transversale Tretbewegung in eine rotierende Bewegung des Abtriebsrades umwandeln.Furthermore, for an optimal embodiment of the invention proposed the length of the cranks in relation to the distance between the axes of rotation of the The chain sprocket and the pedals are equal to the center distance between the chain sprockets and to train the sprockets of the differential gear. In connection with the gear ratio the differential gear of 1: 2 is by such a dimensioning of the invention Pedal drive achieved that the pedals always move on a straight path. Then a transverse pedaling movement can be made with the aid of the pedal drive according to the invention convert into a rotating movement of the output gear.
Bei einem anderen Verhältnis zwischen der Länge der Tretkurbeln und dem Achsabstand der Räder der Ausgleichsgetriebe bewegen sich die Pedale auf einer geringfügig von einer Geraden abweichenden Bahn, nämlich auf einer Ellipsenbahn.With a different ratio between the length of the cranks and the center distance of the wheels of the differential gears, the pedals move on one path deviating slightly from a straight line, namely on an elliptical path.
Je geringer die Differenz zwischen dem Achsabstand der einzelnen Räder der Ausgleichsgetriebe und den Längen der Tretkurbeln ist, desto weiter nähert sich die Ellipsenbewegung einer Linearbewegung an, d. h. desto kürzer wird die kleine Achse der Bewegungsellipse.The smaller the difference between the center distance of the individual wheels the closer it is to the differential and the lengths of the cranks the elliptical movement of a linear movement, d. H. the shorter the little one becomes Axis of the ellipse of motion.
Das erfindungsgemäße Getriebe ermöglicht den Antrieb eines Fahrrades od. dgl. durch eine hin- und hergehende Fußbewegung des Fahrrades. Die hin- und hergehende Hubbewegung der Pedale ermöglicht ein stets in etwa yleichgerichtetes Einlei- ten der Kraft in den Tretantrieb, und zwar bei entsprechender Anordnung desselben am Fahrrad od. dgl. exakt in Hubrichtung. So kann beispielsweise ein Fahrradfahrer stets seine volle Kraft auf den erfindungsgemäßen Tretantrieb entfalten, auch beim Anfahren. Schließlich ist im Gegensatz zur Bewegung der Pedale auf einer Kreisbahn bei der hin- und hergehenden Bewegung der Pedale eine Wegeinsparung von bis zu 57 % möglich. Eine effektivere Krafteinleitung ist so möglich, Im übrigen erfordert der erfindungsgemäß durch Hubbewegungen antreibbare Tretantrieb wesentlich geringeren Bewegungsraum als der konventionell durch kreisende Pedale antreibbare Antrieb.The transmission according to the invention enables a bicycle to be driven od. Like. By a back and forth foot movement of the bicycle. The back and forth Accompanying stroke movement of the pedals enables an always roughly rectified Introductory ten of the power in the pedal drive, with the appropriate Arrangement of the same on the bike or the like exactly in the stroke direction. For example a cyclist always uses his full power on the pedal drive according to the invention unfold, even when starting off. Finally, in opposition to the movement of the pedals a path saving on a circular path with the back and forth movement of the pedals of up to 57% possible. A more effective introduction of force is possible, by the way requires the pedal drive that can be driven by stroke movements according to the invention less room to move than that which can be driven conventionally by circling pedals Drive.
Das Abtriebsrad des erfindungsgemäßen Tretantriebes ist konzentrisch zu den beiden gleichachsig gelagerten Großrädern der beiden Ausgleichsgetriebe gelagert. Die Anordnung und Befestigung desselben kann erfindungsgemäß auf unterschiedliche Weise erfolgen. In jedem Falle läuft das Abtriebsrad mit der Drehfrequenz der als Koppeln ausgebildeten Lagerungsorgane für das Kettenritzel bzw. der Tretkurbeln um.The output gear of the pedal drive according to the invention is concentric to the two coaxially mounted large gears of the two differential gears. The arrangement and attachment of the same can according to the invention in different ways Way. In any case, the output gear runs at the rotational frequency of the as Coupling trained storage members for the chain pinion or the cranks around.
Beispielsweise kann das Abtriebsrad seitlich an einer drehbar in der Achsmitte der Großräder gelagerten Welle fest angeordnet sein.For example, the output gear can be rotated in the side of a Axis center of the large gears mounted shaft be fixed.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Abtriebsrad auch zwischen den in zwei parallelen Ebenen nebeneinanderliegend angeordneten Rädern der Ausgleichsgetriebe angeordnet sein. Eine Verbindung zwischen dem Abtriebsrad und einem danebenliegenden Lagerungsorgan der Kettenritzel ist in diesem Falle durch ein oder mehrere lösbare, Abstand haltende Befestigungsorgane hergestellt. Eine Verbindung zur mittigen Lagerstelle der Großräder der Ausgleichsgetriebe bzw. zur mittigen Welle erübrigt sich dann.According to another exemplary embodiment, the output gear can also between the wheels arranged side by side in two parallel planes the differential be arranged. A connection between the output gear and an adjacent storage element, the chain pinion is through in this case one or more detachable, spacing fastening members made. One Connection to the central bearing point of the large gears of the differential gear or to central shaft is then unnecessary.
Es können auch Alternativ zwei mit Abstand voneinander zwischen den Rädern der Ausgleichsgetriebe angeordnete Abtriebsräder vorhanden sein. Eine solche Anordnung ergibt einen symmetrisch aufgebauten Tretantrieb, der sich infolge des mittigen Abtriebs z. B. besonders für dreirädrige Fahrräder eignet.Alternatively, two spaced apart between the Wheels of the differential gears arranged output gears may be present. Such Arrangement results in a symmetrically constructed pedal drive, which is due to the central output z. B. particularly suitable for three-wheeled bicycles.
Weitere Merkmale der Erfindung betreffen die konstruktive Ausgestaltung der Koppeln und der Lagerstellen.Further features of the invention relate to the structural design the paddocks and storage locations.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 1 - 4 der Zeichnung näher erläutert.Two exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to 1 - 4 of the drawing explained in more detail.
Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Tretantrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Tretantriebs gemäß der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Tretantrieb gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Tretantriebs der Fig. 3.They show: FIG. 1 a cross section through a pedal drive according to FIG a first embodiment, FIG. 2 is a schematic side view of the pedal drive 1, 3 show a cross section through a pedal drive according to a second Embodiment, and FIG. 4 is a schematic side view of the pedal drive of Fig. 3.
Die Tretantriebe gemäß den hier gezeigten Ausführungsbeispielen sind durch zwei gegenüberliegende Pedale 10 antreibbar. Letztere sind jeweils mit einem außenliegenden Ende einer Tretkurbel 11 verbunden. Jede der beiden Tretkurbeln 11 treibt ein ihr zugeordnetes Ausgleichsgetriebe 12 an. Die Ausgleichsgetriebe 12 sind hier identisch ausgebildet, aber mit Abstand voneinander und um 180 ° zueinander versetzt angeordnet. Jedes Ausgleichsgetriebe 12 besteht aus einem drehbar von einer Tretkurbel 11 antreibbaren Kettenritzel 13 und einem feststehenden Kettenrad 15, die durch eine umlaufende Kette 14 getrieblich miteinander verbunden sind.The pedal drives according to the exemplary embodiments shown here are can be driven by two opposing pedals 10. The latter are each with one outer end of a crank 11 connected. Each of the two cranks 11 drives a differential gear 12 assigned to it. The differential gears 12 are designed identically here, but at a distance from one another and by 180 ° to one another staggered. Each differential gear 12 consists of a rotatable of one Pedal crank 11 driven chain pinion 13 and a fixed sprocket 15, the are connected to one another in a geared manner by a revolving chain 14.
Die Kettenräder 15 beider Ausgleichsgetriebe 12 sind mit Abstand voneinander gleichachsig auf einer feststehenden Lagerhülse 16 angeordnet. Die Lagerhülse 16 kann mit einem in den Figuren teilweise dargestellten Rahmen 17 eines Fahrrades od. dgl. horizontalliegend fest verbunden sein.The sprockets 15 of both differential gears 12 are spaced from one another arranged coaxially on a stationary bearing sleeve 16. The bearing sleeve 16 can with a frame 17 of a bicycle partially shown in the figures or the like. Be firmly connected horizontally.
Drehbar in der Lagerhülse 16 ist eine horizontale Welle 18 zentrisch zu den beiden nebeneinanderliegenden Kettenrädern 15 der Ausgleichsgetriebe 12 gelagert.A horizontal shaft 18 is rotatable in the center of the bearing sleeve 16 mounted to the two adjacent chain wheels 15 of the differential gear 12.
Mit den gegenüberliegenden, stirnseitigen Enden der Wellen 18 sind zwei als Koppeln 19.bzw. 20 ausgebildete Lagerungsorgane der Kettenritzel 13 in gegensinniger Relativlage zueinander verbunden. Den außenliegenden, freien Enden der Koppeln 19, 20 sind die Tretkurbeln Damit den Kettenritzeln 13 zugeordnet. Die derartig ausgebildeten und angeordneten Koppeln 19 bzw. 20 verfügen über mehrfache Funktionen. Einerseits übertragen die Koppeln 19, 20 die Kreisbewegung der sich um das als Sonnenrad wirkende Kettenrad 15 als Planetenrad drehenden Kettenritzel 13 jedes Ausgleichsgetriebes 12 auf die zentrisch zu den Kettenrädern 15 gelagerte Welle 18. Andererseits dienen die Koppeln 19 bzw. 20 als Abstandshalter zwischen dem Kettenritzel 13 und dem Ketenrad 15 jedes Ausgleichsgetriebes 12. Schließlich dienen die Koppeln 19, 20 ganz oder zumindest teilweise zur drehbaren Lagerung der Kettenritzel 13 an den Koppeln 19 bzw.With the opposite, front ends of the shafts 18 are two as coupling 19. or 20 trained bearing members of the chain pinion 13 in opposite relative position to each other connected. The outer, free ends of the couplings 19, 20, the pedal cranks are thus assigned to the chain sprockets 13. the Couples 19 and 20 designed and arranged in this way have multiple couplings Functions. On the one hand, the coupling 19, 20 transmit the circular motion of the themselves around the chain wheel 15 acting as a sun wheel as a planet wheel rotating chain pinion 13 each differential gear 12 on the centric to the sprockets 15 mounted Shaft 18. On the other hand, the coupling 19 and 20 serve as a spacer between the chain pinion 13 and the pinion 15 of each differential gear 12. Finally serve the coupling 19, 20 wholly or at least partially for the rotatable mounting of the Chain pinion 13 on the coupling 19 resp.
20.20th
Die beiden in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Tretantriebs weisen hinsichtlich des Übersetzungsverhältnisses der Ausgleichsgetriebe 12 und der Abmessungen der Koppeln 19 bzw. 20 sowie der Tretkurbeln 11 gezielte Abmessungen und Relativlagen auf. Dabei verfügen die doppelt vorhandenen Teile der hier gezeigten Tretan- Getriebe, beispielsweise die Koppeln 19 bzw. 20, die Ausgleichgetriebe 12 und die Tretkurbeln 11, über annähernd gleiche Abmessungen.The two exemplary embodiments of the invention shown in the figures Pedal drive have in terms of the gear ratio of the differential gear 12 and the dimensions of the coupling 19 and 20 and the pedal cranks 11 are targeted Dimensions and relative positions. The duplicate parts of the pedal shown here Transmission, for example the coupling 19 or 20, the differential 12 and the cranks 11, about the same Dimensions.
Der Teilkreisdurchmesser der Kettenritzel 13 entspricht dem Teilkreisradius der Kettenräder 15. Auf diese Weise verfügen die Kettenräder 15 über die doppelte Zähnezahl der Kettenritzel 13, wodurch die Ausgleichsgetriebe 12 ein gleiches Übersetzungsverhältnis von etwa 1 : 2 aufweisen. Zusätzlich ist der Achsabstand zwischen jedem Kettenrad 15 und den letzteren zugeordneten Kettenritzeln 13, also der Abstand zwischen einer zentrischen Drehachse 22 der Welle 18 und einer außermittigen Drehachse 23 der Kettenritzel 13, gleich der Länge der Tretkurbeln 11 zwischen einer horizontalen Drehachse 24 der Pedale 10 und der Drehachse 23 der Kettenritzel 13. In einer in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausgangsstellung der erfindungsgemäßen Tretantriebe liegen die Längsachsen beider Tretkurbeln 11 und beider Koppeln 19, 20 in parallel zur Zeichenebene liegenden Ebenen. Damit liegen in einer Ausgangsstellung des erfindungsgemäßen Tretantriebs die Mittelpunkte der Drehachsen 24 der Pedale 10 auf einer Linie durch den Mittelpunkt der Drehachse 22 der zentrisch liegenden Welle 18 zum Antrieb des Abtriebsrades 21, 25 bzw. zur Lagerung der Koppeln 19, 20. Hubartig bewegen sich die Pedale 10 mit den Mittelpunkten ihrer Drehachsen 24 entlang dieser gedachten, geradlinigen Linie bei der Betätigung des Tretantriebes, wenn dieser in voranstehend beschriebener Weise bemessen ist.The pitch circle diameter of the chain pinion 13 corresponds to the pitch circle radius of the sprockets 15. In this way, the sprockets 15 have doubled Number of teeth of the chain pinion 13, whereby the differential gear 12 has the same gear ratio of about 1: 2. In addition, there is the center distance between each sprocket 15 and the latter associated chain sprockets 13, so the distance between a central axis of rotation 22 of the shaft 18 and an eccentric axis of rotation 23 of the chain pinion 13, equal to the length of the cranks 11 between a horizontal axis of rotation 24 the pedals 10 and the axis of rotation 23 of the chain pinion 13. In one in FIGS 3 the starting position of the pedal drives according to the invention shown are the longitudinal axes both cranks 11 and both coupling 19, 20 lying parallel to the plane of the drawing Levels. Thus lie in a starting position of the pedal drive according to the invention the centers of the axes of rotation 24 of the pedals 10 on a line through the center the axis of rotation 22 of the centrally located shaft 18 for driving the output gear 21, 25 or for mounting the coupling 19, 20. The pedals 10 move like a lift with the centers of their axes of rotation 24 along this imaginary, straight line Line when actuating the pedal drive if this is described above Way is sized.
Die Drehachsen 24 liegen, wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich, sich auf einer Geraden gegenüber, d. h. die Drehachse 22 der Welle 18 und die Drehachsen 23 der Kettenritzel 13 liegen in einer Linie, und zwar ständig -ohne Abhängigkeit vom Drehwinkel. Auf der gleichen Linie liegen sich die Koppeln gegenüber, wobei die Tretkurbeln 11 stets parallel zueinander liegen, und zwar auch unabhängig vom Drehwinkel.The axes of rotation 24 are, as can be seen in particular from FIG. 2, facing each other on a straight line, d. H. the axis of rotation 22 of the shaft 18 and the axes of rotation 23 of the chain sprockets 13 are in a line, constantly -without dependency from the angle of rotation. The paddocks are opposite each other on the same line, with the cranks 11 are always parallel to each other, regardless of Rotation angle.
Die beiden in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Tretantriebes unterscheiden sich im wesentlichen durch die Anordnung und den Antrieb des Abtriebsrades 21 bzw. 25 an der zentrischen Welle 18 bzw.The two exemplary embodiments of the invention shown in the figures Pedal drive differ essentially in the arrangement and the drive of the output gear 21 or 25 on the central shaft 18 or
den Koppeln 20. In Abhängigkeit hiervon unterscheiden sich die Koppeln 19 bzw. 20 hinsichtlich ihrer konstruktiven Ausbildung.the paddocks 20. Depending on this, the paddocks differ 19 and 20 with regard to their constructive training.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tretantriebs weist ein zentrisch an einer Seite der mittigen Welle 18 angeordnetes Abtriebsrad 21 auf.The embodiment shown in Figs. 1 and 2 of the invention Pedal drive has a centrally arranged on one side of the central shaft 18 Output gear 21 on.
Letzteres ist vorzugsweise durch eine in den Figuren nicht dargestellte Schraubverbindung unverdrehbar mit der Welle 18 verbunden. Damit ist das Abtriebsrad 21 dieses Ausführungsbeispiels durch die von den Koppeln 19 auf die Welle ausgeübte Drehbewegung antreibbar. Alternativ kann entgegen der Darstellung in den Fig. 1 und 2 das Abtriebsrad 21 zusätzlich zur Verbindung mit der zentrischen Welle 18 wenigstens eine Verbindung 35 zu der dem Abtriebsrad 21 zugerichteten Koppel 19 aufweisen zur Vergrößerung der Stabilität des Tretantriebs.The latter is preferably through a not shown in the figures Screw connection non-rotatably connected to the shaft 18. This is the output gear 21 of this embodiment by the action of the coupling 19 on the shaft Rotary movement can be driven. Alternatively, contrary to the illustration in FIG. 1 and 2 the output gear 21 in addition to the connection with the central shaft 18 at least one connection 35 to the coupling 19 aligned with the output gear 21 have to increase the stability of the pedal drive.
Die Koppeln 19 sind in diesem Ausführungsbeispiel, wie insbesondere'die Fig. 1 zeigt, U-förmig an ihrem zur Lagerung der Kettenritzel 13 dienenden Ende ausgebildet. Dadurch ist eine in der Drehachse 23 liegende, horizontale Exzenterwelle 26, auf der das Kettenritzel 13 fest angeordnet ist, an zwei mit Abstand voneinander, an gegenüberliegenden Seiten des Kettenritzels 13 liegenden Lagerstellen 27 gelagert.The coupling 19 are in this embodiment, as in particular'die Fig. 1 shows, U-shaped at its end serving to support the chain pinion 13 educated. As a result, there is a horizontal eccentric shaft lying in the axis of rotation 23 26, on which the chain sprocket 13 is firmly arranged, on two at a distance from each other, bearing points 27 located on opposite sides of the chain pinion 13 are supported.
An einem außenliegenden Ende jeder Exzenterwelle 26 ist das dem Pedal 10 abgewandte Ende der Tretkurbel 11 gelagert.At an outer end of each eccentric shaft 26, that is the pedal 10 facing away from the end of the crank 11 mounted.
Die Lagerstellen 27 sind im hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Gleitlager 28 ausgebildet. Es können aber auch, wie in der Fig. 3 symbolisch dargestellt, Wälzlager, z. B.The bearing points 27 are in the embodiment shown here designed as a slide bearing 28. But it can also, as in FIG. 3 symbolically shown, rolling bearings, z. B.
Rillenkugellager oder auch Nadellager Verwendung finden.Deep groove ball bearings or needle bearings are used.
Der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte, den Figuren 1 und 2 entsprechende Tretantrieb eignet sich in besonders vorteilhafter Weise für Zweiräder durch sein außermittig, nämlich durch sein seitlich neben dem Rahmen 17 angeordnetes Abtriebsrad 21.The illustrated in this embodiment, Figures 1 and 2 corresponding pedal drive is particularly advantageous for two-wheelers by being off-center, namely by being arranged laterally next to the frame 17 Output gear 21.
Die Fig. 3' und 4 zeigen das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäSen Tretantriebs. Hier ist das Abtriebsrad 25 mittig zwischen den beiden parallel nebeneinanderliegenden Ausgleichsgetrieben 12 gelagert, also in Fahrradmitte. Entsprechend ist der hier nur angedeutete Rahmen 36 auszubilden.3 'and 4 show the second embodiment of the invention Pedal drive. Here the output gear 25 is in the middle between the two parallel juxtaposed Differential gears 12 stored, so in the middle of the bike. Correspondingly, this one is here to form only indicated frame 36.
Im Gegensatz zum vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, wo das Abtriebsrad 21 an der zentrischen Welle 18 befestigt ist, ist hier das Abtriebsrad 25 ausschließlich an einer der Koppeln 20 befestigt, und zwar an der an der Seite des Abtriebsrades 25 liegenden Koppel 20. Demgemä ist hier das Abtriebsrad 25 zwischen den beiden Ausgleichsgetrieben 12 gelagert, und zwar außermittig. Dadurch kann auch beim Tretantrieb dieses Ausführungsbeispiels der schematisch dargestellte Rahmen 36 mittig an der Lagerhülse 16 außerhalb des Bewegungsbereichs der rotierenden Teile des Tretantriebes angeordnet sein. Wie insbesondere die Fig. 4 zeigt, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Koppeln 20 scheibenförmig ausgebildet, nämlich mit in etwa elliptischer Grundfläche. Alternativ können die Koppeln 20 aber auch eine kreisförmige Grundfläche aufweisen.In contrast to the embodiment described above, where the output gear 21 is attached to the central shaft 18, here is the output gear 25 attached exclusively to one of the paddocks 20, namely on the one on the side the output gear 25 lying coupling 20. Accordingly, the output gear 25 is here between mounted on the two differential gears 12, eccentrically. This can also when the pedal drive of this embodiment, the frame shown schematically 36 in the center of the bearing sleeve 16 outside the range of motion of the rotating parts the pedal drive be arranged. As shown in particular in FIG. 4, in this case Embodiment, the coupling 20 is disc-shaped, namely with approximately elliptical base. Alternatively, the coupling 20 can also be circular Have base area.
Mit diesem Ausführungsbeispiel ist - wie aus der Fig. 3 ersichtlich - das Abtriebsrad 25 nicht mit der mittigen Welle 18 bzw. der Lagerhülse 16 verbunden, sondern mit einer demselben Zugeordneten Koppel 20. Zu diesem Zweck sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Abtriebsrad 25 und der entsprechenden Koppel 20 vier Kupplungsstellen 32 angeordnet. Letztere sind paarweise auf die Koppel 20 bzw. das'Abtriebsrad 25 verteilt, und zwar auf gegenüberliegende Seiten derselben in bezug auf die mittige Drehachse 22 bzw. Welle 18. Zu diesm Zweck weist die Koppel 20 bei diesem Ausführungsbeispiel einen freien Arm 37 auf, der um 1800 entgegengesetzt zu einem der Exzenterwelle 26 zugerichteten Arm 38 der Koppel 20 liegt. Dadurch sind die Kupplungsstellen 32 symmetrisch auf die Grundfläche des Abtriebsrades 25 bzw der Koppel 20 verteilt. Eine unverdrehbare, konzentrische Lagerung des Abtriebsrades 25 zu der mittigen Drehachse 22 bzw. der Lagerhülse 16 der Welle 18 ist dadurch gewährleistet.With this exemplary embodiment, as can be seen from FIG. 3 - the output gear 25 is not connected to the central shaft 18 or the bearing sleeve 16, but with a coupling 20 assigned to the same. For this purpose, with this Exemplary embodiment between the output gear 25 and the corresponding coupling 20 four coupling points 32 arranged. The latter are in pairs on the paddock 20 resp. das'Abtriebsrad 25 distributed, namely on opposite sides the same with respect to the central axis of rotation 22 or shaft 18. For this purpose, points the coupling 20 in this embodiment has a free arm 37, which around 1800 opposite to one of the eccentric shaft 26 trimmed arm 38 of the coupling 20 lies. As a result, the coupling points 32 are symmetrical on the base of the Output gear 25 or the coupling 20 distributed. A non-rotatable, concentric bearing of the output gear 25 to the central axis of rotation 22 or the bearing sleeve 16 of the shaft 18 is guaranteed.
Jede Kupplungsstelle 32 besteht hier aus einer dem Abtriebsrad 25 einerseits und der demselben zugeordneten Koppel 20 andererseits angeordneten zylindrischen Distanzhülse 33. Each coupling point 32 here consists of an output gear 25 on the one hand and the same associated coupling 20 on the other hand arranged cylindrical Spacer sleeve 33.
Diese bestimmt den Abstand zwischen dem Abtriebsrad 25 und der Koppel 20. Reib- und formschlüssig gehalten ist die Distanzhülse 33 zwischen der Koppel 20 und dem Abtriebsrad 25 durch eine lösbare Schrauben-Mutter-Verbindung 34. This determines the distance between the output gear 25 and the coupling 20. The spacer sleeve 33 is held frictionally and positively between the coupling 20 and the output gear 25 by a releasable screw-nut connection 34.
An dem zur Tretkurbel 11 gerichteten Arm 38 der Koppel 20 befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel nur eine Lagerstelle 29 für die Exzenterwelle 26. Eine zweite Lagerstelle 30 für jede Exzenterwelle 26 befindet sich an dem mit Abstand von der Koppel 20 befestigten Abtriebsrad 25.The coupling 20 is located on the arm 38 directed towards the crank 11 In this embodiment there is only one bearing point 29 for the eccentric shaft 26. A second bearing point 30 for each eccentric shaft 26 is located on the with Distance from the coupling 20 attached driven gear 25.
Die in der Fig. 3 dargestellten Lagerstellen 29 und 30 für die Exzenterwellen 26 verfügen über symbolisch dargestellte Wälzlager 31. Alternativ können auch hier - wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 - Gleitlagerungen Verwendung finden. The bearings 29 and 30 shown in FIG. 3 for the eccentric shafts 26 have roller bearings 31 shown symbolically. Alternatively, here - As in the embodiment of Fig. 1 - use sliding bearings.
Die dem Rahmen 36 gegenüberliegende Hälfte des Tretantriebes dieses Ausführungsbeispiels verfügt hier über kein Abtriebsrad. Gleichwohl ist zur Bildung der zweiten Lagerstelle 30 für die Exzenterwelle 26 auch hier ein Lagerungsorgan vorgesehen. Dieses ist als eine Scheibe 39 ausgebildet. Letztere ist-wie das Abtriebsrad 25 durch vier Kupplungsstellen 32 mit der ihr zugeordneten Koppel 20 ver- bunden. Die Grundfläche der Scheibe 39 entspricht hier derjenigen der Koppel 29, ist nämlich in etwa elliptisch ausgebildet. Alternativ kann die Grundfläche der Scheibe 39 jedoch auch kreisförmig sein. The half of the pedal drive opposite the frame 36 of this Embodiment here has no output gear. Nonetheless, it is about education of the second bearing point 30 for the eccentric shaft 26, here too, a bearing member intended. This is designed as a disk 39. The latter is like the output gear 25 through four coupling points 32 with the coupling 20 assigned to it. bound. The base area of the disk 39 corresponds to that of the coupling 29, namely roughly elliptical in shape. Alternatively, however, the base area of the disk 39 can also be circular.
Erforderlichenfalls känn in Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Fij. 3 die Scheibe 39 auch als Abtriebsrad ausgebildet sein. In diesem Fall verfügt der Tretantrieb über zwei nebeneinanderliegende Abtriebsräder 25, die sowohl gleiche als auch unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen können. Ein solcher Tretantrieb läßt sich vorteilhaft für z. B. Dreiräder einsetzen.If necessary, in a modification of the exemplary embodiment, the Fij. 3 the disk 39 can also be designed as a driven gear. In this case it has the pedal drive via two adjacent output gears 25, which are both the same as well as having different numbers of teeth. Such a pedal drive can be advantageous for z. B. Use tricycles.
Der erfindungsgemäße Antrieb läßt sich in abgewandelter Bauweise einsetzen, insbesondere mit nur einem Ausgleichsgetriebe 12 und den damit zusammenhängenden Organen, wie Koppeln 19, 20, aber ohne Pedale 10, beispielsweise als Getriebe zur Umwandlung und ggf. Über- oder Untersetzung motorischer Drehbewegungen in vorzugsweise translatorische Bewegungen.The drive according to the invention can be used in a modified design, in particular with only one differential gear 12 and the related Organs, such as coupling 19, 20, but without pedals 10, for example as a gear Conversion and, if necessary, step-up or step-down motor rotary movements into preferably translational movements.
Bezugszeichenliste 10 Pedal 11 Tretkurbel 12 Ausgleichsgetriebe 13 Kettenritzel 14 Kette 15 Kettenrad 16 Lagerhülse 17 Rahmen 18 Welle 19 Koppel 20 Koppel 21 Abtriebsrad 22 Drehachse 23 Drehachse 24 Drehachse 25 Abtriebsrad 26 Exzenterwelle 27 Lagerstelle 28 Gleitlager 29 Lagerstelle 30 Lagerstelle 31 Wälzlager 32 Kupplungsstelle 33 Distanzhülse 34 Schrauben-Mutter-Verbindung 35 Verbindung 36 Rahmen 37 Arm 38 Arm 39 Scheibe - Leerseite -LIST OF REFERENCE NUMERALS 10 pedal 11 pedal crank 12 differential gear 13 Chain sprocket 14 chain 15 sprocket 16 bearing sleeve 17 frame 18 shaft 19 coupling 20 Coupling 21 output gear 22 axis of rotation 23 axis of rotation 24 axis of rotation 25 output gear 26 eccentric shaft 27 Bearing 28 Plain Bearing 29 Bearing 30 Bearing 31 Rolling Bearings 32 Coupling Point 33 Spacer sleeve 34 Screw-nut connection 35 Connection 36 Frame 37 Arm 38 Arm 39 disc - blank page -
Claims (23)
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|---|---|---|---|
| DE19833346139 DE3346139A1 (en) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | Pedal drive, in particular for a cycle or the like |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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