DE890907C

DE890907C - Tretkurbelgetriebe fuer Fahrraeder

Info

Publication number: DE890907C
Application number: DEM5766D
Authority: DE
Inventors: Fritz Lienhard
Original assignee: MAGUS PATENTVERWERTUNGS GENOSS
Current assignee: MAGUS PATENTVERWERTUNGS GENOSS
Priority date: 1940-03-26
Filing date: 1940-12-31
Publication date: 1953-09-24

Description

Tretkurbelgetriebe für Fahrräder Es ist schon vielfach vorgeschlagen worden, das Tretkurbelgetriebe eines Fahrrades so auszubilden, daß die kreisförmige Bewegungsbahn der Pedale sich mehr einer linearen Form, d. h. einer mehr oder weniger gestreckten Kurve nähert, so daß sich die Beinbewegung mehr zu einem Auf- und Abwärtstreten gestaltet. Hierbei treten aber infolge der schroffen Bewegungsumkehr an den Enden .der Kurve unerwünschte Beschleunigungs- und Verzögerungsmomente auf, welche sich insbesondere beim hochgehenden Pedal in einem den Fahrer in hohem Maße störenden Stoß auf die Fußsohle äußern und trotz der größeren Kraftausnutzung eine rasche Ermüdung herbeiführen.
Aus diesem Grunde werden bei dem Tretkurbelgetriebe nach der Erfindung zur Erzielung einer kinematischen Verbesserung und vor allem zur Anpassung an die Struktur der Beine des Fahrers die Bewegungsphasen in Rückwärtsrichtung für die Hubumkehr und in Vorwärtsrichtung zur Hubumkehr nach Möglichkeit eliminiert.
Die Erfindung .geht von einem der bekannten Tretkurbelgetriebe mit von der Kreisbahn abweichender Kurbelbahn aus, bei -welchen beide Tretkurbeln einzeln für sich mittels einander diametral gegenüberliegender Drehzapfen in einem Läufer gelagert sind, welcher sich in einem im Fahrradrahmen festen Lagerkörper dreht, und auf dem Drehzapfen jeder Tretkurbel .ein Planetenrad befestigt ist, -welches mit einem am Lagerkörper undrehbar angebrachten Zahnkranz zusammenwirkt, und sie besteht im wesentlichen darin, daß die Planetenräder unmittelbar in den mit Innenverzahnung versehenen, zu ihnen im Übersetzungsverhältnis 2 : i stehenden Zahnkränzen kreisen, die beiderseits an dem scheibenförmig ausgebildeten Lagerkörper angesetzt sind, und daß die Länge der Tretkurbeln größer ist .als jene der Hebelarme des Läufers, so daß beim Vorwärtstreten der beiden um ihre Drehzapfen sich drehenden Tretkurbeln der Läufer eine Drehbewegung in entgegengesetztem Sinne .ausführt, wobei die Tretkurbeln so gestellt sind, daß die größere Achse der elliptischen Pedalbahn unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt ist.
Insbesondere kann der Läufer aus zwei in der Nabe der Lagerscheibe mittels Kugellager gelagerten, miteinander zentrierten und verschraubten Hälften zusammengesetzt sein, von welchen jede eine äußere Scheibe aufweist, welche zusammen mit einem in den Zahnkranz eingestauchten Ring und einem in diesen eingelassenen Dichtungsring einen seitlichen- Abschluß bewirkt, so daß die genannten Teile zusammen mit der Lagerscheibe ein geschlossenes Getriebegehäuse bilden, wobei das Antriebskettenrad mittels Arme an einer der Abschlußscheiben des Läufers befestigt ist.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise .dargestellt. Es zeigt Fig. i ein Tretkurbelgetriebe nach der Erfindung in Ansicht, Fig. 2 einen senkrechten Axialschnitt durch dasselbe und Fig. 3 in kleinerem Maßstabe das eingebaute Getriebe.
Das Tretkurbelgetriebe weist einen im Fahrradrahmen starr befestigten, radförmigen Lagerkörper i auf, an dessen äußerem Kranz die Rahmenrohre R1 und R2 (Fig. 3) sowie die untere Gab-,1 G des Fahrradrahmens befestigt sind. In der Nabe der Lagerscheibe i ist mittels Kugellager 2 und Faßb.üchse 3 der aus zwei Hälften zusammengesetzte Läufer 4 eingesetzt. Die beiden Teile 4" und 4, des Läufers sind mittels Stifte 6 zentriert und mittels des Schraubenbolzens 5 zusammengehalten. Der Läufer 4 bildet einen Planetenradträger und hat zu diesem Zweck zwei einander diametral gegenüberliegende Zapfen 7, auf welchen mittels Kugellager 8 die Planetenräder g gelagert sind. Diese Planetenräder 9- kämmen jedes mit einem innen verzahnten Zahnkranz io. Die beiden Zahnkränze io sind seitlich an der Lagerscheibe .i angesetzt und mittels Kragen io, mit Laufsitz in dieser .gehalten. Zum Verspannen beider Zahnkränze io sind an denselben Winkel 15 angeschweißt, und zwischen je zwei dieser Winkellaschen 15 sitzt ein. von einer Distanzhülse 16 umgebener Schraubenbolzen 18. Die Distanzhülse 16 geht durch einen Schlitz in der Lagerscheibe i hindurch, der eine Bewegung der Hülse in Umfangsrichtung der Zahnkränze zuläßt. Die äußeren Läuferteile 4b und 4,1, welche mittels Schrauben 12 mit den inneren Läuferteilen 4" bzw. 4, verschraubt sind, bilden zusammen mit in die Zahnkränze io eingestauchten Ringen 13 seitliche Abschlüsse, so daß das .Ganze ein geschlossenes Gehäuse bildet, welches mit Schmierfett gefüllt werden kann. In die Ringe 13 sind Dichtungsringe 14 eingelassen, welche auf dem Umfang der Scheiben 4b und 4,1 schleifen. In Vorsprüngen der Scheiben 4b und 4d sind Kugellager x i eingesetzt, in welchen die zentrisch .an den Planetenrändern 9 sitzenden Drehzapfen 9, für die Tretkurbeln T gelagert sind, deren Arme in bekannter Weise mittels SchraubenS auf den Drehzapfen befestigt sind. An der rechtsseitigen Scheibe 4d des Läufers ist ferner das Kettenrad 17 mittels einwärts ragender Arme 17a und Schrauben 17s befestigt, so daß es sich mit dem Läufer dreht.
In Fig. i ist die Bewegungsbahn der Tretkurbeln T bzw. Pedale P, welche eine Ellipse bildet, eingezeichnet. Im eingebauten Zustand des Tretlcurbelgetriebes ist, wie aus Fig.3 ersichtlich, die große Ellipsenachse d, welche mit den in Achsenlage befindlichen Tretkurbeln zusammenfällt, unter einem Winkel zur Horizontaden nach vorn geneigt. Dieser Winkel beträgt hier etwa 53°. Um diese Neigung der Achse a und der Kurbelstellung den individuellen Bedürfnissen des Fahrers einerseits und .den Geländesteigungen andererseits anpassen zu können, ist folgende Einrichtung vorgesehen Auf jedem Zahnkranz io ist am äußeren Umfang mittels Kopfschrauben igs ein Zahnsegment i9 (Fig. i und2) befestigt. MitdiesenZahnsegmenteni9 kämmen Zahnritzel2o, die auf einer gemeinsamen Welle 21 verkeilt sind, welch letztere in einem außen an der Lagerscheibe i angebrachten Lagerbüge122 drehbar gelagert ist. Ferner ist auf der Welle 2i ein Wiivkelnad 23 verkeilt, welches mit einem Winkelrad 24 kämmt, das am unteren Ende einer Welle 25 sitzt. Diese Welle 25 liegt im Rahmenrohr R2 (Fig. 3) und geht bis zur Vordergabel V. Dort ist ein gleiches Winkelräderpaar wie 23, 24 angeordnet, welches mittels eines Stellhebels 26 gedreht werden kann. Eine Schwenkbewegung des Stellhebels überträgt sich über das obere Winkelräderpaar, die Welle 25, das Winkelräderpaar 23, 24, die Welle 21 und die Zahnritzel 2o auf die Zahnsegmente i9, .so d.aß die Zahnkränze ro gedreht werden, und infolgedessen. wird die Achse a entsprechend verstellt. Diese Regulierung liegt zweckmäßigerweise zwischen 45 und 75°, kann aber auch geringer sein.
Die Wirkungsweise .des beschriebenen Tretkurbelgetriebes ist wie folgt: Beim Treten der Tretkurbel T in Pfeilrichtung (Fig. i) drehen sich mit diesen die Planetenräder 9 in gleicher Richtung und wälzen sich dabei mit der Übersetzung i : 2 in den Zahnkränzen io ab. Da letztere ortsfest im Rahmen liegen, dreht sich der Läufer 4, und zwar in entgegengesetzter Richtung, also rückwärts, wie durch Pfeil angedeutet (Fig. i). Als Resultierende aus diesen beiden Bewegungen entsteht für die Pedale die elliptische Bewegungshahn A, welche an den Enden der großen Achse a einen stoßfreien, allmählichen Übergang gewährt und im übrigen eine Erhöhung des wirksamen Krafthubes ergibt, während der durch die kleine Achse der Ellipsenbahn bestimmt,- Ausschlagwink e1 des Unterschenkels .bzw. Kniewinkel bedeutend kleiner. ist als hei der reinen Kreisbewegung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Tretkurbelgetriebe für Fahrräder mit von der Kreisbahn abweichender Tretkurbelbahn, bei welchem beide Tretkurbeln einzeln für sich mittels einander diametral gegenüberliegender Drehzapfen in einem Läufer gelagert sind, welcher sich in einem im Fahrradrahmen festen Lagerkörper dreht, und auf dem Drehzapfen jeder Tretkurbel ein Planetenrad befestigt ist, welches mit einem am Lagerkörper umdrehbar angebrachten Zahnkranz zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (9) unmittelbar in den mit Innenverzahnung versehenen, zu ihnen im Übersetzungsverhältnis 2: 1 stehenden Zahnkränzen (io) kreisen, die beiderseits an dem scheibenförmig ausgebildeten Lagerkörper (i) angesetzt sind, und daß die Länge der Tretkurbeln (T) größer ist als jene der Hebelarme .des Läufers (4), so daß beim Vorwärtstreten der beiden um ihre Drehzapfen (9Z) sich drehenden Tretkurbeln (T) der Läufer eine Drehbewegung im entgegengesetzten Sinne .ausführt, wobei ,die Tretkurbeln so gestellt sind, daß die größere Achse der elliptischen Pedalibahn unter .einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt ist.
2. Tretkurbegetriebe nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (.4) aus zwei in der Nabe der Lagerscheibe (i) mittels Kugellager (2) gelagerten, miteinander zentrierten und verschraubten Hälften (4ä, 4,) zu- sammengesetzt ist, von welchen jede eine äußere Scheibe (4b, 4a) aufweist, welche zusammen mit einem in den Zahnkranz (io) eingestauchten Ring (13) und einem in diesen .eingelassenen Dichtungsring (14) einen seitlichen Abschluß bewirkt, so daß die genannten Teile zusammen mit der Lagerscheibe ein geschlossenes Getriebegehäuse bilden, wobei das Antrie#bskettenrad (17) mittels Arme an einer der Abschlußscheiben (4d) des Läufers befestigt ist.
3. Tretkurbelgetriebe nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, .daß die beiden Zahnkränze (io) mittels seitlicher Kragen (io,) drehbar im Kranz der Lagerscheibe (i) gelagert und durch Verbindungsorgane (15, 16, 18) miteinander verspannt sind.
4.. Tretkurbelgetriebe nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder(9) am Läufer (4) mittels zu den Drehzapfen (9,z) der Tretkurbeln (T) gleichachsiger Lagerzapfen (7) und Kugellager (8) gelagert sind.
5. Tretkurbelgetriebe nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der beiden Zahnkränze (io) Zahnsegmente (i9) angesetzt sind, mit welchen auf einer gemeinsamen Welle (21) verkeilte Zahnritzel (20) kämmen, welch letztere mittels eines Winkelradgetriebe-s (23, 24), einer übertragungswelle (25) und eines Stellhebels (26) von, einer Stelle am Fahrradrahmen aus während der Fahrt derart gedreht -werden können, daß sich die Neigung der großen Ellipsenachse bzw. der Mittellinie der ausgerichteten Tretkurbeln (T) nach Bedarf innerhalb eines Winkels von 15 Abis 75° verändern läßt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 86700, 95730, 92 335; britische Patentschriften Nr. 5 556 vom Jahre 1894, 16264 vom Jahre 1897.