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WO1993019976A1 - Pedal crank drive for bicycles or the like - Google Patents

Pedal crank drive for bicycles or the like Download PDF

Info

Publication number
WO1993019976A1
WO1993019976A1 PCT/EP1993/000742 EP9300742W WO9319976A1 WO 1993019976 A1 WO1993019976 A1 WO 1993019976A1 EP 9300742 W EP9300742 W EP 9300742W WO 9319976 A1 WO9319976 A1 WO 9319976A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pedal
pedal crank
crank drive
drive according
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP1993/000742
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Keith Ferguson Mcmyn
Original Assignee
Powerbike Fahrräder & Komponenten Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Powerbike Fahrräder & Komponenten Gmbh & Co. Kg filed Critical Powerbike Fahrräder & Komponenten Gmbh & Co. Kg
Publication of WO1993019976A1 publication Critical patent/WO1993019976A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M3/00—Construction of cranks operated by hand or foot
    • B62M3/02—Construction of cranks operated by hand or foot of adjustable length
    • B62M3/04—Construction of cranks operated by hand or foot of adjustable length automatically adjusting

Definitions

  • the invention relates to a pedal crank drive for bicycles or the like with pedal cranks, the effective length of which is increased by an adjustment mechanism during operation when moving downwards and reduced when moving upwards.
  • the object of the present invention is to improve this known pedal crank drive in such a way that a harmonious drive curve results with optimum power development.
  • this object is achieved in that the maximum effective length of the pedal cranks is in the angular range of 135 ° ⁇ 30 °, measured in the drive direction from the top dead center of the pedal position.
  • the maximum is preferably in the angular range of 135 ° ⁇ 15 °.
  • the maximum effective length of the pedal cranks is within a limited adjustment range adjustable.
  • the adjustment range is preferably such that it is 135 ° ⁇ 45 °, measured from the top dead center of the pedal position; in this case it is also possible to set the theoretical maximum point of 90 °, e.g. for experimental purposes.
  • the adjustment can be carried out in such a way that the set position is infinitely adjustable, for example when the adjustment mechanism is set up. However, it is also It is possible to carry out the adjustment in a stepless manner in the operation of the bicycle, or else in latching steps, via an actuating lever, for example in order to adapt the drive behavior to the respective requirements during a longer journey.
  • the present invention can be used particularly advantageously in a pedal crank drive according to EP-B1-215,938, in which each of the pedal cranks consists of two parts which can be displaced relative to one another (crank arm and pedal bracket arm), the pedal bracket arm being opposite by means of a control pin arranged thereon the crank arm is displaced, in which a bearing arrangement is provided eccentrically to the pedal crank axis for each pedal crank, the fixed bearing part of which is held on the frame and the control pin is rotatably mounted on the rotatable bearing part and one in rotation with respect to the pedal crank axis describes an eccentric circular path.
  • the fixed bearing part is held on the frame in such a relative position that the maximum of the eccentric circular path is in the range of 135 ° ⁇ 30 °, in particular 135 ° ⁇ 15 °, with respect to the top dead center the pedal position is.
  • the fixed bearing parts of each of the movement mechanisms are preferably held in the region of the bottom bracket by means of a carrier disk on both sides of the frame.
  • the carrier disks preferably have elongated holes and are adjustably fastened to the frame by corresponding fastening means.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the assignment of the individual parts of the pedal crank drive according to the invention in an exploded view
  • FIG. 2 shows a schematic movement diagram of the pedal crank drive according to the invention in four different positions A, B, C and D;
  • FIG. 3 shows a modified carrier disk for the adjustable holder
  • FIG. 5 shows a section through the arrangement according to FIG. 4.
  • FIG. 1 shows a detail from a bicycle frame in the area of the bottom bracket and is given the reference number 61.
  • a bearing arrangement 54 is fastened to this frame 61 by means of a carrier disk 39, which is designed as an annular ball bearing in FIG. 1. Details of the attachment will be explained in detail later.
  • the bearing arrangement 54 has a fixed bearing part 57 and a rotatable bearing part 56, and on the latter a bearing bush 55 for receiving a control pin 25 of a pedal crank 51 is fastened.
  • the pedal crank 51 consists of a crank arm and a pedal support arm 2, which is provided at its end with a threaded bore into which a pedal (not shown) can be screwed.
  • the reference numeral 53 denotes the pedal axis here.
  • On the crank arm 52 is a pedal crank 8 is arranged, which has an inner square, which can be plugged onto a corresponding outer square of a pedal crank shaft 22 and fastened by screwing.
  • This pedal crank drive described so far is arranged (in the drawing in FIG. 1) on the left side of the pedal bracket.
  • This pedal crank drive is shown in the drawing Not shown for the sake of simplicity; however, it works in the same way.
  • reference numeral 75 represents the center of the bearing arrangement 54, which is shifted forward and downward (in FIG. 2 to the right below) with respect to the pedal crank axis 22 in the bicycle.
  • the bearing bush 55 with the control pin 25 mounted therein describes a circular path when the rotatable bearing part 56 rotates, which is indicated in FIG. 2 by a dash-dotted line 76.
  • the pedal support arm 2 is thus displaced with respect to the crank arm 52 and thus the pedal crank axis 22 over the course of a crank stroke via the control pin 25 arranged on it, and different lever arms result between the pedal axis and the pedal crank axis in the course of a pedal crank revolution.
  • the pedal axis 53 describes an essentially eccentric circular path with respect to the pedal crank axis 22, which means that a larger lever arm is available when the bicycle is moving or the like when the pedals are descending, while a smaller path is taken when the pedals are being returned must become.
  • the position D with the maximum lever arm 1 D lies on a dash-dotted line 48 which forms an angle 50 of 135 ° with respect to the top dead center T 0 .
  • FIG. 3 shows a special embodiment of the carrier disk 39 which is only roughly shown in FIG. 1 and which serves to hold the bearing arrangement 54 on the frame 61.
  • the carrier disk 39b shown in FIG. 3 has two elongated holes 49 which are arc-shaped around the pedal crank axis 22 in order to make the fastening of the carrier disk 39b to the frame 61 adjustable by a limited angular range.
  • the fasteners are not shown in detail here.
  • the bearing arrangement of the adjusting mechanism is indicated by dash-dotted lines, and the dash-dotted line 48 indicates the maximum of the effective length 1 of the pedal crank 51 (FIGS. 1 and 2).
  • the bearing arrangement 54 can, according to the dash-dotted line 48, by the average angle of 135 ° on both sides by 30 ° each, that is, by an entire angle 47 pivoted from ⁇ 30 ° and fastened to the frame 61 in any position within this area 47 by means of the elongated holes 49.
  • This adjustability of the bearing arrangement 54 that is to say the adjustment mechanism for the crank arm length of the pedal crank, can take place in such a way that this adjustment takes place for the purpose of a one-time adjustment.
  • a mechanism (not shown) with which the actuation lever is used for adjustment during the operation of the bicycle or the like, and this can be done either continuously or in latching steps.
  • the initially specified angle of 135 ° relative to the top dead center T 0 can of course fluctuate within a certain range.
  • This angle is preferably 135 ° ⁇ 30 °, but a range of 135 ° ⁇ 15 ° is preferred.
  • this angle 50 is adjustable, it is advisable to provide an adjustment possibility by the mean angle of 135 ° by ⁇ 45 ° in order to place the maximum crank arm length at 90 ° at one end of the range, for example in order to do so To be able to carry out experiments, even if the pedaling movement is not as smooth at this angle as at an angle of 135 °.
  • the performance of the pedal crank drive according to the invention can be further easily adapted to the needs of the operator if the control pin 25 can be arranged in different positions relative to the pedal support arm 2, which is facilitated by several bores 58 (FIG. 2) becomes. If the control pin 25 is in the bore 58 indicated in FIG. 3 screwed in, the lever arm of the pedal crank is extended by a small amount; however, this amount must also be applied during the return movement.
  • FIGS. 4 and 5 show a preferred bearing arrangement 83, the details of which are described below and which can be used instead of the bearing arrangement 54 of FIG. 1.
  • the bearing arrangement 83 consists of a fixed, inner bearing part 29 which is pushed with an opening 84 over the pedal crank axis 22 and is fastened to the bicycle frame 61.
  • the center of the bearing arrangement 83 is offset from the pedal crank axis 22 or the opening 84 as in FIG. 2.
  • a rotatable bearing part 30 carries on bearing journals 32 bearing rollers 33 which roll on an annular bearing track 31 of the fixed bearing part 29.
  • four or more bearing rollers can also be provided; However, at least three rollers are required, which are evenly distributed around the circumference, in order to ensure that the rotatable bearing part 30 is properly fixed relative to the fixed bearing part 29.
  • the bearing rollers 33 are preferably designed as roller bearings attached to the bearing journal 32.
  • the attachment of the pedal crank drive, ie in particular the bearing arrangements 54 (or the bearing arrangements 83 according to FIGS. 4 and 5) on both sides of the frame 61 can be seen in FIGS. 1 and 3.
  • a carrier disk 39, 39a and 39b with a recess 60 and 62 therein are pushed onto the two ends of a bottom bracket tube 40.
  • the recesses 60 and 62 are flanged and adapted for a firm fit on the ends of the bottom bracket tube 40.
  • the carrier disk 39a provided for the right side (seen in FIG. 1) simultaneously represents an inner part of a chain protection box.
  • a clamp arrangement (not shown) is provided for axially fixing the bearing arrangements to the frame 61, but this is not the case here must be described further.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The invention relates to a pedal crank drive for bicycles or the like in which the effective length (1) of the pedal cranks (51) is increased on moving downwards and reduced on moving upwards by an adjusting mechanism. According to the invention, the maximum (48) of the effective length (1) of the pedal cranks is in the angular range (50) of 135° ± 30° from the top dead centre (to) of the pedal position in the direction of thrust.

Description

Tretkurbeltrieb für Fahrräder oder dergleichen Pedal crank drive for bicycles or the like
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft einen Tretkurbeltrieb für Fahr¬ räder oder dergleichen mit Tretkurbeln, deren wirksame Länge durch einen Verstellmechanismus im Betrieb beim Abwärtsbewegen vergrößert und beim Aufwärtsbewegen ver¬ kleinert wird.The invention relates to a pedal crank drive for bicycles or the like with pedal cranks, the effective length of which is increased by an adjustment mechanism during operation when moving downwards and reduced when moving upwards.
Ein solcher Tretkurbeltrieb ist bereits aus der EP-Bl-215 938 bekannt. Der dort beschriebene Antrieb war nach dem theoretischen, physikalischen Optimum ausge¬ legt, d.h., der größte Kurbelarm war im Bereich von 90° gegenüber dem oberen Totpunkt, in Antriebsrichtung gemessen, vorgesehen. Die hierbei mit den Pedalen be¬ schriebene Bewegungskurve führte jedoch dazu, daß diese Bewegung von Fahrern, insbesondere bei den ersten Ver¬ suchen, als ungleichmäßig empfunden wurde und nicht zu einer optimalen Kraft- und Leistungsentfaltung führte.Such a pedal crank drive is already known from EP-Bl-215 938. The drive described there was designed according to the theoretical, physical optimum, ie the largest crank arm was in the range of 90 ° from top dead center, measured in the drive direction. However, the movement curve described here with the pedals led to the fact that this movement was felt by drivers, especially during the first attempts, as uneven and did not lead to an optimal development of power and power.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen bekannten Tretkurbeltrieb dahingehend zu verbes¬ sern, daß sich eine harmonische Antriebskurve bei opti¬ maler Leistungsentfaltung ergibt.The object of the present invention is to improve this known pedal crank drive in such a way that a harmonious drive curve results with optimum power development.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß das Maximum der wirksamen Länge der Tretkurbeln im Winkelbereich von 135° ± 30°, gemessen in Antriebsrichtung vom oberen Totpunkt der Pedallage, liegt. Vorzugsweise liegt das Maximum im Winkelbereich von 135° ± 15°.According to the present invention, this object is achieved in that the maximum effective length of the pedal cranks is in the angular range of 135 ° ± 30 °, measured in the drive direction from the top dead center of the pedal position. The maximum is preferably in the angular range of 135 ° ± 15 °.
Da das Tretverhalten der Fahrer verschieden ist und auch die Lage der Pedale gegenüber der Sitzposition bei ver¬ schiedenen Fahrradtypen und -großen variieren kann, ist gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der vorliegen¬ den Erfindung das Maximum der wirksamen Länge der Tret¬ kurbeln innerhalb eines begrenzten Verstellbereiches verstellbar. Der Verstellbereich ist vorzugsweise so bemessen, daß er bei 135° ± 45°, gemessen vom oberen Totpunkt der Pedallage, liegt; in diesem Fall ist es auch möglich, den theoretischen Maximalpunkt von 90°, z.B. für Versuchszwecke, einzuschließen.Since the pedaling behavior of the drivers is different and the position of the pedals relative to the seating position can vary for different types and sizes of bicycles, according to an advantageous embodiment of the present invention the maximum effective length of the pedal cranks is within a limited adjustment range adjustable. The adjustment range is preferably such that it is 135 ° ± 45 °, measured from the top dead center of the pedal position; in this case it is also possible to set the theoretical maximum point of 90 °, e.g. for experimental purposes.
Die Verstellung kann in der Weise erfolgen, daß z.B. bei Einrichtung des Verstellmechanismus die eingestellte Position stufenlos justierbar ist. Es ist jedoch auch möglich, im Betrieb des Fahrrades die Verstellung stu¬ fenlos, oder aber in Rastschritten, über einen Betäti¬ gungshebel durchzuführen, um z.B. während einer längeren Fahrt das Antriebsverhalten den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen.The adjustment can be carried out in such a way that the set position is infinitely adjustable, for example when the adjustment mechanism is set up. However, it is also It is possible to carry out the adjustment in a stepless manner in the operation of the bicycle, or else in latching steps, via an actuating lever, for example in order to adapt the drive behavior to the respective requirements during a longer journey.
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere vorteilhaft bei einem Tretkurbeltrieb gemäß der EP-Bl-215 938 ange¬ wandt werden, bei dem jede der Tretkurbeln aus zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen (Kurbelarm und Pe¬ dalträgerarm) besteht, wobei der Pedalträgerarm mittels eines daran angeordneten SteuerZapfens gegenüber dem Kurbelarm verschoben wird, bei dem pro Tretkurbel als Verstellmechanismus eine exzentrisch zur Tretkurbelachse angeordnete Lageranordnung vorgesehen ist, deren fest¬ stehendes Lagerteil am Rahmen gehaltert ist und auf deren drehbarem Lagerteil der Steuerzapfen drehbar gela¬ gert ist und beim Umlauf eine gegenüber der Tretkurbel¬ achse exzentrische Kreisbahn beschreibt. Bei diesem bekannten Tretkurbeltrieb ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das feststehende Lagerteil in einer solchen Relativlage am Rahmen gehaltert, daß das Maximum der exzentrischen Kreisbahn im Bereich von 135° ± 30°, insbesondere 135° ± 15°, gegenüber dem obe¬ ren Totpunkt der Pedallage liegt. Bei einem solchen Tretkurbeltrieb sind die feststehenden Lagerteile jedes der Bewegungsmechanismen vorzugsweise mittels je einer Trägerscheibe beiderseits des Rahmens im Bereich der Tretlager gehaltert. Zur leichten Verstellung bzw. Justage des Verstellmechanismus weisen die Trägerschei¬ ben vorzugsweise Langlöcher auf und sind durch entspre¬ chende Befestigungsmittel verstellbar am Rahmen befe¬ stigt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausfüh¬ rungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnun¬ gen näher erläutert. Es zeigen:The present invention can be used particularly advantageously in a pedal crank drive according to EP-B1-215,938, in which each of the pedal cranks consists of two parts which can be displaced relative to one another (crank arm and pedal bracket arm), the pedal bracket arm being opposite by means of a control pin arranged thereon the crank arm is displaced, in which a bearing arrangement is provided eccentrically to the pedal crank axis for each pedal crank, the fixed bearing part of which is held on the frame and the control pin is rotatably mounted on the rotatable bearing part and one in rotation with respect to the pedal crank axis describes an eccentric circular path. In this known pedal crank drive, according to an advantageous embodiment of the invention, the fixed bearing part is held on the frame in such a relative position that the maximum of the eccentric circular path is in the range of 135 ° ± 30 °, in particular 135 ° ± 15 °, with respect to the top dead center the pedal position is. In such a pedal crank drive, the fixed bearing parts of each of the movement mechanisms are preferably held in the region of the bottom bracket by means of a carrier disk on both sides of the frame. For easy adjustment or adjustment of the adjustment mechanism, the carrier disks preferably have elongated holes and are adjustably fastened to the frame by corresponding fastening means. The invention is explained in more detail below on the basis of several exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht der Zuord¬ nung der einzelnen Teile des erfindungs¬ gemäßen Tretkurbeltriebes in auseinander¬ gezogener Darstellung;1 shows a perspective view of the assignment of the individual parts of the pedal crank drive according to the invention in an exploded view;
Fig. 2 ein schematisches Bewegungsdiagramm des erfindungsgemäßen Tretkurbeltriebes in vier verschiedenen Stellungen A, B, C und D;2 shows a schematic movement diagram of the pedal crank drive according to the invention in four different positions A, B, C and D;
Fig. 3 eine modifizierte Trägerscheibe zur ver¬ stellbaren Halterung;3 shows a modified carrier disk for the adjustable holder;
Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise geschnit¬ ten, einer bevorzugten Lageranordnung für den Verstellmechanismus; und4 shows a side view, partly in section, of a preferred bearing arrangement for the adjustment mechanism; and
Fig. 5 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 4.5 shows a section through the arrangement according to FIG. 4.
In der Darstellung nach Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Fahrradrahmen im Bereich des Tretlagers gezeigt und mit dem Bezugszeichen 61 versehen. An diesem Rahmen 61 ist mittels einer Trägerscheibe 39 eine Lageranord¬ nung 54 befestigt, die in Fig. 1 als Ring-Kugellager ausgebildet ist. Einzelheiten der Befestigung werden später im Detail erläutert.1 shows a detail from a bicycle frame in the area of the bottom bracket and is given the reference number 61. A bearing arrangement 54 is fastened to this frame 61 by means of a carrier disk 39, which is designed as an annular ball bearing in FIG. 1. Details of the attachment will be explained in detail later.
Die Lageranordnung 54 hat ein feststehendes Lagerteil 57 und ein drehbares Lagerteil 56, und auf letzterem ist eine Lagerbuchse 55 zur Aufnahme eines Steuerzapfens 25 einer Tretkurbel 51 befestigt. Die Tretkurbel 51 besteht aus einem Kurbelarm und einem Pedalträgerarm 2, der an seinem Ende mit einer Gewindebohrung versehen ist, in die ein Pedal (nicht gezeigt) einschraubbar ist. Das Bezugszeichen 53 kennzeichnet hier die Pedalachse. An dem Kurbelarm 52 ist eine Tretkurbelnuß 8 angeordnet, die einen Innenvierkant aufweist, der auf einen entspre¬ chenden Außenvierkant einer Tretkurbelachse 22 aufsteck¬ bar und durch Verschrauben befestigbar ist.The bearing arrangement 54 has a fixed bearing part 57 and a rotatable bearing part 56, and on the latter a bearing bush 55 for receiving a control pin 25 of a pedal crank 51 is fastened. The pedal crank 51 consists of a crank arm and a pedal support arm 2, which is provided at its end with a threaded bore into which a pedal (not shown) can be screwed. The reference numeral 53 denotes the pedal axis here. On the crank arm 52 is a pedal crank 8 is arranged, which has an inner square, which can be plugged onto a corresponding outer square of a pedal crank shaft 22 and fastened by screwing.
Dieser bisher beschriebene Tretkurbeltrieb ist (in der Zeichnung der Fig. 1) auf der linken Seite des Tretla¬ gers angeordnet. Auf der rechten Seite (in der Zeich¬ nung) des Tretlagers, und zwar hinter dem aus den Teilen 39a und 64 bestehenden Kettenschutzkasten, befindet sich eine ähnliche Anordnung eines Tretkurbeltriebes mit einer Lageranordnung 54 und einer Tretkurbel 51. Dieser Tretkurbeltrieb ist in der Zeichnung der Einfachheit halber jedoch nicht dargestellt; er arbeitet jedoch in der gleichen Weise.This pedal crank drive described so far is arranged (in the drawing in FIG. 1) on the left side of the pedal bracket. On the right side (in the drawing) of the bottom bracket, namely behind the chain protection box consisting of parts 39a and 64, there is a similar arrangement of a pedal crank drive with a bearing arrangement 54 and a pedal crank 51. This pedal crank drive is shown in the drawing Not shown for the sake of simplicity; however, it works in the same way.
Nachfolgend soll nun die Kinematik des erfindungsgemäßen Tretkurbeltriebes unter Bezug auf die Fig. 2 beschrieben werden. In dieser Darstellung stellt das Bezugszeichen 75 den Mittelpunkt der Lageranordnung 54 dar, der gegen¬ über der Tretkurbelachse 22 beim Fahrrad nach vorn und unten (in Fig. 2 nach rechts unten) verlagert ist. Die Lagerbuchse 55 mit dem darin gelagerten Steuerzapfen 25 beschreibt bei Drehung des drehbaren Lagerteils 56 eine Kreisbahn, die in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie 76 angedeutet ist. Der Pedalträgerarm 2 wird also über den auf ihm angeordneten Steuerzapfen 25 gegenüber dem Kurbelarm 52 und damit der Tretkurbelachse 22 im Verlaufe eines Kurbelhubes verschoben, und es ergeben sich im Verlaufe einer Tretkurbelumdrehung verschiedene Hebelarme zwischen der Pedalachse und der Tretkurbel¬ achse.The kinematics of the pedal crank drive according to the invention will now be described below with reference to FIG. 2. In this illustration, reference numeral 75 represents the center of the bearing arrangement 54, which is shifted forward and downward (in FIG. 2 to the right below) with respect to the pedal crank axis 22 in the bicycle. The bearing bush 55 with the control pin 25 mounted therein describes a circular path when the rotatable bearing part 56 rotates, which is indicated in FIG. 2 by a dash-dotted line 76. The pedal support arm 2 is thus displaced with respect to the crank arm 52 and thus the pedal crank axis 22 over the course of a crank stroke via the control pin 25 arranged on it, and different lever arms result between the pedal axis and the pedal crank axis in the course of a pedal crank revolution.
In der hinteren Position A der Tretkurbel ist der Pedal- trägerarm 2 in den Kurbelarm 52 eingezogen, so daß sich nur ein kurzer Hebelarm 1A ergibt. In den Zwischenstel¬ lungen B und C ist der Pedalträgerarm 2 bereits ausge¬ fahren, so daß sich längere Hebelarme 1B bzw. lc ergeben. In der Position D ist der Pedalträgerarm 2 voll ausge¬ fahren, und es ergibt sich der größte Hebelarm 1D.In the rear position A of the pedal crank, the pedal support arm 2 drawn into the crank arm 52, so that only a short lever arm results in 1A. In the intermediate positions B and C, the pedal support arm 2 is already extended, so that longer lever arms 1 B and 1 c result. In position D, the pedal support arm 2 is fully extended, and the largest lever arm 1 D results.
Die Pedalachse 53 beschreibt gegenüber der Tretkurbel¬ achse 22 eine im wesentlichen exzentrische Kreisbahn, die dazu führt, daß beim Fahren mit dem Fahrrad oder dergleichen bei der niedergehenden Bewegung der Pedale ein größerer Hebelarm zur Verfügung steht, während beim Rückholen der Pedale ein geringerer Weg beschritten werden muß.The pedal axis 53 describes an essentially eccentric circular path with respect to the pedal crank axis 22, which means that a larger lever arm is available when the bicycle is moving or the like when the pedals are descending, while a smaller path is taken when the pedals are being returned must become.
Die Position D mit dem maximalen Hebelarm 1D liegt auf einer strichpunktierten Linie 48, die gegenüber dem oberen Totpunkt T0 einen Winkel 50 von 135° bildet.The position D with the maximum lever arm 1 D lies on a dash-dotted line 48 which forms an angle 50 of 135 ° with respect to the top dead center T 0 .
In Fig. 3 ist eine besondere Ausfuhrungsform der in Fig. 1 nur grob dargestellten TrägerScheibe 39 zu sehen, die zur Halterung der Lageranordnung 54 am Rahmen 61 dient. Die in Fig. 3 gezeigte Trägerscheibe 39b weist zwei um die Tretkurbelachse 22 kreisbogenförmige Langlöcher 49 auf, um die Befestigung der Trägerscheibe 39b am Rahmen 61 um einen begrenzten Winkelbereich vestellbar zu ma¬ chen. Die Befestigungsmittel sind hier jedoch nicht im einzelnen gezeigt. In der Zeichnung ist strichpunktiert die Lageranordnung des Verstellmechanismus angedeutet, und die strichpunktierte Linie 48 gibt das Maximum der wirksamen Länge 1 der Tretkurbel 51 (Fig. 1 und 2) an. Die Lageranordnung 54 kann entsprechend der strichpunk¬ tierten Linie 48 um den mittleren Winkel von 135° nach beiden Seiten um je 30°, also um einen gesamten Winkel 47 von ± 30° geschwenkt und mittels der Langlöcher 49 am Rahmen 61 in jeder beliebigen Position innerhalb dieses Bereiches 47 befestigt werden.FIG. 3 shows a special embodiment of the carrier disk 39 which is only roughly shown in FIG. 1 and which serves to hold the bearing arrangement 54 on the frame 61. The carrier disk 39b shown in FIG. 3 has two elongated holes 49 which are arc-shaped around the pedal crank axis 22 in order to make the fastening of the carrier disk 39b to the frame 61 adjustable by a limited angular range. However, the fasteners are not shown in detail here. In the drawing, the bearing arrangement of the adjusting mechanism is indicated by dash-dotted lines, and the dash-dotted line 48 indicates the maximum of the effective length 1 of the pedal crank 51 (FIGS. 1 and 2). The bearing arrangement 54 can, according to the dash-dotted line 48, by the average angle of 135 ° on both sides by 30 ° each, that is, by an entire angle 47 pivoted from ± 30 ° and fastened to the frame 61 in any position within this area 47 by means of the elongated holes 49.
Diese Verstellbarkeit der Lageranordnung 54, also des Verstellmechanismus für die Kurbelarmlänge der Tretkur¬ beln, kann derart erfolgen, daß diese Verstellung zum Zwecke der einmaligen Justage erfolgt. Es ist jedoch auch möglich, einen Mechanismus vorzusehen (nicht ge¬ zeigt) , mit dem über einen Betätigungshebel die Verstel¬ lung während des Betriebs des Fahrrades oder dergleichen erfolgt, und zwar kann dies entweder stufenlos oder aber in Rastschritten erfolgen.This adjustability of the bearing arrangement 54, that is to say the adjustment mechanism for the crank arm length of the pedal crank, can take place in such a way that this adjustment takes place for the purpose of a one-time adjustment. However, it is also possible to provide a mechanism (not shown) with which the actuation lever is used for adjustment during the operation of the bicycle or the like, and this can be done either continuously or in latching steps.
Der anfangs angegebene Winkel von 135° gegenüber dem oberen Totpunkt T0 (in Antriebsrichtung gesehen) kann natürlich innerhalb eines gewissen Bereiches schwanken. Dieser Winkel beträgt vorzugsweise 135° ± 30°, bevorzugt wird jedoch ein Bereich von 135° ± 15°. Für den Fall, daß dieser Winkel 50 verstellbar ist, bietet es sich an, eine Verstellmöglichkeit um den mittleren Winkel von 135° um ± 45° vorzusehen, um an einem Ende des Bereiches das Maximum der Kurbelarmlänge auf 90° zu legen, um z.B. entsprechende Versuche vornehmen zu können, auch wenn bei diesem Winkel die Tretbewegung nicht so glatt ist wie bei einem Winkel von 135°.The initially specified angle of 135 ° relative to the top dead center T 0 (seen in the drive direction) can of course fluctuate within a certain range. This angle is preferably 135 ° ± 30 °, but a range of 135 ° ± 15 ° is preferred. In the event that this angle 50 is adjustable, it is advisable to provide an adjustment possibility by the mean angle of 135 ° by ± 45 ° in order to place the maximum crank arm length at 90 ° at one end of the range, for example in order to do so To be able to carry out experiments, even if the pedaling movement is not as smooth at this angle as at an angle of 135 °.
Das Leistungsverhalten des erfindungsgemäßen Tretkurbel¬ triebes kann weiter auf einfacher Weise an die Bedürf¬ nisse der Bedienungsperson angepaßt werden, wenn der Steuerzapfen 25 gegenüber dem Pedalträgerarm 2 in ver¬ schiedenen Stellungen angeordnet werden kann, was durch mehrere Bohrungen 58 (Fig. 2) erleichtert wird. Wird der Steuerzapfen 25 in die in Fig. 3 angedeutete Bohrung 58 eingeschraubt, so verlängert sich der Hebelarm der Tret¬ kurbel um einen geringen Betrag; dieser Betrag muß je¬ doch auch bei der Rückholbewegung mit aufgebracht wer¬ den.The performance of the pedal crank drive according to the invention can be further easily adapted to the needs of the operator if the control pin 25 can be arranged in different positions relative to the pedal support arm 2, which is facilitated by several bores 58 (FIG. 2) becomes. If the control pin 25 is in the bore 58 indicated in FIG. 3 screwed in, the lever arm of the pedal crank is extended by a small amount; however, this amount must also be applied during the return movement.
Während die in Fig. 1 dargestellte Lageranordnung 54 ein einziges Ring-Kugellager ist, zeigen die Fig. 4 und 5 eine bevorzugte Lageranordnung 83, deren Einzelheiten nachfolgend beschrieben und die anstelle der Lageranord¬ nung 54 der Fig. 1 eingesetzt werden kann. Die Lager¬ anordnung 83 besteht aus einem feststehenden, inneren Lagerteil 29, das mit einer Öffnung 84 über die Tretkur¬ belachse 22 geschoben und an dem Fahrradrahmen 61 befe¬ stigt wird. Der Mittelpunkt der Lageranordnung 83 ist dabei gegenüber der Tretkurbelachse 22 bzw. der Öffnung 84 wie in Fig. 2 versetzt. Ein drehbares Lagerteil 30 trägt auf Lagerzapfen 32 Lagerrollen 33, die auf einer ringförmigen Lagerbahn 31 des feststehenden Lagerteils 29 abrollen. Anstelle der drei Lagerrollen 33 können auch vier oder mehr Lagerrollen vorgesehen sein; es sind jedoch mindestens drei Rollen erforderlich, die gleich¬ mäßig um den Umfang verteilt sind, um eine einwandfreie Fixierung des drehbaren Lagerteils 30 gegenüber dem feststehenden Lagerteil 29 zu gewährleisten.While the bearing arrangement 54 shown in FIG. 1 is a single ring ball bearing, FIGS. 4 and 5 show a preferred bearing arrangement 83, the details of which are described below and which can be used instead of the bearing arrangement 54 of FIG. 1. The bearing arrangement 83 consists of a fixed, inner bearing part 29 which is pushed with an opening 84 over the pedal crank axis 22 and is fastened to the bicycle frame 61. The center of the bearing arrangement 83 is offset from the pedal crank axis 22 or the opening 84 as in FIG. 2. A rotatable bearing part 30 carries on bearing journals 32 bearing rollers 33 which roll on an annular bearing track 31 of the fixed bearing part 29. Instead of the three bearing rollers 33, four or more bearing rollers can also be provided; However, at least three rollers are required, which are evenly distributed around the circumference, in order to ensure that the rotatable bearing part 30 is properly fixed relative to the fixed bearing part 29.
Zwischen den Lagerrollen 33 sind Freiräume 35 vorhanden, in denen eine Lagerbuchse 34 zur Lagerung des Steuer¬ zapfens 25 angeordnet ist. Diese Anordnung der Lager¬ buchse und des Steuerzapfens 25 kann in etwa der glei¬ chen Ebene wie die Lagerrollen 33 erfolgen, was zu einer wesentlich kompakteren Bauweise des Tretkurbeltriebes führt. Die Lagerrollen 33 sind vorzugsweise als auf den Lagerzapfen 32 aufgesteckte Wälzlager ausgebildet. Die Befestigung des Tretkurbeltriebes, d.h. insbesondere der Lageranordnungen 54 (bzw. der Lageranordnungen 83 nach den Fig. 4 und 5) zu beiden Seiten des Rahmens 61 ist in den Fig. 1 und 3 zu sehen. Zur radialen Fixierung der Lageranordnungen 54 bzw. 83 werden auf die beiden Enden eines Tretlagerrohres 40 je eine Trägerscheibe 39, 39a bzw. 39b mit einer darin befindlichen Ausnehmung 60 bzw. 62 aufgeschoben. Die Ausnehmungen 60 bzw. 62 sind umgebörtelt und für einen festen Sitz auf den Enden des Tretlagerrohrs 40 angepaßt. Die für die rechte Seite (in Fig. 1 gesehen) vorgesehene Trägerscheibe 39a stellt gleichzeitig einen inneren Teil eines Kettenschutzka- stens dar. Zur axialen Fixierung der Lageranordnungen an dem Rahmen 61 ist eine (nicht gezeigte) Schellenanord¬ nung vorgesehen, die hier jedoch nicht weiter beschrie¬ ben werden muß.There are free spaces 35 between the bearing rollers 33, in which a bearing bush 34 for mounting the control pin 25 is arranged. This arrangement of the bearing bush and the control pin 25 can take place approximately at the same level as the bearing rollers 33, which leads to a considerably more compact construction of the pedal crank drive. The bearing rollers 33 are preferably designed as roller bearings attached to the bearing journal 32. The attachment of the pedal crank drive, ie in particular the bearing arrangements 54 (or the bearing arrangements 83 according to FIGS. 4 and 5) on both sides of the frame 61 can be seen in FIGS. 1 and 3. For the radial fixation of the bearing arrangements 54 and 83, a carrier disk 39, 39a and 39b with a recess 60 and 62 therein are pushed onto the two ends of a bottom bracket tube 40. The recesses 60 and 62 are flanged and adapted for a firm fit on the ends of the bottom bracket tube 40. The carrier disk 39a provided for the right side (seen in FIG. 1) simultaneously represents an inner part of a chain protection box. A clamp arrangement (not shown) is provided for axially fixing the bearing arrangements to the frame 61, but this is not the case here must be described further.
Auch wenn das erfinderische Prinzip in Verbindung mit einem Tretkurbelantrieb beschrieben und beansprucht wurde, so kann es selbstverständlich auch bei anderen Antrieben mit einer Kurbel veränderlicher Länge, z.B. bei Handkurbelantrieben, Verwendung finden. Even if the inventive principle has been described and claimed in connection with a pedal crank drive, it can of course also be used for other drives with a crank of variable length, e.g. use with hand crank drives.

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Tretkurbeltrieb für Fahrräder oder dergleichen mit Tretkurbeln, deren wirksame Länge durch einen Verstell¬ mechanismus im Betrieb beim Abwärtsbewegen vergrößert und beim Aufwärtsbewegen verkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum (48) der wirksamen Länge (1) der Tretkurbeln1. Pedal crank drive for bicycles or the like with pedal cranks, the effective length of which is increased by an adjusting mechanism during operation when moving downwards and reduced when moving upwards, characterized in that the maximum (48) of the effective length (1) of the pedal cranks
(51) im Winkelbereich (50) von 135° ± 30°, gemessen in(51) in the angular range (50) of 135 ° ± 30 °, measured in
Antriebsrichtung vom oberen.Totpunkt (T0) der Pedallage, liegt.Drive direction from the top dead center (T 0 ) of the pedal position.
2. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum (48) im Winkel¬ bereich (50) von 135° ± 15° liegt.2. Pedal crank drive according to claim 1, characterized in that the maximum (48) in the Winkel¬ range (50) of 135 ° ± 15 °.
3. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maximum (48) der wirk¬ samen Länge (1) der Tretkurbeln (51) innerhalb eines begrenzten Verstellbereiches (47) verstellbar ist.3. Pedal crank drive according to claim 1 or 2, characterized in that the maximum (48) of the effective length (1) of the pedal cranks (51) is adjustable within a limited adjustment range (47).
4. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Verstellbereich (47) von 135° ± 45°, gemessen vom oberen Totpunkt (TQ) der Pedallage.4. Pedal crank drive according to claim 3, characterized by an adjustment range (47) of 135 ° ± 45 °, measured from the top dead center (T Q ) of the pedal position.
5. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung stufenlos justierbar ist.5. Pedal crank drive according to claim 3 or 4, characterized in that the adjustment is infinitely adjustable.
6. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung stufenlos über einen Betätigungshebel erfolgt. 6. Pedal crank drive according to claim 3 or 4, characterized in that the adjustment is carried out continuously via an actuating lever.
7. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung in Rast¬ schritten über einen Betätigungshebel erfolgt.7. pedal crank drive according to claim 3 or 4, characterized in that the adjustment in Rast¬ steps is carried out via an actuating lever.
8. Tretkurbeltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jede der Tretkurbeln (51) aus zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen (Kurbelarm und Pedalträgerarm) besteht, wobei der Pedalträgerarm (2) mittels eines daran angeordneten Steuerzapfens (25) gegenüber dem Kurbelarm (52) verschoben wird, bei dem pro Tretkurbel als Verstellmechanismus eine exzentrisch zur Tretkurbelachse (22) angeordnete Lager¬ anordnung (54, 83) vorgesehen ist, deren feststehendes Lagerteil (57, 29) am Rahmen (61) gehaltert ist und auf deren drehbarem Lagerteil (56, 30) der Steuerzapfen (25) drehbar gelagert ist und beim Umlauf eine gegenüber der Tretkurbelachse (22) exzentrische Kreisbahn (76) be¬ schreibt, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Lagerteil (57) in einer solchen Rela¬ tivlage am Rahmen (61) gehaltert ist, daß das Maximum (48) der exzentrischen Kreisbahn (76) im Bereich von 135° ± 30°, insbesondere 135° ± 15°, gegenüber dem obe¬ ren Totpunkt (T0) der Pedallage liegt.8. pedal crank drive according to one of the preceding claims, wherein each of the pedal cranks (51) consists of two mutually displaceable parts (crank arm and pedal bracket arm), wherein the pedal bracket arm (2) by means of a control pin (25) arranged relative to the crank arm (52) is provided, for each pedal crank as an adjusting mechanism an eccentrically arranged to the pedal crank axis (22) bearing arrangement (54, 83) is provided, the fixed bearing part (57, 29) of which is held on the frame (61) and on the rotatable bearing part (56, 30) the control pin (25) is rotatably mounted and describes a circular path (76) which is eccentric with respect to the pedal crank axis (22) during rotation, characterized in that the fixed bearing part (57) in such a relative position on the frame (61) It is assumed that the maximum (48) of the eccentric circular path (76) lies in the range of 135 ° ± 30 °, in particular 135 ° ± 15 °, with respect to the top dead center (T 0 ) of the pedal position gt.
9. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageranordnung (83) aus mindestens drei auf dem drehbaren Lagerteil (30) gela¬ gerten Lagerrollen (33) besteht, die radial auf einer Lagerbahn (31) des feststehenden Lagerteils (29) abrol¬ len, und daß der Steuerzapfen (25) in einer auf dem drehbaren Lagerteil (30) angeordneten Lagerbuchse (34) im Freiraum (35) zwischen den Lagerrollen (33) etwa in der gleichen Ebene gelagert ist.9. pedal crank drive according to claim 6, characterized in that the bearing arrangement (83) consists of at least three on the rotatable bearing part (30) gela¬ gerer bearing rollers (33) which roll radially on a bearing track (31) of the fixed bearing part (29) ¬ len, and that the control pin (25) in a on the rotatable bearing part (30) arranged bearing bush (34) in the free space (35) between the bearing rollers (33) approximately in is stored on the same level.
10. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerrollen (33) als Wälzlager ausgebildet sind.10. Pedal crank drive according to claim 7, characterized in that the bearing rollers (33) are designed as roller bearings.
11. Tretkurbeltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerrollen (33) durch Gleitlager gelagert sind.11. Pedal crank drive according to claim 7, characterized in that the bearing rollers (33) are mounted by plain bearings.
12. Tretkurbeltrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Lagerteil (29) mit einer äußeren nutförmigen Lagerbahn (31) ver¬ sehen ist, in die die Lagerrollen (33) von außen ein¬ greifen und auf dieser abrollen.12. Pedal crank drive according to one of claims 9 to 11, characterized in that the fixed bearing part (29) with an outer groove-shaped bearing track (31) is seen ver¬, in which the bearing rollers (33) engage from outside and roll on this .
13. Tretkurbeltrieb nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzapfen (25) in dem drehbaren Lagerteil (56, 30) der Lageranordnung (54, 83) um seine Achse schwenkend, in allen anderen Ebenen je¬ doch abgestützt ist.13. Pedal crank drive according to one or more of claims 9 to 12, characterized in that the control pin (25) in the rotatable bearing part (56, 30) of the bearing arrangement (54, 83) pivoting about its axis, in all other planes each ¬ is supported.
14. Tretkurbeltrieb nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Pedalträgerarm (2) mehre¬ re Bohrungen (58) in verschiedenen Abständen von der Pedalachse (53) angeordnet sind, in deren eine der Steu¬ erzapfen (25) zur Auswahl des LeistungsVerhaltens wahl¬ weise einschraubbar ist.14. Pedal crank drive according to one or more of claims 9 to 13, characterized in that in the pedal support arm (2) several bores (58) are arranged at different distances from the pedal axis (53), in one of which the control pin ore (25) can be screwed in to select the performance behavior.
15. Tretkurbeltrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Lagerteile (57) jedes der Bewegungsmechanismen mittels je einer Trägerscheibe (39b) beiderseits des Rahmens (61) im Bereich der Tretlager (40) gehaltert sind.15. Pedal crank drive according to one of claims 9 to 14, characterized in that the fixed bearing parts (57) each of the movement mechanisms by means of one Carrier disc (39b) are held on both sides of the frame (61) in the area of the bottom bracket (40).
16. Tretkurbeltrieb nach den Ansprüchen 3 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerscheiben (39b) Langlöcher (49) aufweisen und verstellbar am Rahmen (61) befestigt sind. 16. Pedal crank drive according to claims 3 and 15, characterized in that the carrier disks (39b) have elongated holes (49) and are adjustably attached to the frame (61).
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