Fragen und Antworten zum Hülltrieb
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Periodischer Tretantrieb im Fahrrad

Ein völlig neues Tretgefühl ( Aktuelles zum Tretantrieb)

  • Umbau eines Diamant-Fahrrades auf periodischen Tritt
  • periodische Kettenübersetzung (1:1.4:1) im Trittwechsel
  • 3-Gang Nabenschaltung
  • Rücktrittbremse
  • Steuerzahnritzel außen angeordnet

Einzelteile/Montage

periodischer Tretantrieb mit innen liegenden Steuerzahnritzeln

(Probeaufbau)

Beschreibung: Fahrrad-Tretantrieb

Es ist bekannt, dass die Kraftübertragung eines Fahrrad- Tretantriebes durch die unveränderliche Sitzposition des Fahrers beeinflusst ist, da nicht in allen Quadranten der Trittkurbelstellung die Kraft optimal auf das Hinterrad wirkt. Der Grund ist der nicht immer richtige Trittwinkel, der durch die Kniestellung zum Kurbelwinkel der Pedale bestimmt ist und somit die Trittkraft nicht optimal über den Kettentrieb auf das Hinterrad übertragen werden kann.

Eine Möglichkeit, dieses Phänomen zu umgehen, zeigt die Praxis, bei der durch Verlagern des gesamten Körpers versucht wird, diesen Umstand auszugleichen, d.h. der Fahrer hebt sich so aus dem Sattel, bis ein optimales Trittmoment erreicht ist. Zugleich erhöht sich die aufgebrachte Kraft in den Kniegelenken. Denn gerade im Bereich des oberen Totpunktes der Trittkurbeln wird nur ein geringes Drehmoment weitergeleitet.

Eine zweite Möglichkeit zeigen diverse technische Gestaltungsvarianten die über veränderliche Trittkurbelarme bis hin zu beweglichen Rahmen Konstruktionen gehen.

Die Mitarbeit des Fahrers wird beim Betreiben mancher Gebilde dabei nicht nur auf eine reine Tretbewegung beschränkt, sondern es wird sogar voller Körpereinsatz gefordert, um alles in maximale Bewegungsenergie umzusetzen.

Die eingereichten Patente sind dabei mehr oder weniger Praxis relevant.

Im Radsport sind seit den 90er-Jahren elliptische Kettenräder an der Tretkurbel bekannt und wirken auf den Zahnkranz des Hinterrades. Die Kette wird dabei über die Feder der Kettengangschaltung periodisch straf gehalten. Die Ellipse des Kettenrades wird dabei durch das Strafhalten der Kette begrenzt.

Ein unrunder Tritt entsteht bei allen Varianten mit periodischem Tritt.

In Anlehnung meines Patentes entstand aus dem beschrieben elliptischen Hülltrieb ein Tretkurbelantrieb für ein Fahrrad, welches die bestehenden Nachteile der Pedalkräfteverteilung minimiert.

Durch den festen Achsabstand zwischen Tretkurbeltrieb und Hinterrad ist dieser Hülltrieb für diesen Antrieb geeignet, denn die zwei elliptischen Steuerritzel übernehmen das Strafhalten der Kette in jeder Tretkurbelposition.

Da der elliptische Hülltrieb periodisch im Verhältnis 1:1 rotiert, kann er nicht direkt auf das Hinterrad wirken. In diesem Fall gibt der Hülltrieb die periodische Drehung über ein Zwischengetriebe auf das Hinterrad weiter, welches in etwa der originalen Kettenradübersetzung entspricht. Diese zweite Übersetzung kann über einen Kettentrieb oder mittels Zahnstirnradgetriebe aufgebaut werden.

Der Prototyp des Fahrrades weist an dieser Stelle ein Planetengetriebe auf, welches direkt auf dem Hinterrad montiert ist.

Da beim Hülltrieb die Steuerzahnritzel innen bzw. außen angeordnet werden können, wurden sie beim Prototyp außen angeordnet, um so das Trennen und somit den Umbau der gesamten Hinterradaufhängung zu vermeiden.

Bei einer inneren Anordnung der Steuerzahnritzel sollte die hintere Radschwinge in einem Bogen verlaufen (z.B. Klappfahrrad der Fa. DAHLON), um die Rotation der Ritzel nicht zu behindern.

Durch eine leichte Verdrehung des vorderen elliptischen Kettenrades gegenüber der Tretkurbel lässt sich die aktive Trittposition auf den Fahrer optimal anpassen. Die Einstellung erwies sich bei dem Prototyp bei ca. 20° nach OT als günstig. Das umgebaute Fahrrad hat die Orginale 3-Gangschaltung behalten. Da dieser Hülltrieb wechselseitige Drehmomente zulässt, ist die Rücktrittbremse nach wie vor ohne Einschränkungen zu benutzen.

Als Vorteil erweist sich die gleichmäßige Trittkraft vor allem bei Steigungen, da sie eine übermäßige Belastung der Kniegelenke vorbeugt. Das Anfahrtmoment ist deutlich geringer, auch bei einen höheren Gang. Durch die periodische Unter- bzw. Übersetzung erscheint das Fahren in den Gängen von bisher 1-2-3 wie 0-1-2-3-4, d.h. die 0 entspricht der Untersetzung, und die 4 der zusätzlichen Übersetzung. Der unrunde Tritt ist nach Eingewöhnung als normal und nicht als unangenehm zu empfinden.

Der Einsatz des elliptischen Hülltriebes bietet ein weites Verwendungsfeld. Unter anderem, wie hier beschrieben, als Antrieb für Muskelbetriebene Fahrzeuge, bei denen der Fahrer aufgrund des Fahrzeugs nur eine bestimmte Tretposition einnehmen kann.

Von Vorteil ist dieses Konzept für ältere Fahrradfahrer. Denn diese mßssten nicht mehr so oft an Kreuzungen und bei Bergfahrten aus dem Sattel steigen. Das Benutzen eines Fahrgefährts mit dieser Antriebstechnik könnte auch vielen behinderten Menschen die Fortbewegung erleichtern.

Tipp zur Energieeinsparung bei STOPP and GO auf Autostraßen: alle Autos mit Tretantrieb. Jeder Fahrer / Mitfahrer könnte seine optimale Trittenergie, und vor allem ohne dass er sich von seinem Sitz erheben müsste, auf die Räder seines Automobils übertragen.


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© Günther Greve 2011