DE69202038T2

DE69202038T2 - Kupplungsanordnung zwischen Fahrradpedal und Stossplatte.

Info

Publication number: DE69202038T2
Application number: DE69202038T
Authority: DE
Inventors: Masashi Nagano
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: DE69202038D1; JPH05131968A; EP0542238A1; EP0542238B1; US5557985A

Description

ALLGEMEINES ZUR ERFINDUNG

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf eine Konstruktion zum Ankoppeln einer Stoßplatte an ein Fahrradpedal

STAND DER TECHNIK

Bisher wurden verschiedene Konstruktionen zum Ankoppeln einer Stoßplatte an ein Fahrradpedal verwendet. Viele dieser Konstruktionen sind so ausgelegt, daß damit Schuhe an den Pedalen fixiert werden. Die Schuhe neigen, entsprechend der Beinarbeit während der Radfahrt zur Bewegung in Axialrichtung der Pedale. Solche Koppelkonstruktionen lassen es jedoch nicht zu, daß sich die Schuhe in Axialrichtung der Pedale bewegen, was zu einer zusätzlichen Belastung der Beine des Radfahrers führt.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, die angesichts des vorgenannten Nachteils entwickelt wurde. Diese Zeichnung zeigt Klemmvorsprünge 3 und 4, die auf einem Paar Stoßplattenklemmen eines Pedals zur Befestigung einer Stoßplatte am Pedal ausgebildet sind. Die Bezugszeichen 5a und 5b bezeichnen Eingriffsvorsprünge der in Fig. 1 dargestellten Stoßplatte 5. In Fig. 4 ist eine Pedalachse mit X bezeichnet. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, daß sich die Stoßplatte 5 ungehindert um einen Berührungspunkt Z zwischen dem Vorsprung 5a der Stoßplatte 5 und dem Klemmvorsprung 3 hin und her bewegt, Damit ist der hintere Vorsprung 5b der Stoßplatte 5 gegenüber dem Klemmvorsprung 4 verschieblich.
Bei dieser bekannten Konstruktion wirkt eine vom Fuß des Radfahrers ausgeübte Tretkraft auf das Pedal an einem Punkt F in Fig. 4 ein. Dieser Punkt F ist vom Punkt Z, um den sich die Stoßplatte 5 hin und her bewegen kann, um einen vergleichsweise großen Abstand entfernt. Dies führt insofern zu einem Nachteil, als bei Hin- und Herbewegung der Stoßplatte 5 um einen großen Betrag die Stoßplatte 5 infolge eines Moments leicht vom Pedal abrutschen kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zum Ankoppeln einer Stoßplatte am Schuh eines Radfahrers an ein Fahrradpedal zu schaffen, wobei die Ankoppelkonstruktion eine horizontale Hin- und Herbewegung der Stoßplatte relativ zum Pedal um eine hinter der Stoßplatte liegende Position ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zum Ankoppeln einer Stoßplatte gelöst, welche eine Pedalwelle zur drehbaren Abstützung des Pedals aufweist, sowie eine parallel zur Pedalwelle verlaufende Auftrittsfläche zum Kontakt mit der Unterseite eines Schuhs; eine auf dem Pedal vorgesehene erste Schwenkachse; und eine um die erste Schwenkachse verschwenkbare rückwärtige Stoßplattenklemme, die um die erste Schwenkachse verschwenkbar ist. Dabei weist die rückwärtige Stoßplattenklemme eine Stoßplatteneingriffseinrichtung für den Eingriff mit einem Ende der Stoßplatte auf, bis eine Kraft darauf einwirkt, die einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Diese Vorrichtung weist des weiteren eine der ersten Stoßplattenklemme quer zur Pedalwelle gegenüberliegende vordere Stoßplattenklemme auf, sowie ein Paar Begrenzungsvorsprünge, welche zwischen der zwetten Stoßplattenklemme und der Pedalwelle zur Begrenzung einer Verlagerung der Stoßplatte angeordnet sind. Die vordere Stoßplattenklemme wirkt dabei mit der rückwärtigen Stoßplattenklemme so zusammen, daß die Stoßplatte an das Pedal angekoppelt wird. Die Begrenzungsvorsprünge sind dabei um einen Abstand voneinander beabstandet, der größer ist als die Breite entlang der Pedalwelle eines Abschnitts der Stoßplatte zur Berührung der Begrenzungsvorsprünge. Damit kann die Stoßplatte ungehindert auf der Auftrittsfläche über den Abstand zwischen den Begrenzungsvorsprüngen und um die Stoßplatteneingriffseinrichtung hin- und herbewegt werden.
Wie bereits ausgeführt kann ein Ende der Stoßplatte mit der für die rückwärtige Stoßplattenklemme vorgesehenen Stoßplatteneingriffseinrichtung in Eingriff gebracht werden, um die Stoßplatte am Pedal zu befestigen. Diese Stoßplatteneingriffseinrichtung und das Paar Begrenzungsvorsprünge lassen eine ungehinderte Hin- und Herbewegung der Stoßplatte um die Stoßplatteneingriffseinrichtung zu. Erfindungsgemäß kann sich das Bein des Radfahrers entlang der Pedalwelle bewegen und kann damit die auf das Bein einwirkende Belastung des Beines verringert werden. Außerdem befindet sich ein Punkt an dem die Tretkraft vom Fuß des Radfahrers auf das Pedal übertragen wird, in kürzerem Abstand vom Mittelpunkt der Hin- und Herbewegung der Stoßplatte. Damit sind ungehinderte Hin- und Herbewegungen der Stoßplatte bei geringem Moment möglich, wodurch die Möglichkeit minimiert wird, daß sich die Stoßplatte unabsichtlich vom Pedal löst.
Die Merkmale und Auswirkungen der Erfindung ergeben sich in weiteren Einzelheiten aus der nachstehenden detaillierteren Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer an einem Schuh befestigten Stoßplatte und eines Pedals mit der erfindungsgemäßen Stoßplatten-Ankoppelmechanik;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht mit der Darstellung des Eingriffs zwischen dem Pedal und der in Fig. 1 dargestellten Stoßplatte;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Stoßplatten-Ankoppelmechanik, wobei zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht benötigte Teile weggelassen sind, und
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine bekannte Mechanik zum Ankoppeln der Stoßplatte.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRRUNGSBEISPIELS

Nachfolgend wird nun anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Fahrradpedal P mit einer Mechanik zum Ankoppeln einer Stoßplatte 5. Das Pedal P umfaßt einen drehbar auf einer Pedalwelle 2 abgestützten Pedalkörper 1, wobei die Pedalwelle an einem Kurbelarm C befestigt ist. Am Pedal P ist über die Stoßplatte 5 ein Radfahrschuh S befestigt.
Als nächstes wird die Mechanik zum Ankoppeln der Stoßplatte beschrieben. Auf dem Pedal P ist eine Auftrittsfläche 1a für den Kontakt mit dem Schuh S definiert. Die Auftrittsfläche 1a ist mit einer Kontaktplatte 8 versehen, die durch Schrauben in ihrer Stellung fixiert ist. Des weiteren weist das Pedal P eine rückwärtige Stoßplattenklemme 7 auf, die auf einem Stützarm 7a so angebracht ist, daß sie um eine parallel zur Pedalwelle 2 verlaufende Achse Y verschwenkbar ist.
Die rückwärtige Stoßplattenklemme 7 weist einen Stoßplatten- Klemmvorsprung 4 auf, der sich im wesentlichen parallel zur Auftrittsfläche 1a erstreckt. Der Klemmvorsprung 4 besitzt eine Vertiefung 4a für den Eingriff eines Vorsprungs 5b am rückwärtigen Ende der Stoßplatte 5. Auch wenn dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird die rückwärtige Stoßplattenklemme 7 mittels einer Sicherungsfeder in die Richtung gespannt, in die der Eingriff mit der Stoßplatte 5 erfolgt.
In ähnlicher Weise wir eine vordere Stoßplattenklemme 6 so abgestützt, daß sie um eine (hier nicht dargestellte) Achse verschwenkbar ist, die parallel zur Pedalwelle 2 verläuft, wobei sie durch eine (nicht dargestellte) Sicherungsfeder in die Richtung gespannt wird, in die der Eingriff mit der Stoßplatte 5 erfolgt. Die vordere Stoßplattenklemme 6 besitzt ebenfalls einen Stoßplatten- Klemmvorsprung 3, der parallel zur Auftrittsfläche 1a und zur rückwärtigen Stoßplattenklemme 7 hin verläuft.
Die Kontaktplatte 8 weist vordere Begrenzungsvorsprünge 8a und 8b sowie rückwärtige Begrenzungsvorsprünge 8c und 8d auf, welche die Bewegung der mit dem Pedal P in Eingriff stehenden Stoßplatte 5 parallel zur Kontaktplatte 8 begrenzen. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, verlaufen die vorderen Begrenzungsvorsprünge 8a und 8b im wesentlichen senkrecht zur Auftrittsfläche 1a und laufen zur rückwärtigen Stoßplattenklemme 7 hin auswärts auseinander. Die rückwärtigen Begrenzungsvorsprünge 8c und 8d erstrecken sich über das Pedal P nach außen und von der Kontaktplatte 8 weg.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, das Pedal P ein weiteres Paar aus vorderer Stoßplattenklemme 6 und rückwärtiger Stoßplattenklemme 7 auf einer gegenüberliegenden Fläche auf.
Als nächstes wird nun beschrieben, wie die Stoßplatte 5 an der Stoßplatten-Ankoppelmechanik angekoppelt wird. Gemäß Fig. 1 weist die Stoßplatte 5 einen Vorsprung 5a für den Eingriff mit der vorderen Stoßplattenklemme 6 sowie den Vorsprung 5b für den Eingriff mit der hinteren Stoßplattenklemme 7 auf. Zunächst stellt der Radfahrer den Schuh S so schräg, daß die Schuhspitze tiefer als der Schuhabsatz (nicht dargestellt) liegt, und damit liegt der Vorsprung 5a tiefer als der Vorsprung 5b. Danach wird der Vorsprung 5a zwischen die Kontaktplatte 8 und den vorderen Stoßplatten- Klemmvorsprung 3 eingesetzt. Die vorderen Begrenzungsvorsprünge 8a und 8b dienen hierbei als Führungen. Der Radfahrer drückt die Stoßplatte 5 zur Auftrittsfläche 1a hin, wobei der Vorsprung 5a an der Stoßplatte 5 zwischen die Kontaktplatte 8 und den vorderen Stoßplatten-Klemmvorsprung 3 eingesetzt wird. Dadurch wird die rückwärtige Stoßplattenklemme 7 entgegen der Spannkraft der Sicherungsfeder zur Schwenkbewegung um die Achse Y veranlaßt, wodurch der Vorsprung 5b an der Stoßplatte 5 zwischen die Kontaktplatte 8 und den rückwärtigen Klemmvorsprung 4 eingeschoben wird.
Unter der Spannkraft der Sicherungsfeder der vorderen Stoßplattenklemme 6 drückt nun der vordere Klemmvorsprung 3 den Vorsprung 5a an der Stoßplatte 5 auf die Kontaktplatte 8. In ähnlicher Weise drückt unter der Spannkraft der Sicherungsfeder an der rückwärtigen Stoßplattenklemme 7 der rückwärtige Klemmvorsprung 4 den Vorsprung 5b an der Stoßplatte 5 auf die Kontaktplate 8. Auf diese Weise wird die Stoßplatte 5 am Pedal P befestigt. In diesem Zustand schränken die Begrenzungsvorsprünge 8a und 8b die ungehinderte Verlagerung der Stoßplatte 5 nach vorn und hinten ein. Infolgedessen verhindern die Begrenzungsvorsprünge 8a und 8b, daß die Stoßplatte 5 die vordere Stoßplattenklemme 6 schieben und hin und her bewegen und dadurch außer Eingriff mit dem Pedal P gelangen.
Wird die Stoßplatte 5 vom Pedal P getrennt, dreht der Radfahrer den Schuh S solange, bis der Vorsprung 5a an der Stoßplatte 5 mit dem Begrenzungsvorsprung 8a bzw. 8b in Berührung kommt. Dann übt der Radfahrer eine Kraft aus, die höher ist als ein vorgegebener Wert, um den Schuh S um eine zur Kontaktplatte 8 am Pedal P im wesentlichen senkrechte Achse zu verdrehen, wobei ein Berührungspunkt zwischen dem Vorsprung 5a und dem Begrenzungsvorsprung 8a bzw. 8b als Drehpunkt herangezogen wird. Dies führt dazu, daß sich der Vorsprung 5b aus dem Eingriff in der Vertiefung 4a löst. Dann schwenkt die rückwärtige Stoßplattenklemme 7 entgegen der Spannkraft der (nicht dargestellten) Sicherungsfeder in Löserichtung und setzt dadurch die Stoßplatte 5 vom Pedal P frei. Die rückwärtigen Begrenzungsvorsprünge 8c und 8d dienen hierbei als Führungen zur Vereinfachung der Lösung der Stoßplatte 5 durch Abheben der Stoßplatte 5 von der Auftrittsfläche 1a bei Drehung der Stoßplatte 5.
Wie Fig. 3 zegt, sind die vorderen Begrenzungsvorsprünge 8a und 8b um eine Breite W voneinander beabstandet, die größer ist als die Breite H des Vorsprungs 5a der Stoßplatte 5. Auf diese Weise läßt sich der Vorsprung 5a gegenüber dem Pedal P seitlich auch dann verlagern, wenn die Stoßplatte 5 am Pedal P befestigt ist. Der Vorsprung 5b der Stoßplatte 5 weist ein äußerstes Ende 5c auf, das mit der im rückwärtigen Klemmvorsprung 4 ausgebildeten Vertiefung 4a in Eingriff gebracht werden kann. Genau genommen handelt es sich deshalb bei der Verschiebung der Stoßplatte 5 um eine Hin- und Herbewegung um einen Berührungspunkt Z zwischen dem äußersten Ende 6c und dem rückwärtigen Klemmvorsprung 4. Das Bezugszeichen M in Fig. 3 bezeichnet eine Mittellinie der Stoßplatte 5. Diese Mittellinie M besitzt einen Freiheitsgrad über einen mit "A" bezeichneten Winkel.
Wenn der Radfahrer in die Pedale des Fahrrads tritt, kann sich der Schuh S entlang der Pedalwelle bewegen, während sich das Pedal P gegenüber dem Fahrradrahmen bewegt. Damit wird das Bein des Radfahrers von einer zusätzlichen Belastung entlastet.
Fig. 4 zeigt eine herkömmliche Stoßplatten-Ankoppelmechanik, die ebenfalls Hin- und Herbewegungen der Stoßplatte zuläßt. Allerdings erfolgen hier diese Hin- und Herbewegungen um den Berührungspunkt Z zwischen dem vorderen Klemmvorsprung 3 und dem Vorsprung 5a an der Stoßplatte 5. Die Tretkraft des Radfahrers wird von dessen Fuß am Punkt F in Fig. 4 auf das Pedal übertragen. Da der Punkt F vom Punkt Z, um den sich die Stoßplatte 5 hin und her bewegen kann, um einen vergleichsweise großen Abstand entfernt ist, rutscht die Stoßplatte 5 leicht infolge eines Moments vom Pedal ab, wenn eine Hin- und Herbewegung um einen großen Betrag erfolgt.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion dagegen ist der Abstand L zwischen dem Punkt F und dem Punkt Z, um den, wie in Fig. 3 gezeigt, die Stoßplatte 5 hin- und herbeweglich ist, kurz. Auch wenn der für die Stoßplatte 5 vorgesehene Freiheitsgrad der in Fig. 4 dargestellten Bewegungsfreiheit nach dem Stand der Technik vergleichbar ist, ist bei der Bewegung der Stoßplatte 5 hier nur ein kleines Moment im Spiel, und damit wird die Gefahr einer Loslösung vom Pedal verringert. Außerdem führen die Hin- und Herbewegungen um den Punkt Z zu vergleichsweise kleinen Veränderungen im Abstand zwischen dem Punkt F und der Pedalachse X. Dies führt wiederum zu einer kleinen Änderung im Verhältnis, mit dem die Tretkraft vom Fuß des Radfahrers auf die Pedalwelle 2 übertragen wird.
Bei dem vorstehend erläuterten Beispiel kann sich die Stoßplatte 5 hin und her um den Punkt Z bewegen, den die Vertiefung 4a im Klemmvorsprung 4 bildet. Diese Vertiefung kann so breit sein, daß sich der Vorsprung 5b an der Stoßplatte 5 ungehindert entlang der Achse X relativ zum Klemmvorsprung 4 bewegen kann.
Man kann eine Vielzahl von Stoßplatten mit unterschiedlichen Breiten H vorsehen, um so verschieden stark ausgeprägte Hin- und Herbewegung der Stoßplatte vorzusehen. Die Postion der Begrenzungsvorsprünge 8a und 8b kann so eingestellt werden, daß das Ausmaß der Hin- und Herbewegungen der Stoßplatte gewählt werden kann.
Die Stoßplatte 5 kann auch so ausgebildet sein, daß sie relativ zum Schuh und nicht zum Pedal hin- und herbeweglich ist. Außerdem können die Stoßplattenklemmen 6 und 7 so ausgebildet werden, daß sie sich relativ zum Pedalkörper hin und her bewegen können, wobei die Stoßplatte 5 und der Schuh S an den Stoßplattenklemmen 6 und 7 fixiert sind.

Claims

1. Anordnung zum Ankoppeln eines Schuhs mit Stoßplatte (5) an einem Fahrradpedal (1), welche folgendes aufweist:

eine Pedalwelle (2) zur drehbaren Abstützung des Pedals;

eine parallel zur Pedalwelle verlaufende Auftrittsfläche (1a) zum Kontakt mit der Unterseite des Schuhs;

eine auf dem Pedal vorgesehene erste Schwenkachse (Y);

eine um die erste Schwenkachse (Y) verschwenkbare rückwärtige Stoßplattenklemme (7), welche eine Stoßplatteneingriffseinrichtung (4) für den Eingriff mit einem Ende (5b) der Stoßplatte (5) aufweist, bis eine einen vorgegebenen Wert übersteigende Kraft darauf einwirkt;

eine der rückwärtigen Stoßplattenklemme (7) quer zur Pedalwelle (2) gegenüberliegende vordere Stoßplattenklemme (6), welche zum Zusammenwirken mit der rückwärtigen Stoßplattenklemme (7) zur Ankopplung der Stoßplatte (5) an das Pedal (2) vorgesehen ist; und

ein Paar Begrenzungsvorsprünge (8a, 8b), welche zwischen der vorderen Stoßplattenklemme (6) und der Pedalwelle zur Begrenzung einer Verlagerung der Stoßplatte angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorsprünge (8a, 8b) um einen Abstand (W) voneinander beabstandet sind, der größer ist als eine Breite (H) entlang der Pedalwelle eines Abschnitts (5a) der Stoßplatte (5) zur Berührung der Begrenzungsvorsprünge (8a, 8b), wodurch die Stoßplatte ungehindert auf der Auftrittsfläche (1a) über den Abstand zwichen den Begrenzungsvorsprüngen und um die Stoßplatteneingriffseinrichtung (3) der vorderen Stoßplattenklemme (6) hin- und herbeweglich ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedal außerdem eine der ersten Schwenkachse quer zur Pedalwelle gegenüberliegende zweite Schwenkachse aufweist, wobei die vordere Stoßplattenklemme um die zweite Schwenkachse verschwenkbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daßdieBegrenzungsvorsprüngesichimwesentlichensenkrechtzur Auftrittsfläche erstrecken.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste und die zweite Schwenkachse jeweils parallel zur Pedalwelle erstrecken.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßplatteneingriffseinrichtung die Form einer Vertiefung aufweist, die in der ersten Stoßplattenklemme zum Eingriff mit der Stoßplatte ausgebildet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Stoßplattenklemme einen ersten Klemmvorsprung aufweist, der im wesentlichen parallel zur Auftrittsfläche zur vorderen Stoßplattenklemme hin verläuft und in welchem die Vertiefung ausgebildet ist, und daß die vordere Stoßplattenklemme einen zweiten Klemmvorsprung aufweist, der sich im wesentlichen parallel zur Auftrittsfläche zur hinteren Stoßplattenklemme hin erstreckt, wobei der erste Klemmvorsprung und der zweite Klemmvorsprung gegen eine Bewegung von der Auftrittsfläche weg so gesichert sind, daß die Stoßplatte an das Pedal angekoppelt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorsprünge symmetrisch zu einer Mittellinie ausgerichtet sind, die senkrecht zur Pedalwelle verläuft und in die Auftrittsfläche einbezogen ist, wobei die Begrenzungsvorsprünge sich von der Mittellinie umso weiter weg erstrecken, je näher sie zur vorderen Stoßplattenklemme hin verlaufen.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige und die vordere Stoßplattenklemme jeweils in eine Richtung federgespannt sind, in der sie mit der Stoßplatte in Eingriff kommen.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorsprünge so angeordnet sind, daß sie eine freie Bewegung der Stoßplatte entlang einer Mittellinie begrenzen, die senkrecht zur Pedalwelle verläuft und in die Auftrittsfläche einbezogen ist.