<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein muskelkraftbetriebenes Sportgerät, insbesondere ein Fahrzeug, mit einem Basiskörper, an dem zumindest ein in dessen Längsrichtung hin und her bewegbar gelagerter Sitz, Handgriffe, Fussstützen und ein Zugmitteigetriebe mit wenigstens einem Zugmittel angebracht sind, das schleifenförmig über Umlenkräder geführt und mit seinen Enden mittelbar oder unmittelbar mit mindestens einem Sitz verbunden ist. welches Zugmittelgetriebe eine Abtriebswelle aufweist, die über zwei Freiläufe an je ein Antriebsrad angeschlossen ist, wobei das Zugmittetgetriebe derart mit den beiden Antnebsrädern verbunden ist, dass bei einer Hin- und Herbewegung des Sitzes bzw. der Sitze jeweils ein Freilauf eingekuppelt und der andere Freilauf ausgekuppelt ist.
In der heutigen Zeit, in der der Mensch über viel Freizeit verfügt, anderseits oft mit Bewegungsarmut verbundene Berufe ausübt, haben sportliche Betätigung und körperlicher Ertüchtigung besondere Bedeutung. Als sportliche Betätigung ist insbesondere Radfahren weit verbreitet. Auf dem Gebiet des Fahrradbaus gibt es ausser den historischen Ausführungsformen gerade in letzter Zeit Konstruktionen, die von der herkömmlichen Bauweise abweichen, um das Radfahren bequemer, rascher und interessanter zu machen.
Dabei sind auch die unterschiedlichsten Antriebe entwickelt worden.
Eine Konstruktion, bei der der Kurbeltrieb mit Kette durch einen Antrieb mit auf-und abbewegbaren Pedalen ersetzt ist, der über Seil- und Kettenzüge auf das Hinterrad wirkt, ist in dem Buch Velomobiie von Vytas Dovydénas, erschienen 1990 im Verlag Technik GmbH Berlin, auf S 76/Bild 6. 7 gezeigt, allerdings nicht näher erläutert. Die Bewegungsabläufe beim Menschen entsprechen im wesentlichen denjenigen wie beim Fahren auf einem herkömmlichen Fahrrad.
Bekannt ist weiters ein Fahrrad, bei dem der Fahrer Bewegungen wie in einem Ruderboot vollführt, wobei auf einem Schlitten montierte Fussrasten vorgesehen sind und der Lenker über einen Seilzug mit dem Antrieb verbunden ist.
Bei einer weiteren, auf einer Ausstellung gezeigten Konstruktion ist der Sitz auf einem in Längsrichtung verlaufenden, horizontalen Rahmenrohr verschiebbar gelagert und mit einem modifizierten Kurbel-Kettentrieb verbunden, wobei durch Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Sitzes das Fahrrad entweder allein in Bewegung versetzt werden kann oder den Kurbeltrieb unterstützt. Die Bewegungsabläufe sind Beinbewegungen wie bei einem herkömmlichen Fahrrad und gegebenenfalls ähnlich wie beim Rudern In einem Sportboot mit Rollsitz. Auf diese Weise soll der gesamte Körper in Bewegung versetzt und gestärkt werden.
Nachteilig bei diesem Fahrrad ist die Gleitlagerung des Sitzes, die nicht nur eine zusätzliche Führung, sondern auch eine Schmierung erfordert, was wiederum eine Verschmutzungsgefahr bedeutet. Weiters ist nachteilig, dass die Körperbewegungen, nämlich kreisende Beinbewegungen, pendelnde Körperbewegungen und Beuge- und Streckbewegungen der Arme, schwierig zu koordinieren sind und die Fahrsicherheit beeinträchtigen.
Ein Fahrrad der eingangs dargelegten Art ist z. B. aus der US 3 979 135 A bekannt. Bei diesem Gefährt ist der Sitz mit Rollen versehen, auf in Längsrichtung angeordneten Schienen vor-und rückwärts bewegbar gelagert und über drei Kettentriebe an das Hinterrad angeschlossen, wobei in den mittleren Kettentrieb die Freiläufe eingebaut sind. Nachteilig bei diesem Fahrrad ist, dass die Rollen von den Schienen springen können und während der Fahrt ein starkes, unangenehmes Rollgeräusch erzeugen.
Weiters ist aus der DE 106 109 C ein Fahrrad bekannt, bei dem der Sitz mit Hilfe zweier Gelenkvierekke am Rahmen montiert ist. Die Gelenkvierecke weisen einander kreuzende Kurbeln auf, an denen der Sitz über zwei aufwärtsragende Streben angebracht ist. Die Nachteile dieser Konstruktion liegen darin, dass die Gelenke einer überaus grossen Belastung ausgesetzt sind und bei Verschleiss den Sitz nicht spielfrei führen können und dass der Sitz eine stark gekrümmte Bahn durchläuft, wodurch kein angenehmes Fahren möglich ist.
Die FR 776 769 A zeigt einen Bootsantrieb, bei dem ein an einen Federkraftspeicher angeschlossenes Zugmittel unmittelbar über zwei auf einer einzigen, gemeinsamen Abtriebswelle sitzende Freiläufe auf eine Schraube wirkt.
Der DE 1 023 986 B ist die Montage eines Fahrradsitzes auf einem stehend montierten Gelenkparallelogramm entnehmbar, das allerdings zur Verstellung der Pedalanordnung, nicht aber der Fortbewegung dient.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Sportgerätes, insbesondere eines Fahrrades, das ebenfalls den Einsatz des gesamten Körpers erfordert und somit das Training des Bewegungsapparates sowie möglichst vieler Muskeln bewirkt, ausserdem die Wirbelsäule und die Bandscheiben schont, im Falle der Ausbildung als Fahrzeug eine rasche Fortbewegungsgeschwindigkeit erzielt und dem Benutzer Freude und Spass bietet.
Dieses Ziel wird mit einem Sportgerät der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss jeder Sitz in an sich bekannter Weise über wenigstens ein Gelenkviereck an dem Basiskörper angebracht ist, dass das Gelenkviereck am Basiskörper hängend montiert und im wesentlichen in Form eines Trapezes oder Parallelogramms ausgebildet ist, und dass das Zugmittel in an sich bekannter Weise
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
Bei einer anderen Ausführungsform ist das Gerät als Wasserfahrzeug ausgebildet, wobei die Abtriebswelle gegebenenfalls über ein Getriebe an einen Propeller, ein Schaufelrad od. dgl. angeschlossen ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Gerät als Standgerät ausgebildet, wobei die Handgriffe am Basiskörper fix angebracht sind und die Abtriebswelle gegebenenfalls über ein Getriebe an eine vorzugsweise einstellbare Bremsvorrichtung angeschlossen ist. Somit kann das Gerät zu Hause oder an Sportstätten zur Körperertüchtigung benutzt werden.
Wieder bei einer anderen Ausführungsform ist das Gerät als Flugzeug ausgebildet, wobei der Basiskörper als Flugzeugrumpf ausgestaltet ist und die Abtriebswelle über ein Getriebe an einen Propeller angeschlossen ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch und vereinfacht dargestellt sind ; es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht von rechts einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Ausführungsform von links, Fig. 3 eine Seitenansicht von rechts einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 eine Seitenansicht dieser Ausführungsform von links, Fig. 5 und 6 je eine Seitenansicht von rechts einer dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 und 8 je eine Seitenansicht dieser Ausführungsform von links, und Fig. 9 eine Seitenansicht von links einer als Tandem ausgebildeten weiteren Ausführungsform.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung, die als Fahrrad 1 ausgebildet ist.
Das Fahrrad 1 weist einen Rahmen 2 als Grundkörper auf, der wie üblich und im Handel erhältlich aufgebaut und deshalb nicht mit allen Einzelheiten dargestellt ist. Mit Ausnahme der Montage des Sitzes 3 entspricht der Rahmen 2 demjenigen eines herkömmlichen Fahrrades und besitzt vorne einen Gabelkopf 4, in dem eine Gabel 5 für das Vorderrad 6 drehbar gelagert ist, wobei die Gabel 5 an der Oberseite mit einem Lenker 7 samt Handgriffen versehen ist. An der Hinterseite des Rahmens 2 befindet sich das Hinterrad 8, das mit einem Ritzel 9 (oder einem Ritzelsatz zur Gangschaltung samt Freilauf) verbunden ist, das wiederum über ein Zugmittel, insbesondere eine Kette 10 mit einem etwa in der Mitte des Fahrrades 1 im Kurbellager 11 gelagerten Kettenrad 12 verbunden ist.
Das Kettenrad 12 ist über eine Abtriebswelle 13 mit zwei Antriebsrädern 14a, 14b verbunden, in die jeweils ein Freilauf bekannter Bauart eingebaut ist. wobei die Freiläufe im selben Sinne wirken. Da der Mensch in den Beinen mehr Kraft als in den Armen hat, besitzen die Antriebsräder 14a, 14b unterschiedliche Durchmesser, um diesen Unterschied auszugleichen.
Um die Antriebsräder 14a, 14b ist ein Zugmittel 15 geführt, das über einen vorbestimmten Winkel um das jeweilige Antriebsrad 14a, 14b geschlungen ist.
Das über das grössere Antriebsrad 14a verlaufende rechte Trum 15a des Zugmittels 15 ist über eine in Nähe des Gabelkopfes 4 gelagerte Umlenkrolle 16 an die linke Seite und dort als linkes Trum 15b über das kleiner Antriebsrad 14b geführt.
Zur Montage des Sitzes 3 sind am Rahmenrohr 19 zwischen Vorderrad 5 und Hinterrad 8 zwei Gelenke 20, 21 vorgesehen, die in Längs- und Höhenrichtung verstellbar sind. An den Gelenken 20, 21 sind beiderseits des Rahmens 2 Schwingen 22 bzw. 23 angelenkt, wobei die vorderen und hinteren Schwingen 22,23 gleich lang sind. Die freien Enden der Schwingen 22,23 sind über eine Strebe 24 gelenkig miteinander verbunden, wobei ihr gegenseitiger Abstand mit Hilfe der Strebe 24 einstellbar ist. Weiters ist an der Strebe 24 ein Arme 25 befestigt. der nach oben verläuft und den Sitz 3 trägt, der um eine horizontale, quer zum Fahrrad 1 verlaufende Achse 27 mittels (nicht gezeigter) Anschläge begrenzt verschwenkbar ist. Alternativ kann der Sitz 3 über je ein Gelenk mit den Armen 25,26 nach Art eines Gelenkvierecks verbunden sein (Fig. 3 bis 8).
Die Gelenke 20,21 der Schwingen 22,23 sind in einem Abstand über dem Rahmenrohr 19 angebracht.
Die Schwingen 22,23 und die Strebe 24 bilden somit ein Gelenkviereck, das von der Seite betrachtet im wesentlichen die Form eines gleichschenkeligen Trapezes zeigt und dessen Kinematik wegen der mehreren Verstellmöglichkeiten in grossen Grenzen veränderbar ist, wobei sich der Sitz 3 längs einer im wesentlichen geradlinigen, konkav nach oben oder konvex nach oben verlaufenden Bahn bewegen kann.
Das eine Ende des abschnittweise als Kette ausgebildeten Zugmittels 15 ist an der rechten Seite des Rahmens 2 (Fig. 1) an der im Bereich der Verbindungsstelle von vorderer Schwinge 22 und Strebe 24 an einem der beiden Bauteile befestigt und über eine dahinter auf der Achse der hinteren Schwinge 23 gelagerte Umlenkrolle 16 nach unten zu dem als Kettenrad ausgebildeten Antriebsrad 14a geführt. Von diesem verläuft das Zugmittel 15 zu einer in Nähe des Gabelkopfes gelagerten Umlenkrolle 16, deren Achse 18 in einer in der Längsrichtung des Rahmens 2 verlaufenden Ebene liegt. Zweckmässigerweise dient diese Umlenkrolle 16 zugleich als Spannrolle für das Zugmittel 15. An dieser vorderen Umlenkrolle 16 wird das Zugmittel zur linken Seite des Rahmens 2 (Fig. 2) umgelenkt und zum zweiten Antriebsrad 14b geführt.
Von demselben verläuft das Zugmittel 15 über eine auf der Achse der vorderen Schwinge 22 gelagerte Umlenkrolle 16 zur Befestigungsstelle, die sich im Bereich der Verbindungsstelle zwischen hinterer
<Desc/Clms Page number 4>
Schwinge 23 und Strebe 24 an einem dieser beiden Bauteile befindet.
Die Freiläufe in den beiden Antriebsrädern 14a, 14b wirken gleichsinnig, sodass die Hin- und Herbewegung des Zugmittels 15 in eine praktisch kontinuierliche Drehbewegung des Kettenrades 12 umgesetzt wird. Diese durch den Fahrer bewirkte Hin- und Herbewegung wird mittels des Zugmittels 15 und der Kette 10 auf das Ritzel 9 des Hinterrades 8 übertragen.
Da also der Antrieb durch ruderartige Bewegungen des Fahrers erfolgt und keine Tretkurbeln vorhanden sind, ist der Rahmen 2 oberhalb des Vorderrades 6 mit Fussstützen 28 versehen, die verstellbar angebracht sind.
Zum Fahren stösst sich der Fahrer mit den Füssen an den Fussstütze 28 ab und bewegt dadurch den Sitz 3 nach hinten (volle Linien in Fig. 1, strichlierte Linien in Fig. 2), wodurch das Zugmittel 15 das grössere Antriebsrad 14a in Drehung versetzt und wegen des gesperrten Freilaufes dieses sowie weiters das Kettenrad 12, das Ritzel 9 und das Hinterrad 8 in Drehung versetzt werden. Anderseits läuft der im kleineren Antriebsrad 14a eingebaute Freilauf frei durch. Am Ende seiner Rückwärtsbewegung zieht sich der Fahrer mit den Armen zum Lenker 7, wobei das Zugmittel 15 das kleinere Antriebsrad 14b in Drehung versetzt wird und dieses wegen des gesperrten Freilaufes über das Kettenrad 12, Zugmittel bzw. Kette 10 und Ritzel 9 das Hinterrad 8 antreibt. Dabei läuft der im grösseren Antriebsrad 14a eingebaute Freilauf frei durch.
Am Ende jeder Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Sitzes 3 schwenkt dieser ein wenig um die Achse 27, wodurch die Körperbewegungen unterstützt werden.
In den Fig. 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die im wesentlichen den vorher beschriebenen entspricht. Auch in diesen Figuren sind Sitz 3 und Gelenkviereck mit vollen bzw. strichlierten Linien jeweils in den Endlagen der Bewegung gezeigt. Das Zugmittel 15 ist hier ähnlich wie bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform, allerdings über zusätzliche Spannrollen 30 geführt.
Der Sitz 3 ist mittels zweier Gelenkvierecke 31 an zwei Armen 25, 26 begrenzt schwenkbar angebracht,
EMI4.1
des Sitzes 3 dient. Die Elemente dieser Gelenkvierecke 31 bestehen aus Flachmaterial, wobei sie durch Federkraft angenähert in der Form eines gleichschenkeligen Trapezes gehalten sind. Insbesondere sind zur Ausübung der Federkraft Gummiblöcke im Innenraum der Elemente der Gelenkvierecke 31 angeordnet.
Die Besonderheit dieser Ausführungsform liegt darin, dass ausser einer üblichen Gangschaltung 32 am Hinterrad 8 eine zusätzliche Gangschaltung in Form mehrerer Antriebsräder 14a vorgesehen ist. Zweck dieser Massnahme ist die Erleichterung des Bergauffahrens, weil bei solchen Fahrten der Fahrer sein Körpergewicht hochziehen muss. Durch die Auswahlmöglichkeit unter verschieden grossen Getriebeübersetzungen kann der Fahrer den den jeweiligen Steigungen angepassten Körpereinsatz wählen.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine Variante dieser Ausführungsform, wobei die Fig. 5 und 6 je eine Ansicht von rechts darstellen und der Sitz 3 in seiner vorderen bzw. hinteren Endlage gezeigt ist. Die Fig. 7 und 8 stellen das Fahrrad 1 von links gesehen dar, wobei der Sitz 3 in seiner hinteren bzw. vorderen Endlage gezeigt ist. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist das Zugmittel 15 an der linken vorderen Schwinge 22 befestigt und verläuft von dort zum durchmessergrösseren Antriebsrad 14a, über dieses nach vorn zu einem im wesentlichen horizontal angeordneten Umlenkrad 16 und über dieses auf die rechte Seite des Fahrrades 1 und zu einem weiteren Umlenkrad 16, von dem es über das durchmesserkleinere Antriebsrad 14b zur hinteren rechten Schwinge 23 geführt und an derselben befestigt ist.
Anstelle zweier Antriebsräder 14a, 14b mit unterschiedlichen Durchmessern können zwei Antriebsräder 14a, 14b mit gleichem Durchmesser vorgesehen sein, in welchem Fall das Zugmittel 15 in unterschiedlichen Abständen von den Gelenken 20, 21 an den Schwingen 22, 23 befestigt ist, um mit den unterschiedlich langen Hebelarmen die unterschiedliche Muskelkraft der Arme und Beine auszugleichen.
Fig. 9 zeigt ein als Tandem ausgebildetes Fahrrad 1 von links, bei dem zwei Sitze 3 an je einem Gelenkviereck 22, 23, 24 angebracht sind. An der Rückseite des Tandems sind Fussstützen 28 und eine Haltestange mit Handgriffen 28 für den hinteren Fahrer vorgesehen, der Rücken an Rücken mit dem vorderen Fahrer sitzt.
Obwohl vorstehend die Erfindung anhand von einspurigen Fahrrädern erläutert ist, versteht sich, dass sie auch auf mehrrädrige, insbesondere zweispurige Fahrräder anwendbar ist. Bei einer Variante der Erfindung kann das hintere Umlenkrad 17 mit einer unmittelbar auf das Hinterrad 8 reibungsschlüssig wirkenden Rolle, vorzugsweise mit konkaver Mantelfläche gekuppelt sein. Diese Rolle kann auch mit einem Ritzel gekuppelt sein, das von der entsprechend geführten Kette 12 angetrieben wird.
Das Fahrrad kann auch drei oder vier Räder aufweisen, wobei zwei Sitze nebeneinander vorgesehen sind und die daran angeschlossenen Zugmittel über jeweils ein Paar Freiläufe auf eine gemeinsame Abtriebswelle oder unmittelbar auf jeweils denselben zweier Freiläufe wirken.
<Desc/Clms Page number 5>
Da bom Fahren die Knie des Fahrers in den Bereich des Lenkers gelangen, kann zur Erleichterung des Lenkens in die Lenkung des Vorderrades ein Übersetzungsgetriebe, vorzugsweise ein Planetengetriebe eingebaut sein, u. zw. derart, dass ein kleiner Lenkeinschlag einen grösseren Einschlag des Vorderrades ergibt.
Weiters kann die Erfindung auf Wasserfahrzeuge angewendet werden. Es ist ersichtlich, dass der Rahmen 2 samt dem Antriebssystem in einen Bootskörper eingebaut und das Ritzel 9 auf einer Welle montiert sein kann, an deren Ende je ein Schaufelrad sitzt. Alternativ kann die Welle des Ritzels 9 über ein Kegelradgetriebe mit einer längsverlaufenden Propellerwelle verbunden sein. Günstiger Ist allerdings, wenn der Sitz 3 zwischen den Schwingen 22,23 angeordnet und an diesen oder - gegebenenfalls mit Hilfe einer Brücke - an den Streben 24 befestigt ist, weil dann die Konstruktion erheblich niedriger ist. Selbstverständlich lässt sich dieser Aufbau auch bei anderen Varianten der Erfindung anwenden. In einem relativ langen Wasserfahrzeug können auch mehrere Sitze hintereinander vorgesehen sein.
Desgleichen können wie bei dem drei-oder vierrädrigen Fahrrad zwei Sitze nebeneinander angeordnet sein.
Die oben erläuterten Konstruktionen können auch auf Luftfahrzeuge angewendet werden.
Schliesslich kann die Erfindung als Standgerät zur Körperertüchtigung bzw. als sogenanntes Zimmerfahrrad ausgebildet sein, wobei der Rahmen samt Antriebssystem auf wenigstens drei Beine gestellt ist und statt des Hinterrades, wie bei solchen Sportgeräten üblich ; eine einstellbare Bremsvorrichtung vorgesehen ist.