Vorderrad-Antriebseinrichtung an von Hand zu lenkenden Fahrzeugen. Es sind schon Konstruktionen vorgeschla gen worden, die Arme des Radfahrers zur Krafterzeugung für den Antrieb mit heran zuziehen, und zwar durch Einbau eines mit den Händen zu betätigenden, auf das Vor- derrad einwirkenden Getriebes. Infolge grundsätzlicber Mängel dynamischer Natur ist indessen bisher keine Antriebsvorrichtung zur praktischen Verwendung gelangt. In kon struktiver Beziehung fehlerhaft waren hier bei die zur Kraftübertragung vorgeschla genen Organe, wie Bowdenzüge, Metallkabel im Hinblick auf die Längung und die grosse Bruclrbefahr derselben. Ebenso fehler haft war die vorgeschlagene Verwendung von.
Kegelrädern im Hinblick auf deren chwierige Einstellung sowie die unverhält nismässig grosse Erhöhung des Zahndruckes bei zunehmender Belastung, welche viel grö- #er ist als bei Stirnrädern, und die damit ver bundene Reibungszunahme.
Die genannten Nachteile sollen nun bei der erfindungsgemässen Vorderradantriebs einrichtung dadurch vermieden werden, dass oben auf dem Gabelschaft des Vorderrades ein Gretriobagehäuse befestigt ist, in wel chem zwei Lenkstangenarme gegenläufig drehbar und wahlweise in einer Mittelstel lung feststellbar gelagert sind und die in- nern Enden beider Lenkstangenarme fest mit im Getriebeghäuse nebeneinander gelagerten Sttirnradsegmenten verbunden sind.
die ihrer seits mit Stirnrädern in Eingriff stehen, welche über Klemmgesperre und Stirnrad verzahnungen mit einer zwischen den Stirn rädern gelagerten Triebachse in Verbindung stehen, mit welcher ein seitlich ausserhalb des Getriebegehäuses liegendes Kettenrad verbunden ist, dessen Gelenkkette ein auf der Vorderradnabe des Fahrzeuges befestig tes Kettenrad stets in gleicher Richtung an treibt.
Zweckmässigerweise ist hierbei die Aus bildung derart, dass die beiden Lenkstangen arme in ihrer Mittellage rasch und leicht ge sperrt werden können, um die Lenkstange in der üblichen Weise als starre Lenkstange benützen zu können.
Eine solche Antriebseinrichtung kann an jedes normale Fahrrad ohne irgendwelche Änderung des starren Rahmens und des Pe dalgetriebes angebaut werden.
Für körperlich behinderte Radfahrer, welche z. B. ein steifes oder lahmes Bein be sitzen, so dass sie beim Tretkurbelmechanis- mrs nur ein Pedal antreiben können, ergibt die vorliegende Antriebseinrichtung den Vor teil, sicherer und müheloser fahren zu kön nen. Auch kann mit einer derartigen An- triebseinrichtung das sonst übliche Mehr- ganggetriebe für die Überwindung von Stei gungen in Wegfall kommen, da hierbei nicht nur eine Geschwindigkeits-,reduktion erfolgt, sondern durch die Mithilfe der Arme eine tatsächliche Mehrarbeit geleistet wird.
In der Zeichnung ist rein beispielsweise der Erfindungsgegenstand bei einem Zwei rad dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 den vordern Rahmenteil nebst Vorderrad eines mit der Antriebseinrichtung versehenen Fahrrades in Ansicht, Fig. 2 die Antriebseinrichtung in waag rechtem Schnitt durch die Längsachse der Lenkstange und Fig. 3 in grösserem Massstabe einen Schnitt durch das Getriebe nach Linie III-III in Fig. 2.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist auf das in üblicher Weise höhenverstellbar im Vordergabelrohr V befestigte Lenkrohr L der Getriebekasten 2 mit dem zugehörigen Deckel 3 montiert. Zur Befestigung dienen die Kopfschrauben 4 in Verbindung mit ent sprechenden Klemmschlitzen am Getriebe kasten 2.
In Fahrtrichtung gesehen, ist rechtsseitig im Getriebekasten 2 der rechte Lenkstangenarm 5 und linksseitig im Ge triebekastendeckel 3 der linke Lenkstangen arm 6 angeordnet, das heisst, der Lenkstan- genarm 5 ist auf dem Ansatzrohr 7r des in einem Kugellager drehbar gelagerten Zahn segmentes 7 und der Lenkstangenarm 6 auf dem Rohransatz 8r des ebenfalls in einem Kugellager gelagerten Zahnsegmentes 8 auf gesetzt. Mit Hilfe von durchgehenden Schrauben 9 und 10, welche auf ihrem äu ssern Ende je einen Klemmkegel 11 bzw. 12 tragen, sind die innern Enden der Lenkstan genarme in bekannter Weise mittels der Klemmkegel auf den längsgeschlitzten Enden der Rohransätze 7r bzw. 8r fixiert.
Dank dieser Befestigungsweise können die Lenk stangenarme 5 und 6 in die für den Fahrer günstigste Mittellage gebracht und dann fixiert werden. In Fig. 1 ist z. B. eine solche Mittellage der Lenkstangen 5, 6 voll ausgezogen dargestellt, und strichpunktiert ist in der gleichen Figur die Lage der beiden Lenkstangenarme 5 und 6 dargestellt, wenn der eine Arm beim Fahren hochgezogen und der andere niedergedrückt ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind zur Erzielung eines besseren Haltens die Lenkstangengriffe mit einer den Fingern einer Hand angepass ten Form, und nicht wie bisher üblich, an nähernd zylindrisch ausgebildet.
Im Getriebe- gehäuse ist ferner ein federbeeinflusster Rie gelbolzen 13 gelagert, welcher mittels eines an der Rückseite des Gehäuses sitzenden Schraubknopfes 13a betätigt werden kann und dazu dient, die Lenkstangen als Ganzes in ihrer normalen Mittellage zu sperren, wenn der Vorderradantrieb nicht benötigt wird, wobei der Riegelbolzen 13 in Rasten an der Nabe der Zahnsegmente 7 und 8 ein schnappt.
Im Getriebegehäuse sind im vordern Teil zwei zur Lenkstange parallele Bolzen 14 und 15 in einigem Abstand voneinander gelagert. Auf dem einen dieser Bolzen ist ein Rad körper 16 befestigt, welcher einen grössern Radkranz 16a und einen kleinem Radkranz 16b aufweist. Der Radkranz des Za-hnseg- mentes 8 kämmt direkt mit dem Radkranz 16a, während die Verzahnung des im Durch messer bedeutend kleineren Zahnsegmentes 7 über ein Zahnritzel 17 mit dem Zahnkranz 16b des Radkörpers 16 kämmt.
Auf die büchsenartig ausgebildete Nabe des Radkör pers 16 ist eine Büchse 18 drehbar aufge setzt, welche, wie aus Fig. 2 und 3 ersicht lich, mit dem Radkörper 16 zusammen ein Rollenklemmgesperre bekannter Bauart bil det und am einen Ende eine Verzahnung trägt.
Auf der Achse 15 ist ein ähnlicher Radkörper 19 wie der Radkörper 16 aufge setzt und die beiden stehen durch ihre Ver zahnungen miteinander im Eingriff. In glei cher Weise wie oben beschrieben, ist auf die büchsenartige Nabe des Ra.dkö,rp:ers 19 eine Büchse 20 aufgesetzt, welche zusammen mit. dem Radkörper 19 ebenfalls ein Rollen- klemmgesperre bildet. Auch die Büchse 20 trägt auf ihrem einen Ende eine Verzahnung.
In der Mitte zwischen den beiden Achsen 14 und 15 ist mittels Kugellagern eine Hohl achse 21 gelagert, auf deren seitlich zum Ge triebegehäuse herausragenden Ende ein Ket tenrad 22 verkeilt ist. Dieses Kettenrad 22 treibt mittels einer Gelenkkette 23 ein auf der Achse des Vo:rderra-des R, befestigtes Kettenrad und somit die Vorderradachse an. Die Hohlachse 21 hat innerhalb des Getriebe gehäuses eine Aussenverzahnung 21z, welche mit den Verzahnungen der beiden Naben- biichsen 18 und 20 kämmt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Antriebseinrichtung ist wie folgt: Angenommen der Radfahrer sei in der Fahrt auf ebener Strasse ohne Benützung des Vorderradantriebes, wobei die beiden Lenk stangenarme in ihrer Mittelstellung mittels des Riegelbolzens 13 gesperrt sind, so dass die Lenkstange wie bei einem gewöhnlichen Fahrrad gehandhabt werden kann. Will nun der Radfahrer das Tempo steigern oder eine Geländesteigung überwinden, so entriegelt er die beiden Lenkstangenarme 5 und 6 durch Drehen des Schraubknopfes 13a und kann nun den Vorderradantrieb ungefähr folgen dermassen benützen: Während z.
B. das rechte Bein in Vor wärtsrichtung die Tretkurbel niederdrückt, wobei gleichzeitig der rechte Lenkstangen arm durch den rechten Arm des Radfahrers hochgezogen wird, wird das linke Bein rück wärts hochgezogen und der linke Lenkstan genarm mit der linken Hand niedergedrückt. Dieser Antriebsvorgang erfolgt abwechselnd rechts und links nach je einer Drehbewegung der Tretkurbeln um 180 . Die Bewegungs übertragung im Getriebe geht folgender massen vor sich: Durch das Hochziehen des Lenkstangen armes 5 wird das Zahnsegment 7 in Drehung gsetzt und seine Drehung über das Zwi schenritzel 17 auf den im Durchmesser klei neren Zahnkranz 16b des Radkörpers 16 übertragen.
Gleichzeitig wird durch Nieder drücken des Lenkstangenarmes 6 des Zahn segment 8 in Drehung versetzt, welche un mittelbar auf den im Durchmesser grösseren Zahnkranz 16a des Radkörpers 16 übertragen wird. Diese Drehbewegung des Radkörpers 1 6 bzw. seiner Zahnkränze wird auf das Stirnrad 19 übertragen und die beiden Rad hörper 16 und 19 treiben nun über die zwi schengeschalteten Klemmgesperre und die Verzahnung 21z die Hohlachse 21 mit dem daransitzenden Kettenrad 22 abwechselnd an. Die Gelenkkette 23 leitet diese Antriebsim- pulse auf das Kettenrad 24 und somit auf das Vorderrad weiter.
Wird nun beim nächstfolgenden Bewe gungsimpuls der Lenkstangenarm 5 nieder gedrückt und der Lenkstangenarm 6 hoch gezogen, so wirken wiederum die an diesen Armen ausgeübten Kräfte auf den Radkör per 16 ein, jedoch mit dem Unterschied, dass anstatt wie vorher die Nebenbüchse 18 jetzt die Nebenbüchse 20 durch das Rohrklemm- gesperre positiv angetrieben wird, und die so erzeugte Drehbewegung wird wiederum über die Verzahnung 21z der Hohlachse 21 auf das Vorderrad weitergeleitet. Das Gelenk kettenrad 22 dreht sich hierbei immer in der gleichen Vorwärtsrichtung.
Auf diese Weise wird also die wechsel weise Auf- und Abbewegung der Lenkstan- genarme 5 und 6 in eine auf das Kettenrad 22 einwirkende, das Vorderrad antreibende kontinuierliche Drehbewegung verwandelt, wobei die Gelenkkette 23 immer gleichmässig belastet ist und somit stets gespannt bleibt.
Die Nabe des Vorderrades wird zweck mässigerweise als Freilaufnabe ausgebildet, um ein Blockieren des Vorderrades beim Rückwärts:stossen zu verhindern.
Der Vorteil der beschriebenen Antriebs einrichtung liegt neben der günstigen Kraft- ausnützung der Arme des Radfahrers beson ders darin, dass das Fahrrad üblicher Kon- struktion in seinem gesamten Aufbau durch diesen Antrieb nicht beeinträchtigt wird, sondern das Antriebsaggregat für das Vor derrad an jedes Fahrrad ohne weiteres ange baut werden kann.
Auch sind an Stelle der mit hohen Reibungsverlusten arbeitenden Kegelräder und empfindlichen Übertragungs organe, wie Bowdenzüge oder Metallkabel, nur Stirnräder und die als zuverlässigstes Übertragungselement geltende Gelenkkette verwendet.
Dank der vorgesehenen Verriegelungs- vorrichtung kann die Verriegelung der Lenk stange für gewöhnliche Benützung und der Übergang auf den Vorderantrieb sowie umgekehrt in raschester und einfachster Weise bewerkstelligt werden. Anstatt wie dargestellt über das Zwi schenritzel 17, könnte die Kraftübertragung vom Zahnsegment 7 aus auch mittels eines Zahnrades mit zwei Zahnkränzen erfolgen, das einerseits mit dem Segment 7 und ander seits mit dem Radkranz 16a kämmt.
Front wheel drive device on vehicles to be steered by hand. Constructions have already been proposed to pull the cyclist's arms to generate force for the drive, specifically by installing a hand-operated gear mechanism that acts on the front wheel. As a result of fundamental shortcomings of a dynamic nature, however, no drive device has yet been put to practical use. In terms of construction, the organs proposed for power transmission, such as Bowden cables, metal cables, were faulty with regard to the elongation and the large bruising of the same. The suggested use of.
Bevel gears with regard to their difficult adjustment as well as the disproportionately large increase in tooth pressure with increasing load, which is much greater than with spur gears, and the associated increase in friction.
The disadvantages mentioned are now to be avoided in the inventive front-wheel drive device in that a Gretriobagehäuses is attached on top of the fork shaft of the front wheel, in which two steering rod arms are rotatably mounted in opposite directions and optionally lockable in a central position and the inner ends of both steering rod arms are firmly connected to spur gear segments mounted next to each other in the gearbox housing.
which, on the other hand, are in engagement with spur gears, which are connected to a drive axle mounted between the spur gears via clamping locks and spur gears, with which a sprocket located laterally outside the transmission housing is connected, the articulated chain of which is a sprocket attached to the front wheel hub of the vehicle always drives in the same direction.
Appropriately, the training is such that the two handlebar arms can be quickly and easily locked in their central position in order to be able to use the handlebar in the usual way as a rigid handlebar.
Such a drive device can be grown on any normal bicycle without any change in the rigid frame and the Pe dalgetriebes.
For physically disabled cyclists who z. If, for example, you have a stiff or lame leg so that you can only drive one pedal with the pedal mechanism, the present drive device provides the advantage of being able to drive more safely and effortlessly. With such a drive device, the otherwise customary multi-speed transmission for overcoming inclines can be omitted, since this not only results in a reduction in speed, but also real extra work is done with the help of the arms.
In the drawing, for example, the subject matter of the invention is shown with a two wheel, namely: Fig. 1 shows the front frame part together with the front wheel of a bicycle provided with the drive device in a view, Fig. 2 shows the drive device in a horizontal section through the longitudinal axis of the handlebar and 3 shows, on a larger scale, a section through the transmission along line III-III in FIG.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the gear box 2 with the associated cover 3 is mounted on the steering tube L, which is fastened in the usual manner to be adjustable in height in the front fork tube V. The head screws 4 in connection with the corresponding clamping slots on the gear box 2 are used for fastening.
Seen in the direction of travel, the right handlebar arm 5 in the gearbox 2 and the left handlebar arm 6 in the gearbox cover 3 on the left, that is, the handlebar arm 5 is on the extension pipe 7r of the toothed segment 7 and the rotatably mounted in a ball bearing Handlebar arm 6 is set on the pipe socket 8r of the toothed segment 8, which is also mounted in a ball bearing. With the help of through screws 9 and 10, which each carry a clamping cone 11 and 12 on their äu ssern end, the inner ends of the steering rods are genarme fixed in a known manner by means of the clamping cone on the longitudinally slotted ends of the pipe sockets 7r and 8r.
Thanks to this method of attachment, the steering rod arms 5 and 6 can be brought into the most favorable central position for the driver and then fixed. In Fig. 1, for. B. such a central position of the handlebars 5, 6 shown fully extended, and the position of the two handlebar arms 5 and 6 is shown in dash-dotted lines in the same figure when one arm is pulled up while driving and the other is depressed. As can be seen from the drawing, the handlebar grips are designed to achieve a better grip with a shape adapted to the fingers of a hand, and not as usual, to be approximately cylindrical.
In the gear housing there is also a spring-influenced ring bolt 13, which can be actuated by means of a screw button 13a located on the rear of the housing and which serves to lock the handlebars as a whole in their normal central position when the front-wheel drive is not required, whereby the locking bolt 13 snaps into notches on the hub of the toothed segments 7 and 8.
In the front part of the gear housing two bolts 14 and 15 parallel to the handlebar are mounted at some distance from one another. On one of these bolts, a wheel body 16 is attached, which has a larger wheel rim 16a and a small wheel rim 16b. The wheel rim of the toothed segment 8 meshes directly with the wheel rim 16a, while the toothing of the toothed segment 7, which is significantly smaller in diameter, meshes with the toothed rim 16b of the wheel body 16 via a pinion 17.
On the sleeve-like hub of Radkör pers 16 is a sleeve 18 is rotatably mounted, which, as shown in Fig. 2 and 3 ersicht Lich, with the wheel body 16 together a roller locking mechanism of known type bil det and at one end carries a toothing.
On the axis 15, a similar wheel body 19 is set up as the wheel body 16 and the two are engaged by their teeth with each other. In the same way as described above, a sleeve 20 is placed on the sleeve-like hub of the Ra.dkö, rp: ers 19, which together with. the wheel body 19 also forms a roller clamping lock. The sleeve 20 also has teeth on one end.
In the middle between the two axes 14 and 15 a hollow axle 21 is mounted by means of ball bearings, on the side of the gear housing protruding end of a Ket tenrad 22 is wedged. This chain wheel 22 drives a chain wheel attached to the axis of the front wheel by means of an articulated chain 23 and thus the front wheel axis. The hollow axle 21 has an external toothing 21z within the transmission housing, which meshes with the toothing of the two hub sleeves 18 and 20.
The operation of the drive device described is as follows: Assuming the cyclist is driving on a flat road without using the front-wheel drive, the two steering rod arms are locked in their central position by means of the locking bolt 13, so that the steering rod can be handled as with an ordinary bicycle can. If the cyclist now wants to increase the pace or overcome a slope, he unlocks the two handlebar arms 5 and 6 by turning the screw button 13a and can now use the front-wheel drive approximately as follows: While z.
B. the right leg in front downward depresses the crank, while at the same time the right handlebars arm is pulled up by the right arm of the cyclist, the left leg is pulled up backwards and the left steering rod is depressed genarm with the left hand. This drive process takes place alternately to the right and left after each turning movement of the cranks by 180. The transmission of movement in the transmission is as follows: By pulling up the handlebar arm 5, the toothed segment 7 is set in rotation and its rotation is transmitted via the inter mediate pinion 17 to the smaller diameter ring gear 16b of the wheel body 16.
At the same time, by pressing down the handlebar arm 6 of the tooth segment 8 is set in rotation, which is transmitted un indirectly to the larger diameter ring gear 16a of the wheel body 16. This rotational movement of the wheel body 1 6 or its ring gears is transmitted to the spur gear 19 and the two wheel hodies 16 and 19 now drive the hollow axle 21 with the sprocket 22 sitting thereon alternately via the interposed locking mechanism and the toothing 21z. The articulated chain 23 forwards these drive pulses to the chain wheel 24 and thus to the front wheel.
If the steering rod arm 5 is pressed down during the next movement pulse and the steering rod arm 6 is pulled up, the forces exerted on these arms again act on the wheel body 16, but with the difference that instead of the secondary sleeve 18 as before, the secondary sleeve 20 is now is positively driven by the tube clamping lock, and the rotational movement thus generated is in turn passed on to the front wheel via the toothing 21z of the hollow axle 21. The sprocket joint 22 always rotates in the same forward direction.
In this way, the alternating up and down movement of the handlebar arms 5 and 6 is converted into a continuous rotary movement that acts on the chain wheel 22 and drives the front wheel, with the articulated chain 23 always evenly loaded and thus always tensioned.
The hub of the front wheel is expediently designed as a freewheel hub in order to prevent the front wheel from locking when reversing: bump.
The advantage of the drive device described is, in addition to the favorable use of force on the cyclist's arms, in particular that the bicycle of conventional construction is not impaired in its entire structure by this drive, but rather the drive unit for the front of each bicycle without further can be grown.
Also, instead of the bevel gears and sensitive transmission organs, such as Bowden cables or metal cables, which work with high friction losses, only spur gears and the link chain, which is considered the most reliable transmission element, are used.
Thanks to the locking device provided, the locking of the steering rod for normal use and the transition to the front drive and vice versa can be accomplished in the fastest and easiest way. Instead of as shown on the inter mediate pinion 17, the power transmission from the toothed segment 7 could also be done by means of a gear with two ring gears that meshes with the segment 7 and on the other hand with the wheel rim 16a.