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Die
Erfindung betrifft einen Schiffsschraubenantrieb für ein
Fahrrad.
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Aus
dem Stand der Technik, beispielsweise aus
EP 0 792 233 ist es bekannt, ein Fahrrad
mit zwei Schiffwimmern zu verbinden, so dass sich ein Wasserfahrzeug
nach Art eines Katamarans ergibt, welches mit Hilfe des Pedalantriebs
des Fahrrades fortzubewegen ist. Bei der aus
EP 0 792 233 bekannten Lösung
ist hierzu eine Schiffschraube am Ende einer biegsamen Welle vorgesehen,
welche über ein Reibrad mit dem in herkömmlicher
Weise angetriebenen Hinterrad des Fahrrades verbunden ist.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten, insbesondere
effizienteren Schiffsschraubenantrieb für ein Fahrrad vorzusehen.
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Erfindungsgemäß wird
dieses Ziel durch einen Schiffsschraubenantrieb erzielt, der in
der Nähe des Tretlagers eines Fahrrades zu befestigen ist
und einen Auslegearm aufweist, an dessen freiem Ende eine Welle
für eine Schiffsschraube angeordnet ist. Der Schiffsschraubenantrieb
besitzt ein Getriebe, das die Welle für die Schiffsschraube
mit einem Antriebskettenrad verbindet, welches selbst Bestandteil des
Schiffsschraubenantriebs ist. Das Antriebskettenrad ist so Welle
für die Schiffsschraube mit einem Antriebskettenrad verbindet,
welches selbst Bestandteil des Schiffsschraubenantriebs ist. Das
Antriebskettenrad ist so angeordnet, dass es bei an einem Fahrrad
befestigten Schiffsschraubenantrieb über eine kurze Fahrradkette
mit einem Kettenrad eines herkömmlichen Fahrradkettenantriebs
des Fahrrades zu verbinden ist. Das Antriebskettenrad des Schiffsschraubenantriebs
befindet sich somit vorzugsweise in einer Ebene mit einem kleinsten
Kettenrad des Fahrradantriebs oder ist nur soweit, wie es die Kette
erlaubt parallel zu diesem kleinsten Kettenrad versetzt, wenn der
Schiffsschraubenantrieb am Fahrrad befestigt ist.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der aus dem Stand der
Technik bekannte Schiffsschraubenantrieb ineffizient ist. Weiterhin macht
sich die Erfindung die Erkenntnis zu nutze, dass bei üblichen
Fahrradkettenantrieben in der Regel zwei oder drei Kettenräder
mit den Pedalen des Fahrrades verbunden sind, um auf diese Weise durch
Umwerfen der Fahrradkette zwischen diesen Ketten zwei oder drei
unterschiedliche Getriebestufen bereitstellen zu können.
Dies erlaubt es, die Fahrradkette beispielsweise über ein
größeres der Kettenräder des Fahrradkettenantriebs
laufen zu lassen, während eine zweite Kette, die im Falle
der Erfindung dem Antrieb des Schiffsschraubenantriebs dient, das Antriebskettenrad
des Schiffsschraubenantriebs angetrieben werden kann. Auf diese
Weise ist eine sehr effiziente Kraftübertragung von den
Pedalen des Fahrradkettenantriebs zum Schiffsschraubenantrieb möglich.
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Vorzugsweise
ist der Auslegerarm des Schiffsschraubenantriebes als Schwenkarm
ausgebildet, der um ein Schwenkgelenk schwenkbar ist und es erlaubt,
dass der Auslegerarm wahlweise eine Arbeitsposition und eine Ruheposition
einnehmen kann. In seiner Arbeitsposition ragt der Auslegerarm bei
an einem Fahrrad befestigten Schiffsschraubenantrieb annähernd
senkrecht nach unten, so dass eine an der Welle des Schiffsschraubenantriebs
befestigte Schiffschraube in das Wasser ragen kann. In seiner Ruheposition
ist der Auslegerarm angehoben und erlaubt es, das Fahrrad auf seinen
eigenen Rädern auf festen Grund fortzubewegen, ohne den Schiffsschraubenantrieb
vom Fahrrad abmontieren zu müssen.
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Zu
diesem Zweck verlaufen die Schwenkachse des Schwenkgelenkes und
die Tretlagerwelle des Fahrradkettenantriebs vorzugsweise wenigstens annähernd
parallel zueinander. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Schwenkachse
des Schwenkgelenkes wenigstens annähernd mit der Rotationsachse
des Antriebskettenrades des Schiffsschraubenantriebs identisch ist,
da dann der Abstand vom kleinsten Kettenrad des Fahrradkettenantriebs
und dem Antriebskettenrad des Schiffsschraubenantriebs unabhängig von
der Schwenkposition des Auslegerarms immer gleich bleibt, so dass
die den Schiffsschraubenantrieb mit dem Fahrradkettenantrieb verbindende
Kette mit einer für den Betrieb förderlichen Spannung dauerhaft
montiert bleiben kann.
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Um
es zu ermöglichen, dass die Welle für die Schiffsschraube
nicht dauerhaft durch den Fahrradkettenantrieb angetrieben wird – insbesondere
dann nicht, wenn dies gar nicht erforderlich ist, weil sich der
Schwenkarm des Schraubenantriebs in seiner Ruheposition befindet
und somit der Schiffsschraubenantrieb gar nicht wirksam zu sein
braucht – ist das Getriebe des Schiffsschraubenantriebs
vorzugsweise mit einer Kupplung versehen, mit der die Kraftübertragung
vom Antriebskettenrad des Schraubenantriebs zur Welle für
die Schiffsschraube wahlweise zu trennen oder herzustellen ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn sich diese Kupplung möglichst
nah am Antriebskettenrad des Schiffsschraubenantriebs befindet,
so dass im ausgekuppelten Zustand nur möglichst wenig Teile
des Schiffsschraubenantriebs angetrieben bleiben. Dies wird in einer
bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung dadurch erreicht, dass
die Kupplung in Form einer Entkopplungseinheit auf eine Welle für
das Antriebskettenrad derart wirkt, dass die Kraftübertragung über
diese Welle für das Antriebskettenrad wahlweise herzustellen
oder zu unterbrechen ist.
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Auf
der Welle für das Antriebskettenrad ist vorzugsweise auf
einer gegenüberliegenden Seite des Schiffsschraubenantriebs
ein weiteres Kettenrad vorgesehen, welches über die Entkopplungseinheit (die
Kupplung) wahlweise mit dem Antriebskettenrad antriebsverbunden
werden kann oder von diesem zu trennen ist.
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Das
weitere Kettenrad besitzt vorzugsweise einen größeren
Durchmesser als das Antriebskettenrad und wirkt mit einem dritten
Kettenrad in der Nähe des freien Endes des Schiffsschraubenantriebs
zusammen. Das dritte Kettenrad besitzt vorzugsweise einen kleineren
Durchmesser als das zweite, weitere Kettenrad und ist mit diesem
ebenfalls über eine Fahrradkette verbunden. Auf diese Weise
kann eine geeignete Getriebeübersetzung hergestellt werden.
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Außerdem
ist das dritte Kettenrad vorzugsweise über einen Winkeltrieb,
der vorzugsweise von zwei ineinander greifenden Zahnrädern
gebildet ist, direkt mit der Welle für die Schiffsschraube
verbunden. Die beiden Zahnräder des Winkeltriebs können beispielsweise
Kegelzahnräder sein und eine Spiralverzahnung aufweisen
wobei das auf der Welle des dritten Kettenblattes befindliche erste
Kegelrad vorzugsweise größer als das der Schiffsschraube
zugewandte zweite Kegelrad. Der Winkeltrieb hat somit vorzugsweise
eine Übersetzung von mehr als 1:1, insbesondere eine Übersetzung
von 1:3.
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An
der Welle für die Schiffsschraube ist vorzugsweise eine
Schiffsschraube lösbar befestigt. Die Befestigung kann
nach Art einer Rastverbindung ausgeführt sein, dies es
erlaubt, die Schiffsschraube in axialer Richtung von der Welle abzunehmen. Durch
den einfachen Wechsel und die Verwendung unterschiedlich großer
Schiffsschrauben kann der Antrieb an die individuelle Leistung des
Fahrers angepasst werden. Eine Nut in der Schiffschraube und einer
Feder auf der Außenseite der Welle können dabei
für eine Übertragung des Drehmomentes von der Welle
auf die Schraube sorgen.
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Zur
Befestigung des Schiffsschraubenantriebs mit einem Fahrrad ist vorzugsweise
ein Befestigungsarm vorgesehen, der über das Schwenkgelenk
mit dem Schwenkarm des Schiffsschraubenantriebs verbunden ist. Der
Befestigungsarm weist vorzugsweise Schellen auf, mit der der Schiffsschraubenantrieb
am Unterrohr eines Fahrrades zu befestigen ist. Auf diese Weise
kann der Schiffsschraubenantrieb an einem beliebigen Fahrrad befestigt
werden, ohne dass dazu Modifikationen an dem Fahrrad vorgenommen
werden müssen.
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Außerdem
weist der Schiffsschraubenantrieb vorzugsweise eine Feder auf, die
den Schwenkarm ständig in seine Ruheposition zieht oder
drückt. In dieser Ruheposition liegt der Schwenkarm vorzugsweise
am Befestigungsarm des Schiffs schraubenantriebs an. Der Schwenkarm
kann dann gegen die Kraft der Feder in seine Arbeitsposition geschwenkt
werden. Bei an einem Fahrrad befestigten Schiffschraubenantrieb
geschieht dies vorzugsweise während des Fahrens vom Sattel
aus mit dem Fuß durch Druck von oben gegen einen am Schwenkarm befestigten
Tritthebel und erlaubt das Wassern des Fahrzeuges ohne abzusteigen.
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Um
den Schwenkarm in seiner Arbeitsposition zu halten, ist vorzugsweise
eine Rastvorrichtung vorgesehen, so dass der Schwenkarm in seiner
Arbeitsposition einrasten kann. Die Rastvorrichtung wird vorzugsweise
von einem federbelasteten Rasthebel gebildet, der es erlaubt, das
Einrasten des Schwenkarmes in der Arbeitsposition leicht durch Lösen
des Rasthebels aufzuheben. Bei an einem Fahrrad befestigten Schiffschraubenantrieb
geschieht dies vorzugsweise vom Sattel aus mit dem Fuß durch Druck
auf den zu diesem Zweck vorgesehenen freien Arm des Rasterhebels.
Die Feder zieht oder drückt den Schwenkarm dann automatisch
in seine Ruheposition zurück und erlaubt es so kurzzeitige
Untiefen zu überwinden bzw. das Ufern des Fahrzeuges zu
erleichtern.
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Darüber
hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Schiffsschraubenantrieb über
seine Arbeitsposition hinaus von der Ruheposition weg geschwenkt
werden kann. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn
der Schiffsantrieb auf diese Weise weiter in Fortbewegungsrichtung
des Fahrrades nach hinten geschwenkt werden und somit Hindernissen
ausweichen kann, auf die der Schwenkarm unter Wasser stoßen
könnte. Dabei spannt sich die Feder des Schwenkarms stärker
und dämpft so den Aufprall ab. Um zu verhindern, dass die
Schiffsschraube hierbei gegen den Hinterreifen des Fahrrades schlägt
ist vorzugsweise ein einstellbarer Anschlag vorgesehen, der den
Schwenkwinkel des Schwenkhebels gegen die Federkraft über
die Arbeitsposition hinaus entsprechend begrenzt.
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Schließlich
ist vorzugsweise im Bereich des Befestigungsarms ein Anschlag aus
elastischem Material vorgesehen, an dem der Schwenkarm in seiner Ruheposition
anliegt.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale bevorzugter Ausführungsvarianten
der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
genannt und können teilweise unabhängig voneinander
verwirklicht werden.
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Die
Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispieles des
schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs mit Bezug auf die Zeichnungen
näher erläutert werden. Von den Zeichnungen zeigen:
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1:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines Fahrrads mit einem vollständig
eingeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb (Ruheposition),
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2:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines Fahrrads mit einem leicht
ausgeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb,
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3:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines Fahrrads mit einem fast
vollständig ausgeklappten Schiffsschraubenantrieb,
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4:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines Fahrrads mit einem vollständig
ausgeklappten Schiffsschraubenantrieb (Arbeitsposition),
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5:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines Fahrrads mit einem maximal
nach hinten ausgeklappten Schiffsschraubenantrieb (Hindernisberührung),
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6:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines Fahrrads mit einem vollständig
eingeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb (Ruheposition)
entsprechend 1,
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7:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines Fahrrads mit einem leicht
aufgeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb entsprechend 2,
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8:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines Fahrrads mit einem fast
vollständig ausgeklappten Schiffsschraubenantrieb entsprechend 3,
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9:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines Fahrrads mit einem vollständig
ausgeklappten Schiffsschraubenantrieb (Arbeitsposition) entsprechend 4,
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10:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines Fahrrads mit einem maximal
nach hinten aufgeklappten Schiffsschraubenantrieb (Hindernisberührung)
entsprechend 5,
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11:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines vollständig
eingeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs (Ruheposition)
entsprechend 1 und 6,
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12:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines leicht ausgeklappten
schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs entsprechend 2 und 7,
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13:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines fast vollständig
ausgeklappten Schiffsschraubenantriebs entsprechend 3 und 8,
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14:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines vollständig
ausgeklappten Schiffsschraubenantriebs (Arbeitsposition) entsprechend 4 und 9,
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15:
in Fahrtrichtung rechte Seitenansicht eines maximal nach hinten
ausgeklappten Schiffsschraubenantriebs (Hindernisberührung)
entsprechend 5 und 10,
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16:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines vollständig
eingeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs (Ruheposition)
entsprechend 1, 6 und 11,
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17:
linke Seitenansicht eines leicht ausgeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs entsprechend 2, 7 und 12,
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18:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines fast vollständig
ausgeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs entsprechend 3, 6 und 13,
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19:
in Fahrtrichtung linke Seitenansicht eines vollständig
ausgeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs (Arbeitsposition)
entsprechend 4, 9 und 14,
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20:
linke Seitenansicht eines maximal nach hinten ausgeklappten schwenkbaren
Schiffsschraubenantriebs (Hindernisberührung) entsprechend 5, 10 und 15,
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21:
perspektivische in Fahrtrichtung rechte Ansicht eines Fahrrades
mit einem vollständig ausgeklappten schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs,
von vorn gesehen,
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22:
perspektivische Detailansicht des Schwenkbereiches eines schwenkbaren
Schiffsschraubenantriebs ohne in Fahrtrichtung rechtes Gehäuse
einer Entkopplungseinrichtung, wobei sich die Entkopplungseinrichtung
im entkoppelten Zustand befindet,
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23:
perspektivische Detailansicht des Schwenkbereiches eines schwenkbaren
Schiffsschraubenantriebs ohne in Fahrtrichtung rechtes Gehäuse
einer Entkopplungseinrichtung, wobei sich die Entkopplungseinrichtung
im gekoppelten Zustand befindet,
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24:
perspektivische Detailansicht des Schwenkbereiches eines schwenkbaren
Schiffsschraubenantriebs mit komplettem Gehäuse einer Entkopplungseinrichtung,
wobei sich die Entkopplungseinrichtung im gekoppelten Zustand befindet,
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25:
perspektivische Darstellung einer Antriebswelle einer Entkopplungseinheit,
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26:
perspektivische Darstellung einer Antriebswelle einer Entkopplungseinheit
mit angedeuteter Innenansicht.
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Die 1 bis 10 und 21 stellen
ein Fahrrad 110 mit einem schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb 220 dar.
Detailansichten des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs 220 sind
in den 11 bis 20 dargestellt.
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Die
Seitenangaben „links" und „rechts" beziehen sich
generell auf die Fahrtrichtung eines Fahrrades 110 und
bezeichnen die Seiten des Schiffsschraubenantriebs an sich entsprechend
der vorgesehenen Montageposition an einem Fahrrad.
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Entsprechend
sind die Bezeichnungen „oben" und „unten" auf
Richtungen bezogen, die sich ergeben, wenn der schwenkbare Schiffsschraubenantrieb 220 an
einem auf einer waagerechten Ebene senkrecht stehenden Fahrrad 110 montiert
ist.
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Die
Hauptkomponenten des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebes 220 sind
ein Befestigungsarm 239, ein Schwenkarm 240, eine
Entkopplungseinheit und ein Winkeltrieb zum Antrieb einer Schiffsschraube 221.
Im Folgenden werden diese Hauptkomponenten des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs 220 näher
beschrieben.
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Sowohl
der Befestigungsarm 239 als auch der Schwenkarm 240 werden
in erster Linie von zwei gegenüberliegenden, über
Abstandshalter miteinander verbunde nen, geformten Blechteilen gebildet. Der
Schwenkarm 240 ist in etwa in der Mitte quer zur Längsrichtung
in zwei Längsabschnitte geteilt, die einander überlappend
mit zwei Spannschrauben 238 miteinander verbunden sind.
Diese Zweiteilung erlaubt es, eine parallel zum Schwenkarm verlaufende Antriebskette 229 zu
spannen, wie weiter unten beschrieben ist. Dazu weist derjenige
Längsabschnitt des Schwenkarmes 240, der mit der
Entkopplungseinheit, die sich in einem Gehäuse 233 befindet,
verbunden ist, zum Ende hin auf der gedachten Mittellinie des Schwenkarmes 240 ein
Langloch auf. Die beiden Blechteile des anderen Längsabschnitts
sind entsprechend der Materialstärke der geformten Blechteile
gekröpft, so dass die Blechteile beider Längsabschnitte über
den größten Teil ihrer Länge miteinander
fluchten. Im Bereich der Kröpfung überlappen sich
beide Längsabschnitte des Schwenkarms 240.
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Die
beiden Spannschrauben 238 erstrecken sich jeweils durch
ein Rundloch im Bereich der Kröpfung des entsprechenden
Blechteils und das Langloch im jeweils anderen Blechteil und verbinden
die beiden Längsabschnitte des Schwenkarmes 240 durch
diese Schraubverbindung fest und in Längsrichtung verstellbar
miteinander (siehe 1, 2, 8, 11 und 21).
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Der
Befestigungsarm 239 und der Schwenkarm 240 sind über
ein nicht sichtbares Schwenkgelenk schwenkbar miteinander verbunden.
Eine Antriebswelle 300 durchdringt dieses Schwenkgelenk.
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Die
Antriebswelle 300 ist Teil der Entkopplungseinheit und
trägt ein kleines Kettenritzel 224 als Antriebskettenrad
sowie ein größeres Kettenrad 228. Das
kleine Kettenritzel 224 ist über ein Kugellager
als Teil des Kettenritzels 224 mit der Antriebswelle 300 verbunden.
Ein Lagersitz 225 der Antriebswelle 300 dient
der Aufnahme des Kugellagers. Durch das Kugellager ist es möglich,
dass sich das kleine Kettenritzel 224 frei gegenüber
der Antriebswelle 300 drehen kann, so dass keine Antriebskraft
zwischen dem kleinen Kettenritzel 224 und der Antriebswelle übertragen
wird.
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Das
größere Kettenrad 228 ist drehfest mit der
Antriebswelle 300 verbunden. Hierzu besitzt die Antriebswelle 300 im
Mittelbereich einen Nutenkranz. Das größere Kettenrad 228 ist
so ausgearbeitet, dass es mittig angeordnet kraftschlüssig
mit der Antriebswelle verbunden ist.
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Um
eine Kraftübertragung vom kleinen Kettenritzel 224 über
die Antriebswelle 300 auf das größere
Kettenrad 228 zu ermöglichen, ist ein Mitnehmer 306 vorgesehen.
Dieser ist in Fahrtrichtung rechts auf der Antriebswelle 300 drehfest
und längsverschiebbar angeordnet. Zur drehfesten Aufnahme dieses
Mitnehmers 306 befindet sich auf der in Fahrtrichtung rechten
Seite der Antriebswelle 300 ein weiterer Nutenkranz. Der
zylindrisch geformte Mitnehmer 306 weist eine dementsprechende
Innenverzahnung auf.
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Auf
der dem kleinen Kettenritzel 224 zugewandten Seite des
Mitnehmers 306 ist mindestens ein Mitnehmerstift 302 befestigt,
der genau in eine im kleinen Kettenritzel 224 dafür
vorgesehenen Bohrung 303 eingeführt werden kann.
Befinden sich der Mitnehmer 306 und das kleine Kettenritzel 224 in
genau dieser Position, dann ist ein Kraftschluss von dem kleinen
Kettenritzel 224 über den Mitnehmerstift 302,
der sich in der Mitnehmerbohrung 303 befindet, den Mitnehmer 306,
die Antriebswelle 300 auf das größere
Kettenrad 228 hergestellt, das heißt, das Entkopplungsglied
befindet sich im eingekoppelten Zustand.
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Der
in Fahrtrichtung rechts befindliche Rand des Mitnehmers 306 ist
als ein größerer schmaler, zum Körper
des Mitnehmers 306 hin abgestufter ebenfalls zylindrisch
geformter Ring ausgebildet, der als Greifring zum Hin- und Herbewegen
des Mitnehmers 306 auf der Antriebswelle 300 dient.
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Um
zu verhindern, dass sich der Mitnehmer 306 im eingekoppelten
Zustand in Fahrtrichtung nach links bewegt und somit auskoppelt,
ist ein Einrastmechanismus vorgesehen. Der Einrastmechanismus umfasst
eine Bohrung 304 im Mitnehmer 306, einen in der
Antriebswelle 300 eingearbeiteten Einraststift 301 und
eine Druckfeder 305. Der Einraststift 301 ist in
der Antriebswelle 300 so angeordnet, dass der Einraststift 301 in
die Bohrung 304 des Mitnehmers 306 dann einrastet,
wenn die Mitnehmerstifte 302 des Mitnehmers 306 vollständig
in die Mitnehmerbohrungen 303 des kleinen Kettenritzels 224 eingeführt sind.
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Der
Einraststift 301 ist in der Antriebswelle 300 durch
die Druckfeder 305 permanent federnd gelagert. Die dafür
ausgelegte Druckfeder 305 befindet sich innerhalb des Teils
der als Hohlwelle konstruierten Antriebswelle 300. Der
dem Einraststift 301 gegenüberliegende Schenkel
der Druckfeder 305 liegt dabei an der Innenwand der Hohlwelle
an. Der andere Schenkel der Druckfeder 305 ist in Richtung
des Einraststifts 301 angewinkelt, wobei das zum Einraststift 301 zeigende
Ende der Druckfeder 305 so ausgeführt ist, dass
es in den von innen etwas ausgebohrten Einraststift 301 hineinragt.
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Um
eine Entriegelung des Mitnehmers 306 und damit die Trennung
der Kraftübertragung von dem kleinen Kettenritzel 224 auf
den schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb 220 zu erreichen,
ist im Innenraum der Hohlwelle der Antriebswelle 300 eine Entriegelungsvorrichtung
eingearbeitet. Diese Entriegelungsvorrichtung befindet sich entlang
der Mittellinie der Antriebswelle 300 entgegengesetzt zum
Einraststift 301 und zu Druckfeder 305.
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Die
Entriegelungsvorrichtung umfasst einen Entriegelungsknopf 307,
der in Fahrtrichtung auf der linken Seite der Antriebswelle 300 nach
links herausragt und eine Entriegelung 308, die sich im
Innenraum der Hohlwelle der Antriebswelle 300 befindet. Die
Entriegelung 308 erstreckt sich vom Entriegelungsknopf 307 bis
zu dem Schenkel der Druckfeder 305. Wird eine Druckkraft
auf den Entriegelungsknopf 307 ausgeübt, dann
bewegt sich die Entriegelung 308 in Richtung Einraststift 301 und übt
eine Druckkraft auf die Druckfeder 305 aus. Dies führt
dazu, dass die Druckfeder 305 zusammengedrückt
wird und sich der Einraststift 301 nach innen in die Antriebswelle 300 hinein
bewegt. Dadurch wird der Mitnehmer 306 entriegelt, und
der Mitnehmer 306 kann per Hand auf der Antriebswelle 300 in
Fahrtrichtung nach links bewegt werden.
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Wirkt
danach keine Druckkraft mehr auf den Entriegelungsknopf 307,
dann kehrt der Einraststift 301 wieder nach außen
aus die Antriebswelle 300 heraus in seine Ausgangsposition
zurück. In dieser Position wirkt der Einraststift 301 einem
unkontrollierten Zurückbewegen des Mitnehmers 306 in
Richtung kleines Kettenritzels 224 entgegen, weil sich
der Einraststift 301 zwischen dem Mitnehmer 306 und
dem Kettenritzel 224 befindet und so eine Bewegung des Mitnehmers 306 verhindert
(siehe 22 bis 26)
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Das
kleine Kettenritzel 224 liegt in einer Ebene mit einem
kleinsten Kettenrad einer Kettenblatteinheit 115, die mit
einer Tretlagereinheit 112 als Bestandteil eines Fahrradkettenantriebs
eines Fahrrades 110 verbunden ist, wie weiter unten beschrieben ist.
Das kleine Kettenritzel 224 und das kleinste Kettenrad
der Kettenblatteinheit 115 sind mit einer Kette 227 umspannt.
Dies erlaubt die Kraftübertragung von dem kleinsten Kettenrad
der Kettenblatteinheit 115 über die Kette 227 und
das Kettenritzel 224 auf den schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb 220.
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Das
mit der Antriebswelle 300 der Entkopplungseinheit verbundene
größere Kettenrad 228 liegt in einer
Ebene mit einem in den Figuren nicht sichtbaren kleinen Kettenritzel
als drittem Kettenrad, das sich in einem Getriebegehäuse
230 am freien Ende des Schwenkarms 240 befindet. Das kleine
Kettenritzel ist über einen ebenfalls in dem Getriebegehäuse 230 untergebrachten
und daher in den Zeichnungen nicht sichtbaren 90° Winkeltrieb
mit einer ebenfalls in den Zeichnungen nicht sichtbaren Welle für
eine Schiffsschraube 221 verbunden. Das zweite Kettenrad 228 und
das dritte Kettenrad sind über eine Antriebskette 229 miteinander
verbunden und dienen dazu, die Schiffsschraube 221 über
den im Getriebegehäuse 230 befindlichen Winkeltrieb
anzutreiben, das heißt, die Schiffsschraube 221 in
eine Rotationsbewegung zu versetzen. Dies geschieht nur dann, wenn
sich die mit dem Kettenrad 228 verbundene Entkopplungseinheit
in gekoppeltem Zustand befindet, das heißt, wenn ein Kraftschluss
zwischen beiden Kopplungsgliedern der Entkopplungseinheit, wie weiter
unten beschrieben, besteht.
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Des
Weiteren ist in das Gehäuse 233 der Entkopplungseinheit
ein Formblech 235 als Teil des Gehäuses eingearbeitet.
Das Formblech 235 besitzt eine Ver längerung in
Richtung der Arbeitsposition des Schwenkarmes und dient zur Aufnahme
einer Arretiervorrichtung für den Schwenkarm 240,
wie weiter unten erläutert ist (siehe 1, 2, 6, 11 und 21 bis 26).
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Am
gegenüberliegenden Ende des Befestigungsarms 239 befindet
sich eine Klemmvorrichtung 223 für den schwenkbaren
Schiffsschraubenantrieb 220. Sie dient zur Befestigung
des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs 220 an einem
Fahrrad 110. Die Klemmvorrichtung 223 umfasst
zwei Schellen, die es erlauben, den Befestigungsarm 239 unterhalb des
Unterrohres 117 und parallel zu dem Unterrohr 117 an
diesem zu befestigen. Eine erste Schelle der Klemmvorrichtung 223 befindet
sich in der Nähe des freien Endes des Befestigungsarms 239.
Eine zweite Schwelle an dem Befestigungsarm 239 ist zwischen der
ersten Schelle und dem Schwenkgelenk angeordnet. Auf der den Schellen
abgewandten Längsseite des Befestigungsarms 239 in
Höhe der ersten Schelle ist am Ende der offenen Seite des
Befestigungsarms 239 ein elastischer Gummipuffer 226 angebracht,
der in Richtung des Schwenkarms 240 in der Ruheposition
weist. Der Gummipuffer dient als Anschlag für den Schwenkarm 240,
wenn dieser sich in Ruheposition, das heißt, sich in eingeklapptem
Zustand befindet (siehe 1, 2, 11 und 21).
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Des
weiteren sind zwischen dem Befestigungsarm 239 und dem
Schwenkarm 240 zwei Zugfedern 232 gespannt, die
jeweils in etwa auf halber Länge des Befestigungsarms 239 und
des Schwenkarms 240 angreifen und an Befestigungspunkten auf
beiden Seiten des Befestigungsarms 239 und des Schwenkarms 240 angreifen.
Sie dienen dazu, den Schwenkarm 240, wie weiter unten beschrieben
ist, zum einen in Ruheposition oder in einer arretierten (eingerasteten)
Position als Arbeitsposition zu halten (siehe 2 und 11).
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An
dem bereits oben beschriebenen Formblech 235 des Gehäuses 233 um
das Schwenkgelenk ist eine Achse 241 für die Aufnahme
eines Arretierhebels 234 befestigt und steht rechtwinklig
vom Formblech 235 ab. Der Arretierhebel 234 dient
dazu, das Schwenken des Schwenkarmes 240 in seine Ruheposition
infolge der Zugkraft der Zugfedern 232 zu verhindern, wenn
sich der Schwenkarm 240 in Arbeitsposition befindet. Die
Achse 241 des Arretierhebels 234 ist so angeordnet,
dass sie sich unterhalb der Schwenkachse 225 auf einer
gedachten Weiterführung des hinteren Seitenrandes des Schwenkarms 240 befindet,
wenn der Schwenkarm 240 die Arbeitsposition einnimmt, das
heißt, wenn der Schwenkarm 240 senkrecht zur Fahrebene
des Fahrrades 110 steht. Etwas entfernt von der Achse 241 des
Arretierhebels 234 ist an dem Formblech 235 eine
Andruckfeder 236 für den Arretierhebel 234 angebracht,
die den Arretierhebel 234 in seine arretierte Position
drückt und die zum Einrasten mit einem Arretierstift 237 zusammenwirkt,
der an dem Schwenkarm 240 so befestigt ist, dass ein von
einer Nase am freien Ende des Arretierhebels 234 gebildeter
Haken den Arretierstift 237 greifen kann. Die Andruckfeder 236 verhindert
dadurch das Lösen des Schwenkarms 240 aus der
Arretierung, wenn sich der Schwenkarm 240 in der Arbeitsposition
befindet. Dadurch ist es dem Schwenkarm 240 nicht möglich, ohne
vorangehendes, manuelles Lösen der Arretierung (beispielsweise
vom Sattel aus durch den Fuß des Fahrradfahrers) in die
Ruheposition zurückzuschwenken (siehe 11 und 16).
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Der
Arretierhebel 234 wird von einem geraden Stück
Flachmaterial gebildet, das etwa auf zwei Drittel der Länge
um die Achse 241 schwenkbar gelagert ist. So ergeben sich
zwei freie Enden des Arretierhebels 234, von denen das
eine Ende des Arretierhebels 234 zur oberen Seite hin als
Nase ausgeformt ist, die in Schwenkrichtung des Schwenkarms 240 Richtung
Klemmvorrichtung 223 des Befestigungsarms 239 zeigt.
Die Außenumrandung der Nase, die die Stirnseite des Arretierhebels 234 bildet,
ist so ausgebildet, dass der Arretierhebel 234 gegen die Kraft
der Andruckfeder 236 von dem Arretierstift 237 auf
dem Schwenkarm 240 seitlich ausgelenkt wird, wenn der Schwenkarm 240 in
seine Arbeitsposition geschwenkt wird. Hat der Schwenkarm seine
Arbeitsposition erreicht, sorgt die Andruckfeder 236 dafür,
dass der Haken am Ende des Arretierhebels 234 den Arretierstift 237 greift
und damit verhindert, dass der Schwenkarm 240 durch die
Zugfedern wieder in seine Ruheposition gezogen wird. Der Arretierhebel ist
so ausgebildet, dass der Schwenkarm 240 sehr wohl weiter
in die andere Richtung schwenken kann. Dies geschieht beispielsweise
dann, wenn der Schwenkarm 240 unter Wasser während
einer Fortbewegung des Fahrrades 110 auf einer Wasseroberfläche
mit einem Hindernis in Berührung kommt.
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Der
Arretierhebel 234 ist auf der Achse 241 mit einem
Sprengring gesichert. Die bereits beschriebene Andruckfeder 236 ist
in etwa 1/3 der Länge des Arretierhebels 234 vom
rechtwinkligen Ende aus entfernt am Arretierhebel 234 befestigt
(siehe 11 und 16).
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Etwas
weiter in Richtung des Endes des Schwenkarmes 240 ist ein
Stift 231 zur Aufnahme eines Spanngriffs 243 angebracht,
mit dessen Hilfe der Schwenkarm 240 von Hand oder vom Sattel
aus mit dem Fuß von einer Ruheposition in eine Arbeitsposition
gebracht werden kann (siehe 1, 11 und 21).
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Am
freien Ende des Schwenkarms 240 ist ein in den Figuren
nicht sichtbarer Winkeltrieb zum Antrieb der Schiffsschraube 221 angeordnet,
der sich in einem Getriebegehäuse 230 befindet.
Ein Bestandteil des Winkeltriebs ist ein kleines Kettenritzel, das über
die Antriebskette 229 mit dem zweiten Kettenrad 228 verbunden
ist. Rechtwinklig zu dem Schwenkarm 240 in Arbeitsposition
des Schwenkarms 240 nach hinten weisend erstreckt sich
in einem Schutzmantel 242 eine ebenfalls in den Figuren nicht
sichtbare Antriebswelle, die in einem ebenfalls nicht sichtbaren
Gleitlager gelagert ist. Auf die Antriebswelle ist eine Schiffsschraube 221 aufgesteckt und
mit einem Schnellverbindungssystem verbunden. Dadurch ist die Schiffsschraube 221 durch
den Druck eines Knopfes 222 von der Antriebswelle schnell
und einfach lösbar. Das Lösen der Schiffsschraube 221 von
der Antriebswelle wird stets dann vorgenommen, wenn die Überwasserfahrt
mit dem Fahrrad 110 beendet und der Schwenkarm 240 in Ruheposition
geschwenkt wurde, um den Weg durch eine Überlandfahrt mit
dem Fahrrad 110 fortsetzen zu können. Die Schiffsschraube 221 ist
auf die Antriebswelle gesteckt, damit sich die Blätter
der Schiffsschraube 221 parallel zum Schwenkarm 240 rotierend
bewegen können, um letztendlich dadurch eine Fortbewegung
des Fahrrades 110 auf dem Wasser zu erreichen (siehe 1, 11 und 16).
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Nun
soll die Funktion des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebes 220 erläutert
werden.
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Dazu
wird davon ausgegangen, dass der schwenkbare Schiffsschraubenantrieb 220 an
ein an sich bekanntes Fahrrad 110 montiert ist, wie es
in 1 bis 10 dargestellt ist. Das Fahrrad 110 besitzt
einen Fahrradrahmen 111, der an seinem Fußpunkt
eine Tretlagereinheit 112 mit einem Tretlager 113,
einem Pedalantrieb 114 und einer Kettenblatteinheit 115 aufweist.
Die Kettenblatteinheit 115 wiederum weist mindestens zwei
Kettenblätter auf, wobei das größte Kettenblatt
außen und das kleinste Kettenblatt innen angeordnet ist.
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Üblicherweise
erfolgt die Fortbewegung des Fahrrades 110 durch das Einwirken
von Muskelkraft auf den Pedalantrieb 114. Die Kraftübertragung
auf das Hinterrad 119 erfolgt über die Kettenblatteinheit 115,
auf eine Fahrradkette und von dieser auf ein Ritzel 118 an
dem Hinterrad 119. Dies führt zu einer Rotationsbewegung
des Hinterrades 119 und damit zur Fortbewegung des Fahrrades 110 auf
festem Untergrund.
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Um
auch eine Fortbewegung des Fahrrades 110 auf dem Wasser
zu erreichen, ist hierzu neben der Herstellung der Schwimmfähigkeit
des Fahrrades 110 ein Antrieb für das Medium Wasser
notwendig. Dies wird erfindungsgemäß durch den
hier beschriebenen schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb 220 erreicht
(siehe 1 bis 21).
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Der
erfindungsgemäße schwenkbare Schiffsschraubenantrieb 220 kann,
wie bereits oben beschrieben und in den 1 bis 10 und 21 abgebildet,
an einem Unterrohr 117 des Fahrradrahmens 111 mittels
der bereits beschriebenen Klemmvorrichtung 223 befestigt
werden.
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Um
eine Kraftübertragung auf den schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb 220 zu
ermöglichen, wird eine Kette 227 um das kleinste
innenliegende Kettenblatt der Kettenblatteinheit 115 und
das kleine bereits oben beschriebene Kettenritzel 224 des schwenkbaren
Schiffsschraubenantriebs 240 gespannt, das mit der Entkopplungseinheit
des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebs 220 verbunden
ist. Die Größe der drei Kettenräder des Schiffsschraubenantriebs 220 und
vor allem der Schiffsschraube 221 können je nach
Leistungsvermögen des Fahrradfahrers variiert werden. So
kann die Pedalkraft vom Pedalantrieb 114 des Fahrrades 110 über
das Kettenritzel 224, die Entkopplungseinheit das zweite
Kettenrad 228, die Antriebskette 229, das dritte
Kettenrad und den Winkeltrieb auf die Antriebswelle für
die Schiffsschraube 221 übertragen werden (siehe 1, 11 bis 20).
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Um
die Kette 227, die die Tretlagereinheit 112 des
Fahrrades 110 mit dem kleinen Kettenritzel 224 des
schwenkbaren Schiffsschraubenantriebes 220 verbindet, zu
spannen, sind folgende Schritte notwendig:
- – leichtes
Lösen der Klemmvorrichtung 223 des schwenkbaren
Schiffsschraubenantriebes 220;
- – Herunterschieben des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebes 220 parallel
zu dem Unterrohr 117 des Fahrradrahmens 111 in
Richtung der Tretlagereinheit 112, und zwar solange, bis
die gewünschte Spannung der Kette 227 erreicht
ist;
- – kraftschlüssiges Festziehen der Klemmvorrichtung 223 für
den schwenkbaren Schiffsschraubenantrieb 220, so dass keine
Bewegung des Befestigungsarmes 239 des schwenkbaren Schiffsschraubenantriebes 220 mehr
möglich ist (siehe 1 und 21).
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Ist
der Schiffsschraubenantrieb 240 an dem Fahrrad 110 befestigt
und die Kette 227 gespannt, kann somit eine Pedalkraft
als Antriebskraft für den Schiffsschraubenantrieb 220 vom
Fahrrad 110 auf den Schiffsschraubenantrieb 220 übertragen
werden.
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Die
weitere Kraftübertragung von Kettenritzel 224 des
Schiffsschraubenantriebes 220 erfolgt dann über
die in dem Gehäuse 233 befindliche Entkopplungseinheit, in
die mittig ein größeres zweites Kettenblatt 228 integriert
ist. Die Entkopplungseinheit, die sich im Gehäuse 233 befindet,
stellt nur dann einen Kraftschluss zum Kettenblatt 228 her,
wenn, wie bereits oben beschrieben, durch einen Druck auf das kleine
Kettenritzel 234 die Entkopplungseinrichtung mechanisch
einrastet. Ansonsten ist der Schiffsschraubenantrieb 220 entkoppelt
und befindet sich also im Leerlauf, das heißt, es findet
keine Kraftübertragung statt (siehe 1 und 21).
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Das
Kettenblatt 228 der Entkopplungseinheit ist über
die Antriebskette 229 kraftschlüssig mit dem kleinen
nicht sichtbaren Kettenritzel des Winkeltriebs für den
Antrieb der Schiffsschraube 221 verbunden. Über
diesen in dem Getriebegehäuse 230 befindlichen
nicht sichtbaren Winkeltrieb wird letztendlich eine Rotation der
Schiffsschraube 221 herbeigeführt, die eine Fortbewegung
des Fahrrades 110 auf dem Wasser bewirkt (siehe 8 und 16).
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Die
Antriebskette 229 kann gespannt werden, indem die in der
Mitte des Schwenkarms 240 befindlichen beiden nebeneinanderliegenden
Spannschrauben 238 leicht gelöst werden und die
beiden Längsabschnitte des Schwenkarmes 240 soweit
auseinander gezogen werden, bis die gewünschte Spannung
der Antriebskette 229 erreicht ist. Danach werden die beiden
Spannschrauben 238 kraftschlüssig so fest geschraubt,
dass keine Bewegung der beiden Längsabschnitte des Schwenkarmes 240 mehr
möglich ist (siehe 8).
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Befindet
sich der schwenkbare Schiffsschraubenantrieb 220 in Ruheposition,
dann liegt der äußere Rand des Getriebegehäuses 230 für
den Winkeltrieb, der am offenen Ende des Schwenkarms 240 befestigt
ist, durch die Zugkraft der beiden Zugfedern 232 an dem
am offenen Ende des Befestigungsarmes 239 befindlichen
Gummipuffer 226 an. Der schwenkbare Schiffsschraubenantrieb 220 kann während
der Überlandfahrt in dieser Stellung fest montiert am Fahrrad 110 verbleiben
(siehe 1).
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Hierfür
kann die Schiffsschraube 221 von ihrer Antriebswelle abgenommen
werden, um einer möglichen Verletzungsgefahr vorzubeugen.
Grundsätzlich ist die Schiffsschraube 221 erst
kurz vor einer Überwasserfahrt auf die Antriebsquelle zu
stecken. Da die Schiffsschraube 221 über ein Schnellverbindungssystem
verfügt, ist sie über den Knopf 222 dieses
Systems, der sich an der Schiffsschraube 221 befindet,
schnell und einfach sowohl montierbar als auch demontierbar.
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Steht
eine Überwasserfahrt des Fahrrades 110 bevor,
ist nach der Montage der Schiffsschraube 221 der Schwenkarm 240 des
schwenkbaren Schiffsschraubenantriebes 220 in Arbeitsposition
zu bringen. Dabei wirkt auf den Spanngriff 243 eine Kraft (beispielsweise
vom Sattel aus mit dem Fuß), die größer
sein muss, als die Zugkraft der beiden Zugfedern 232. Der
Schwenkarm 240 wird solange von oben nach unten in Richtung
Hinterrad geschwenkt, bis er sich ca. senkrecht zur Ebene befindet.
Kurz bevor der Schwenkarm 240 seine entgültige
Position erreicht hat, berührt der auf dem Schwenkarm 240 befindliche
Arretierstift 237 die Stirnseite des Arretierhebels 234 und
fährt an dieser Stirnseite solange entlang, bis der Arretierstift 237 in
den Arretierhaken des Arretierhebels 234 einrastet. Die
Andruckfeder 236 für den Arretierhebel 234 sorgt
dafür, dass der Arretierhebel 234 gegen den Arretierstift 237 gedrückt wird
und dadurch der Schwenkarm 240 nicht in die Ruheposition
zurückschwenken kann. Die beiden Zugfedern 232 sorgen
auf Grund der vorhandenen permanenten Federspannung dafür,
dass ebenfalls der Arretierstift 237 in den Arretierhaken
des Arretierhebels 234 gedrückt wird, das heißt,
dass der Schwenkarm 240 stets in der Arbeitsposition verbleibt
(siehe 1 bis 4 und 6 bis 9).
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Nur
wenn eine Kraft, beispielsweise ein Hindernis, auf den Schwenkarm 240 in
Richtung des Hinterrades 119 des Fahrrades 110 wirkt,
verlässt der Schwenkarm 240 seine Arbeitsposition.
In diesem Fall schwenkt der Schwenkarm 240 in Richtung
des Hinterrades 119 des Fahrrades 110. Nach Wegfall
einer solchen von einem Hindernis ausgeübten Kraft, beispielsweise
nach Überwinden des Hindernisses, schwenkt der Schwenkarm 240 zurück
in die Arbeitsposition. Auf Grund der Federzugkräfte der
beiden Zugfedern 232 rastet der Schwenkarm 240 dann
wieder in den Arretierhaken des Arretierhebel 234 ein (siehe 5 und 10).
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Wird
nach erfolgter Wasserfahrt der schwenkbare Schiffsschraubenantrieb 220 wieder
in Ruheposition gebracht, dann ist nur das hintere Ende des Arretierhebels 234 nach
unten zu drücken, und der Schwenkarm 240 schwenkt
selbsttätig aufgrund der Zugkraft der beiden Zugfedern 232 in
die Position der oben beschriebenen Ruheposition zurück
(siehe 9). Dies kann beispielsweise durch eine auf dem Fahrrad 110 sitzende
Person mittels seines Fußes vorgenommen werden, indem die
Person den Arretierhebel 234 am entgegengesetzten Ende
zum Arretierhaken mit dem Fuß nach unten drückt.
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Anstelle
der hier beschriebenen manuell zu bedienenden Entkopplungseinheit,
bei der der Kraftschluss z. B. durch Einführen bzw. Herausziehen
von Mitnehmerstiften 302 in bzw. aus Mitnehmerbohrungen 303,
die in das kleine Antriebskettenritzel 224 eingearbeitet
sind, herzustellen bzw. zu unterbrechen ist, kann auch eine automatische
Entkopplungseinheit vorgesehen sein, die einen Kraftschluss automatisch
nur in Arbeitsposition des Schwenkhebels 240 herstellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0792233 [0002, 0002]