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Die
Erfindung betrifft einen Handkurbelantrieb für Fahrräder, der sich zusätzlich an
Fahrrädern mit
Tretkurbelantrieb anbringen lässt.
Insbesondere soll er Menschen mit Beinbehinderungen ermöglichen,
innerhalb eines Fahrradzuges mit gelenkig hintereinander gekoppelten
Fahrrädern,
die in der Regel zu diesem Zweck zweispurig ausgeführt sind,
aktiv an der Fortbewegung mitzuwirken.
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[Stand der Technik]
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Fahrräder mit
Handkurbelantrieb sind bekannt. Diese sind entweder als solche vom
Hersteller derartig ausgerüstet
oder nur für
bestimmte dafür vorbereitete
Fahrradtypen nachrüstbar.
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Bei
bekannten kombinierten Handkurbel- und Beinantrieben wird die Tretlagerwelle
gemeinsam genutzt. Auf ihr befindet sich auf der einen Seite das
Abtriebszahnrad des Handkurbelantriebes und auf der anderen Seite
das Antriebszahnrad des Beinantriebes.
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Die
Handkurbel des Handkurbelantriebes ist in Reichweite der Arme in
der Höhe
des Lenkers oder direkt an diesem angeordnet. Von der Handkurbel wird
das Drehmoment über
einen Riemen- oder Kettenantrieb auf die Tretlagerwelle und von
der Tretlagerwelle in bekannter Weise auf das Hinterrad übertragen.
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Der
Nachteil dieser Lösung
besteht darin, dass sich ein Fahrrad mit Tretkurbelantrieb nicht ohne
weiteres mit einem Handkurbelantrieb nachrüsten oder, wenn dieser nicht
mehr benötigt
wird, wieder entfernen lässt.
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Ein
weiteres Problem besteht bei der Verwendung eines Handantriebes
in der sicheren Lenkbarkeit des Fahrzeuges.
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[Aufgabe der Erfindung]
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen adaptierbaren Handkurbelantrieb für Fahrräder zu schaffen, der
sich schnell und zusätzlich
an Fahrrädern
mit Tretkurbelantrieb montieren und demontieren lässt. Vorzugsweise
soll das Fahrrad mit dem Handkurbelantrieb zweispurig ausgeführt und
innerhalb eines Zuges zweier oder mehrerer gelenkig hintereinander gekoppelter
Fahrräder
angeordnet sein.
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Die
Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte
Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein
Handkurbelantrieb an ein muskelbetriebenes Fahrrad, das mit einem Tretlager
und einem Kettengetriebe zur Kraftübertragung auf ein Hinterrad
ausgerüstet
ist, montierbar, indem eine in der Höhe des Lenkers oder direkt
am Lenkerrohr befestigte Handkurbel über einen Zahnriemen mit dem
Kettenantrieb in Verbindung steht.
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Statt
des Zahnriemens sind für
den Handkurbelantrieb auch andere Kraftübertragungsmittel denkbar.
Der Zahnriemen ist jedoch gegenüber
einer Kette eine saubere und korrosionsfreie Lösung und deshalb zur Anwendung
im höher
gelegenen Teil des Fahrrades besser geeignet. Demgegenüber wird
für den
Beinantrieb, also für
die Kraftübertragung
vom Tretlager auf das Hinterrad in der Regel bei allen Fahrradtypen
nach wie vor die Kette eingesetzt. Diese hat sich beim Einsatz von
Gangschaltungen am zweckmäßigsten
erwiesen.
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Zur
Kopplung des Handkurbelantriebes mit dem vorhandenen Kettenantrieb
wird das Antriebszahnrad für
den Kettenantrieb, im weiteren als Kettenblatt bezeichnet, auf der
Tretlagerwelle mit dem Zahnkranz für den Zahnriemen, im weiteren
als Abtriebszahnriemenblatt oder Zahnriemenblatt bezeichnet, verbunden.
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Die
Kopplung des Zahnriemenblattes mit dem Kettenblatt erfolgt, indem
das Zahnriemenblatt vor oder hinter dem Kettenblatt auf die Tretkurbelwelle
aufgesteckt und mit dem Kettenblatt lösbar kraftschlüssig verbunden
wird.
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Für das Aufstecken
auf die Tretkurbelwelle besitzt das Zahnriemenblatt einen Schlitz
oder eine Aussparung, dessen Breite durch den Durchmesser der Tretkurbelwelle
bestimmt ist und der sich radial von einer zentrischen Bohrung bis
zum Umfang des Zahnriemenblattes erstreckt.
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Die
kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Kettenblatt und dem Zahnriemenblatt erfolgt über lösbare Verbindungsmittel,
wie beispielsweise Klammern, Klettband, einem Hilfskranz mit einrastenden
Stiften oder ähnlichen
Mitteln, die der Verbindung und der Mitnahme des Kettenblattes dienen. Der
Hilfskranz dient dabei gleichzeitig als Abstandshalter zwischen
dem Zahnriemenblatt und dem Kettenblatt.
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Mit
Hilfe eines Zentrierungsbügels
wird das Zahnriemenblatt auf der Tretkurbelwelle fixiert und zentriert.
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Das
Kettenblatt besitzt in der Regel rotationssymmetrisch angeordnete
Aussparungen mit radial verlaufenden speichenförmigen Stegen, in welche die
Verbindungsmittel eingreifen und so beide Blätter kraftschlüssig miteinander
verbinden.
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Da
die Anordnung der Speichen bzw. Aussparungen der Kettenblätter verschiedener
Fahrradtypen unterschiedlich ist, ist es zweckmäßig, das Zahnriemenblatt mit
einem Hilfskranz auszugestalten, auf dem eine Vielzahl versenkbarer
Mitnehmerstifte ringförmig
angeordnet sind, die in die Aussparungen des Kettenblattes eingreifen. Über diese
Mitnehmerstifte erfolgt die Drehmomentübertragung und das Kettenblatt
wird durch Drehung des Zahnriemenblattes mitgenommen und bewegt.
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Ein
Teil der Mitnehmerstifte des Hilfskranzes ragt dabei in die Aussparungen
des Kettenblattes und ein anderer Teil wird durch die Speichen des
Kettenblattes in den Hilfskranz hinein gedrückt. Für das Hinausdrücken der
Mitnehmerstifte aus dem Hilfskranz sind die Mitnehmerstifte mit
Federn belastet. Über
Rastmittel, Klammern oder Schnellverschlüsse wird das Zahnriemenblatt
mit dem Hilfskranz fest an das Zahnriemenblatt gedrückt.
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Durch
diesen besonderen Aufbau des Zahnriemenblattes wird eine kraftschlüssige Verbindung mit
Kettenblättern
unterschiedlicher Größe und Bauart
auf der Tretlagerwelle möglich.
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[Beispiele]
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An
Hand von Zeichnungen werden Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Gesamtdarstellung des Fahrrades mit dem adaptierbaren Handantrieb,
gezogen durch ein Führungsfahrrad,
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2 die
Verbindung von Kettenblatt und Zahnriemenblatt,
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3 ein
Zahnriemenblatt mit dem darauf angeordneten Hilfskranz,
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4 die
Darstellung eines Mitnehmerstiftes.
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In
einer Seitenansicht zeigt 1 den Einsatz
der Erfindung an einem Fahrrad 1, welches durch ein Führungsfahrrad 2 gelenkt
und gezogen wird und so Teil eines Fahrradzuges ist. Für eine bessere
Stand- und Fahrsicherheit ist der Fahrradzug 1, 2 zweispurig
ausgeführt.
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Statt
mit einem Lenker 9 ist das Fahrrad 1 mit Handkurbelantrieb 7 mit
einer Hängerkupplung 13 ausgerüstet und
der Handkurbelantrieb 7 ist vorzugsweise an dem freien
Lenkerrohr befestigt, so dass die Handkurbel 7 durch die
Arme eines Fahrers vom Sitz 12 aus bequem zu erreichen
ist.
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Sowohl
das Führungsfahrrad 2 als
auch das gezogene Fahrrad 1 mit dem Handkurbelantrieb 7 besitzt
einen Kettenantrieb 4 mit Tretkurbeln 3 und einem
auf einer Tretlagerwelle 6 befestigten Kettenblatt 5 zum
Antrieb eines Hinterrades 11.
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Der
Handkurbelantrieb 7 ist über einen Zahnriemen 8 mit
einem Zahnkranz 10 verbunden, das als Abtriebszahnriemenblatt
dient. Das Abtriebszahnriemenblatt 10 ist auf der Tretlagerwelle 6 direkt
vor oder hinter dem Kettenblatt 5 angeordnet. Damit wird das
Drehmoment von der Handkurbel 7 über das Kettengetriebe 4 auf
das Hinterrad 11 übertragen.
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Die
Kopplung des Zahnriemenblattes 10 mit dem Kettenblatt 5 erfolgt,
indem das Zahnriemenblatt 10 auf die Tretlagerwelle 6 aufgesteckt
und mit dem Kettenblatt 5 lösbar kraftschlüssig verbunden
wird.
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In 2 ist
eine Variante der Verbindung des Kettenblattes 5 mit dem
Zahnriemenblatt 10 auf der Tretlagerwelle 6.
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Für eine einfache
Montage, ohne das Tretlager 3 demontieren zu müssen, besitzt
das Zahnriemenblatt 10 zum Aufstecken auf die Tretlagerwelle 6 einen
Schlitz bzw. eine Aussparung 14, dessen Breite durch den
Durchmesser der Tretlagerwelle 6 bestimmt ist und der sich
radial von einer zentrischen Bohrung 15 bis zum Umfang
des Zahnriemenblattes 10 erstreckt.
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Die
kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Kettenblatt 5 und dem Zahnriemenblatt 10 erfolgt über einem
Hilfskranz 17, der auf seinem Umfang mit einer Vielzahl
von axial ausgerichteten Mitnehmerstiften 18 ausgerüstet ist,
die teilweise in die vorhandenen Aussparungen des Kettenblattes 5 eingreifen
und so der Verbindung und der Mitnahme des Kettenblattes 5 dienen.
Der Hilfskranz 17 dient dabei gleichzeitig als Abstandshalter
zwischen dem Zahnriemenblatt 10 und dem Kettenblatt 5,
was gewährleistet,
dass sich der Zahnriemen 8 reibungsfrei am Kettenblatt 5 vorbei
bewegt.
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Durch
Klemm- oder Einrastmittel 20 wird erreicht, dass das Zahnriemenblatt 10 mit
dem Hilfskranz 17 fest an das Kettenblatt 5 gedrückt bleibt.
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3 zeigt
in einer gesonderten Darstellung das Zahnriemenblatt 10 gemäß 2 mit
dem darauf angeordneten Hilfskranz 17.
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Der
Hilfskranz 17 ist mit dem Zahnriemenblatt 10 fest
verbunden und die Aussparung 14 zum Aufstecken auf die
Tretlagerwelle 6 erstreckt sich von einer zentrischen Bohrung 15 radial
bis zum Umfang des Zahnriemenblattes 10. Auch der Hilfskranz 17 ist an
Stelle der Aussparung 14 unterbrochen.
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Damit
das Zahnriemenblatt 10 mit seiner Zentrierbohrung 15 einen
sicheren Halt auf der Tretlagerwelle 6 erhält, wird
das Zahnriemenblatt 10 auf der Tretlagerwelle 6 mit
einem Zentrierungsbügel 16 fixiert
und zentriert.
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In
den Hilfskranz 17 sind Mitnehmerstifte 18 eingelassen,
deren Mechanismus als Ausschnitt A in 4 deutlicher
zu erkennen ist. Die Mitnehmerstifte 18 besitzen auf dem
Umfang des Hilfskranzes 17 einen möglicht geringen Abstand
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4 zeigt
als Ausschnitt A einen der Mitnehmerstifte 18. Für die Aufnahme
des Mitnehmerstiftes 18 dient eine in den Hilfskranz 17 eingelassene
Bohrung, die auch teilweise in das Zahnriemenblatt 10 hineinreichen
kann. In der Bohrung ist der Mitnehmerstift 18 durch eine
Druckfeder 19 belastet, so dass er je nach Aussparung oder
Steg in das Kettenblatt 5 eingreift und so, zusammen mit
anderen eingreifenden Mitnehmerstiften 18, das Drehmoment von
der Handkurbel 7 über
das Kettenblatt 5 auf das Hinterrad 11 überträgt.
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- 1
- Fahrrad
mit zusätzlichem
Handkurbelantrieb
- 2
- Führungsfahrrad
- 3
- Tretlager
mit Tretkurbel und Pedale
- 4
- Kettengetriebe,
Kettenantrieb
- 5
- Antriebszahnrad
für Kettenantrieb,
Kettenblatt
- 6
- Tretlagerwelle
- 7
- Handkurbel,
Handkurbelantrieb
- 8
- Zahnriemenantrieb,
Zahnriemen
- 9
- Lenker
- 10
- Zahnkranz
für Zahnriemen,
Zahnriemenblatt
- 11
- Hinterrad
- 12
- Sitz
- 13
- Hängerkupplung
- 14
- Aussparung
zum Aufstecken auf die Tretkurbelachse, Schlitz
- 15
- Zentrierbohrung
- 16
- Zentrierungsbügel
- 17
- Hilfskranz,
Abstandshalter
- 18
- Mitnehmerstifte
- 19
- Druckfeder
- 20
- Befestigungsmittel,
Klemmmittel