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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad mit einem ersten Antrieb,
der ein erstes Kurbelpaar und eine über mindestens zwei
Zahnräder gespannte erste Endloskette umfasst, und einem
zweiten Antrieb, der ein zweites Kurbelpaar und eine über
mindestens zwei weitere Zahnräder gespannte zweite Endloskette
umfasst, wobei der erste Antrieb und der zweite Antrieb derart miteinander
gekoppelt sind, dass der erste Antrieb und/oder der zweite Antrieb zur Übertragung
eines Drehmoments auf das Hinterrad des Fahrrads einsetzbar sind.
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Unter
einem Fahrrad wird vorliegend ein Fortbewegungsmittel und/oder ein
Trainingsgerät verstanden, das mit Muskelkraft angetrieben
wird. Aus dem Stand der Technik bekannte Fahrräder weisen
einen mit Pedalen ausgestatteten und zwischen dem Vorder- und dem
Hinterrad angeordneten Tretkurbelantrieb auf. Mittels der Muskelkraft
der Beine werden die Tretkurbeln um eine Drehachse bewegt, wobei
das Drehmoment über einen Zugmitteltrieb auf das Hinterrad übertragen
wird. Der Zugmitteltrieb weist in der Regel eine über wenigstens
zwei Zahnräder gespannte Endloskette auf. Der Fahrer nimmt beim
Fahren mit einem derartigen Fahrrad eine sitzende Haltung ein.
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Aus
dem Stand der Technik sind darüber hinaus so genannte Liegeräder
bekannt, bei denen die Tretkurbeln im Bereich des Vorderrades, insbesondere
oberhalb des Vorderrades, und der Sattel etwa auf Höhe
der Tretkurbelachse angeordnet sind, so dass der Fahrer eines solchen
Fahrrades eine liegende Haltung einnimmt. Das Liegerad soll das
Radfahren in entspannter Haltung ermöglichen. Auch hier führt
der alleinige Einsatz der Beine zum Antrieb des Liegerads, ebenso
wie bei einem Fahrrad auf dem der Fahrer eine sitzende Haltung einnimmt,
bei längeren Fahrten oder einem ausgiebigen Training zur schnellen
Ermüdung des Fahrers sowie zu einer einseitigen körperlichen
Belastung.
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Um
ein ganzheitliches körperliches Training zu ermöglichen,
das heißt auch die Oberkörpermuskulatur in das
Training mit einzubeziehen, und um die Beine beim Fahrradfahren
zu entlasten, ist es bekannt, ein Fahrrad zusätzlich zu
einem Tretantrieb mit einem Handantrieb auszustatten. Außerdem kann
durch die gleichzeitige Betätigung der Antriebe eine Steigerung
der Antriebsleistung erzielt werden, die ein schnelleres Fortbewegen
ermöglicht.
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Ein
mit einem zusätzlichen Handantrieb ausgestattetes Fahrrad
ist aus der
DE 196
06 772 A1 bekannt. Dieses Fahrrad besitzt einen ersten
Antrieb, der ein erstes Kurbelpaar und eine über mindestens zwei
Zahnräder gespannte erste Endloskette umfasst, und einen
zweiten Antrieb, der ein zweites Kurbelpaar und eine über
mindestens zwei weitere Zahnräder gespannte zweite Endloskette
umfasst. Dabei sind der erste und der zweite Antrieb derart miteinander
gekoppelt, dass sie gemeinsam zur Übertragung eines Drehmoments
auf das Hinterrad einsetzbar sind. Einer der Antriebe ist als Handantrieb
ausgebildet, dessen Betätigung über zwei gegenläufig
auf- und abbewegbare Lenkerhälften erfolgt, die jeweils über
eine Schubstange mit den Kurbelarmen des Antriebs verbunden sind,
so dass die Auf- und Abbewegung in ein Drehmoment umgewandelt wird.
Die Kopplung beider Antriebsarten ermöglicht zwar eine
Koordinierung der Arm- und Beinbewegungen, es erweist sich dennoch
als schwierig, die Arme auf- und abzubewegen während die
Beine eine Kreisbewegung vollziehen. Zur Auf- und Abbewegung kommt
eine Schwenkbewegung der beiden Lenkerhälften um die Drehachse
des Gabelschaftes hinzu, wenn das Fahrrad gelenkt werden muss. Es bedarf
demnach einiger Geschicklichkeit, um das Fahrrad zu fahren, insbesondere
beim Fahren zu lenken.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrrad der eingangs genannten
Art zu schaffen, das einfach in der Handhabung und somit sicher
zu fahren ist.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass das handbetätigbare
zweite Kurbelpaar oberhalb eines Lenkers angeordnet und alternativ zur
Lenkung des Fahrrads einsetzbar ist.
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Der
Fahrer kann aufgrund dieser Maßnahme wahlweise das oberhalb
des Lenkers angeordnete Kurbelpaar oder den Lenker ergreifen. Darüber
hinaus ermöglicht diese Anordnung ein schnelles Umsetzen
der Hände, wie beispielsweise bei einem Sportlenker mit
zwei Griffpositionen. Sollte die Verkehrs situation eine erhöhte
Aufmerksamkeit des Fahrers erfordern, kann dieser von der oberen
Griffposition schnell zur unteren wechseln, um die Arme ruhig zu
stellen und ein sicheres Lenken zu gewährleisten. Gleichermaßen
kann, beispielsweise kurz vor einem Anstieg, von der unteren Griffposition
auf die obere gewechselt werden, um den Handantrieb zu betätigen
und damit die Beinarbeit zu unterstützen. Der Anstieg kann
auf diese Weise schnell und kraftsparend bewältigt werden.
Ein Wechsel der Griffposition wirkt auch Ermüdungserscheinungen
entgegen, da jeder Wechsel mit einer – wenn auch nur leichten – Veränderung
der Körperhaltung verbunden ist. Die Lenkung des Fahrrads
erfordert bei Betätigung des Handantriebs keinen zwingenden
Wechsel der Griffposition, da auch das Kurbelpaar zur Lenkung des Fahrrads
einsetzbar ist.
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Vorzugsweise
ist das handbetätigbare zweite Kurbelpaar in einer Gestängeanordnung
drehbar gelagert, die mit dem Rahmen des Fahrrads verbunden ist.
Weiterhin bevorzugt ist zur Verbindung der Gestängeanordnung
mit dem Rahmen ein Gelenk vorgesehen, um dessen parallel zur Rahmenlängsachse
ausgerichtete Drehachse das zweite Kurbelpaar und die Gestängeanordnung
schwenkbar sind. Selbstverständlich ist der Begriff „parallel"
so zu verstehen, dass eine Abweichung von der exakten Parallelität
um einige Grade möglich ist, um zufriedenstellende Ergebnisse
zu erhalten. Darüber hinaus ist die Gestängeanordnung
vorzugsweise über einen Ausleger mit dem Lenker verbunden,
wobei der Ausleger beidseitig derart angelenkt ist, dass eine Schwenkbewegung
der Gestängeanordnung um die Drehachse zu einer Lenkbewegung,
d. h. einem Einschlagen des Lenkers, führt. Das Fahrrad
ist somit über eine Schwenkbewegung des zweiten Kurbelpaares
um die Drehachse lenkbar. Somit wirkt sich die rotatorische Antriebsbewegung
nicht auf die durch eine Schwenkbewegung zu vollziehende Lenkbewegung
aus.
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Bei
einer Schwenkbewegung des zweiten Kurbelpaares um die Drehachse
wird das dem Kurbelpaar zugeordnete Zahnrad mitverschwenkt, wodurch
auch die Kette eine geringfügige Verdrehung erfährt.
Zur besseren Führung der Kette sind daher zusätzliche
Umlenk- und/oder Spannrollen vorgesehen.
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Bevorzugt
sind beide Umlenk- und/oder Spannrollen derart mit der Gestängeanordnung
verbunden, dass sie bei einer Schwenkbewegung um die Drehachse mitgeführt
werden. Die Umlenk- und/oder Spannrollen liegen in einer vertikalen
Ebene mit dem oberen Zahnrad des Handkurbelpaares und führen
die Kette dicht an der Drehachse vorbei, damit beim Lenken durch
die damit einhergehende Schwenkbewegung eine möglichst
geringe Längenänderung der Kette entsteht. Dies
wird weiterhin dadurch unterstützt, dass die Drehachse,
von oben gesehen, nicht in der Mitte des Rahmens sitzt, sonders etwas
außermittig, bevorzugt um 10 bis 30 mm nach links, verschoben
ist. Ein ungehinderter Kettenlauf um das obere Zahnrad ist dadurch
auch in einer verschwenkten Lenkstellung des handbetriebenen zweiten
Kurbelpaares gewährleistet. Auch auf die weitere Führung
der Kette wirkt sich eine Schwenkbewegung um die Drehachse zum Lenken
des Fahrrades nicht negativ aus, da in der Regel bereits eine Schwenkbewegung
um geringe Winkelgrade zur Lenkung ausreicht und zudem die Drehung
der Kette über die Kettenlänge zwischen Umlenk-
und/oder Spannrollen und dem zweiten Zahnrad ausge glichen wird.
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Damit
die Kette des zweiten Antriebs den Bewegungsfreiraum des Fahrers
nicht einschränkt, ist sie vorzugsweise über das
obere Zahnrad zunächst im Wesentlichen senkrecht in einer
vertikalen Ebene zu den unterhalb des Lenkers angeordneten Umlenk- und/oder
Spannrollen geführt. Die vertikale Ebene liegt leicht versetzt
zur Rahmenebene des Fahrrads, damit die Kette am Rahmen vorbeigeführt
werden kann. Vorzugsweise erfolgt der Versatz zu der Seite des Rahmens,
die der Kettenführung des ersten Antriebs gegenüberliegt.
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In
alternativer Ausgestaltung sind die beiden Zahnräder des
zweiten Antriebs derart fluchtend zu dem Rahmen angeordnet, dass
die zweite Endloskette unterhalb des Rahmens und oberhalb eines Vorderrades
durch eine das Vorderrad halternde Gabel verläuft. Damit
wirkt sich die Kette des zweiten Antriebs überhaupt nicht
störend aus.
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Zweckmäßigerweise
ist im Bereich des ersten Kurbelpaares eine rahmenfeste Kettenspannrolle angeordnet.
Aufgrund der Wirkung der Kettenspannrolle ist die zweite Endloskette
durch den relativ engen Freiraum zwischen dem Umfang des Vorderrades
und der Gabel führbar. Selbstverständlich sind auch
die beiden Umlenk- bzw. Spannrollen fluchtend zum Rahmen und unmittelbar
oberhalb des Vorderrades angeordnet.
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Bei
Betätigung beider Antriebe wird ein flüssiger
Bewegungsablauf dadurch sichergestellt, dass der Drehsinn des ersten
Kurbelpaares und der Drehsinn des zweiten Kurbelpaares gleich gerichtet
sind. Bevorzugt entsprechen die Dreh zahl und die Drehgeschwindigkeit
des zweiten Kurbelpaares der Drehzahl und Drehgeschwindigkeit des
ersten Kurbelpaares. Es findet demnach keine Übersetzung
statt. Eine vollständige Drehung um 360° des zweiten
Kurbelpaares geht mit einer vollständigen Drehung des ersten
Kurbelpaares einher, so dass Arme und Beine synchron bewegt werden.
Zur Synchronisation ist ein Zahnrad des ersten Antriebs mit einem
Zahnrad des zweiten Antriebs gekoppelt. Vorzugsweise erfolgt die Kopplung
durch die Anordnung der beiden Zahnräder auf einer gemeinsamen
Welle. Entsprechend der jeweiligen Kettenführung liegen
auch die beiden miteinander gekoppelten Zahnräder auf gegenüberliegenden
Seiten des Rahmens.
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Die
im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse angeordneten Kurbelarme
eines Kurbelpaares sind in einem Winkel von –90° bis
+90° versetzt zueinander angeordnet. Die Einstellung erfolgt
anhand der Körpergröße des Benutzers
sowie des von ihm bevorzugten Bewegungsablaufs und kann derart vorgenommen
werden, dass immer ein Arm bzw. ein Bein in einer Kreisbewegung
nach vorne/unten und ein Arm bzw. Bein nach hinten/oben geführt
wird. Arme und Beine bewegen sich dabei gegenläufig, wie
es auch dem natürlichen Gang des Menschen entspricht. In
einer Grundeinstellung steht insbesondere ein auf der rechten Seite
angeordneter Kurbelarm des ersten Antriebs nach unten und gleichzeitig ein
rechter Kurbelarm des zweiten Antriebs nach oben. Je nach Körpergröße
und Empfinden des Nutzers des Fahrrades kann von dieser Grundstellung abgewichen
werden.
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Vorzugsweise
unterscheiden sich die Kurbelpaare hinsichtlich der jeweils gewählten
Kurbellängen. Bevorzugt sind die im Wesentlichen senkrecht zur
Drehachse angeordneten Kurbelarme des ersten, mittels der Beine
zu betätigenden Kurbelpaares länger als die des
zweiten handbetätigbaren Kurbelpaares. Das Verhältnis
der Kurbellängen zueinander entspricht dabei in etwa dem
Verhältnis der Beinlänge zur Armlänge.
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Des
Weiteren besitzt vorteilhafterweise das Kurbelpaar des ersten Antriebs
Pedale zum Aufsetzen der Füße und das Kurbelpaar
des zweiten Antriebs Griffelemente, die leicht und bequem von den Händen
zu ergreifen sind. Material und Oberfläche der Griffelemente
sind derart gewählt, dass einem Abrutschen der Hände
bei Antriebsbetätigung entgegengewirkt wird.
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Eine
optimale Sitzposition des Fahrers wird dadurch gewährleistet,
dass die das zweite Kurbelpaar aufnehmende Gestängeanordnung
verstellbar ist. Die Lage des zweiten Kurbelpaares ist somit je nach
Körpergröße und Körpergeometrie
des Fahrers einstellbar.
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Für
den Fall einer nicht ständigen Nutzung des Handantriebs,
ist ein Freilauf vorgesehen. Sonach dreht sich bei einem Antrieb
des Fahrrads ausschließlich über das Kurbelpaar
des ersten Antriebs das Kurbelpaar des zweiten Antriebs nicht mit.
Entsprechend kann auch der erste Antrieb einen Freilauf besitzen,
damit das erste Kurbelpaar still steht, wenn allein der Handantrieb
betätigt werden soll. Besonders bevorzugt weist der Freilauf
der beiden Antriebe nur einen Rastpunkt auf, damit der Kurbelarmversatz der
beiden Antriebe zueinander nicht veränderbar ist.
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In
Ausgestaltung sind die Bestandteile des ersten und/oder des zweiten
Antriebs zumindest teilweise verkleidet. Insbesondere die Ketten
sollten durch eine Verkleidung soweit abgedeckt sein, dass diese
nicht in Berührung mit der Kleidung des Fahrers gelangen
können.
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Das
vorstehend beschriebene Fahrrad erweist sich als ein bequemes und
sicheres Fortbewegungsmittel. Die Betätigung des Handantriebs
ist leicht zu erlernen, da die gegenläufige Bewegung der Arme
und Beine dem natürlichen Bewegungsablauf des Menschen
beim Gehen und Laufen entspricht. Soll darüber hinaus durch
Verschwenken der Handkurbeln gelenkt werden, bedarf es hierzu lediglich
einer geringfügigen Neigung des Oberkörpers in
die gewünschte Richtung, wenn hierbei die Arme mitgeführt
werden. Die Bewegung entspricht einer Gewichtsverlagerung beim Kurvenfahren
mit einem Motorrad und ist daher grundsätzlich bekannt.
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Da
nicht nur die Beinmuskulatur, sondern auch die Oberkörpermuskulatur
trainiert werden kann, ist das Fahrrad als mobiles Fitnessgerät
für den Hobbysportler oder Profi geeignet. Ferner unterstützt
die Armtätigkeit ein gezieltes Ausdauer- bzw. Herz-/Kreislauftraining,
wobei selbst untrainierte Menschen keine Überbelastung
einzelner Muskelgruppen riskieren. Darüber hinaus kann
der zusätzliche Antrieb zur schnelleren Fortbewegung eingesetzt
werden.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen
Kombination, sondern auch in anderen Kom binationen verwendbar sind.
Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrrads,
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2 eine
Draufsicht auf das Fahrrad nach 1,
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3 eine
Seitenansicht des Fahrrads nach 1 in alternativer
Ausgestaltung und
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4 eine
Draufsicht auf das Fahrrad nach 2.
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Ein
erster Antrieb 10 des Fahrrades umfasst ein mit Pedalen
ausgestattetes Kurbelpaar 11, dessen beide Kurbelarme 15 in
einem Winkel von 180° versetzt zueinander angeordnet sind.
Das Kurbelpaar 11 ist mit einem in Eingriff mit einer Endloskette 14 stehenden
Zahnrad 12 verbunden, das sich auf einer Seite eines Rahmens 50 befindet.
Ein weiteres Zahnrad 13 zur Führung der Endloskette 14 und
zur Übertragung des Antriebmomentes befindet sich an einer
Achse eines Hinterrades 30.
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Gemäß den 1 und 2 ist
auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens 50 auf
einer Welle des Zahnrads 12 ein weiteres Zahnrad 23 angeordnet,
das Bestandteil eines zweiten Antriebs 20 ist. Die Anordnung
der beiden Zahnräder 12 und 23 auf der
gemeinsamen Welle ermöglicht die Kopplung des ersten Antriebs 10 mit
dem zweiten Antrieb 20, der neben dem Zahnrad 23 ein
weiteres Zahnrad 22 umfasst, das mit einem Kurbelpaar 21 verbunden
ist. Über die Zahnräder 22, 23 ist
eine zweite Endloskette 24 geführt. Das Kurbelpaar 21 des
zweiten Antriebs 20 weist ebenfalls zwei im Winkel von
180° versetzt zueinander angeordnete Kurbelarme 31 auf,
die im Vergleich zu den Kurbelarmen 15 des Kurbelpaares 11 kürzer
sind. Anstelle von Pedalen 16 sind Griffelemente 32 an
den freien Enden der Kurbelarme 31 angeordnet.
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Die
Endloskette 24 des zweiten Antriebs 20 wird über
zwei Umlenk- und Spannrollen 28, 29 geführt,
so dass zunächst eine fast senkrechte Führung der
Endloskette 24 vom Zahnrad 22 bis zu den Umlenk-
und Spannrollen 28, 29 möglich ist. Vom
Fahrer aus gesehen liegt die Endloskette 24 hinter einem Lenker 40,
so dass der Bewegungsfreiraum des Fahrers durch die Bestandteile
des zweiten Antriebs 20 nicht eingeschränkt wird.
Von den Umlenk- und Spannrollen 28, 29 wird die
Kette 24 schräg nach hinten zu dem Zahnrad 23 geführt.
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Zur
Halterung des Kurbelpaares 21, des Zahnrads 22 und
der Umlenk- und Spannrollen 28, 29 des zweiten
Antriebs 20 ist eine Gestängeanordnung 25 vorgesehen,
die über ein Gelenk 26 mit dem Rahmen 50 verbunden
ist. Über einen an beiden Enden angelenkten Ausleger 27 ist
die Gestängeanordnung 25 zudem mit dem Lenker 40 verbunden,
so dass eine Schwenkbewegung des Kurbelpaares 21 um eine
Drehachse A des Gelenks 26 zum Einschlagen des Lenkers 40 und
eines damit verbundenen Vorderrades 41 führt.
Zur Lenkung kann weiterhin auch der Lenker 40 eingesetzt
werden.
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Die
Draufsicht der 2 zeigt die Anordnung der Bestand teile
des ersten Antriebs 10 im Wesentlichen rechts vom Rahmen 50 (in
Fahrtrichtung gesehen) und die Anordnung der Bestandteile des zweiten
Antriebs 20 im Wesentlichen links vom Rahmen 50.
Auf diese Weise können die Bestandteile beider Antriebe 10, 20 eng
am Rahmen 50 anliegend angeordnet werden, damit der Fahrer
ausreichend Arm- und Beinfreiheit hat, um die Antriebe 10, 20 zu
betätigen.
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Bei
dem Fahrrad nach den 3 und 4 ist das
auf einer gemeinsamen Welle mit dem Zahnrad 12 des ersten
Antriebs 10 angeordnete weitere Zahnrad 23 direkt
unterhalb des Rahmens 50 fluchtend zu einem unteren Rahmenrohr 51 vorgesehen und
die zweite Endloskette 24 verläuft durch eine rahmenfeste
Kettenspannrolle 33 geführt unterhalb des Rahmens 50 und
oberhalb des Vorderrades 41 durch eine das Vorderrad 41 halternde
Gabel 52. Im weiteren Verlauf wird die Endloskette 24 des
zweiten Antriebs 20 über die beiden Umlenk- und
Spannrollen 28, 29 zu dem mit dem Kurbelpaar 21 verbundenen
Zahnrad 22 geführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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