DE102014015824A1

DE102014015824A1 - Fahrrad mit Arm- und Beinantrieb

Info

Publication number: DE102014015824A1
Application number: DE201410015824
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: KRAISS, MARTIN, DE
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2015-04-30

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Fahrrad mit Arm und Beinantrieb. Bekannte Fahrräder mit Arm- und Beinantrieb werden über den Lenker gelenkt und angetrieben. Der Nachteil dieser Ausführung ist, dass beim Antrieb nur die Zugrichtung mit Kraft ausgeführt wird, die Rückholbewegung ist nahezu kraftlos. Andere bekannte Ausführungen verfügen über einen Pleuelantrieb, welcher über einen Totpunkt verfügt, der überwunden werden muss. Die Erfindung löst das geschilderte Problem, indem sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung des Lenkers eine Antriebskraft übertragen wird. Die Erfindung ermöglicht es dem Fahrradfahrer das Fahrrad beim Armantrieb in Druck und Zugrichtung anzutreiben und dabei sicher und präzise zu lenken.

Description

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Fahrrad mit zwei Rädern, das über Arm- und Beinantrieb, verfügt.
Bekannte Fahrräder mit Beinkurbel und Lenker, bei denen der Lenker gleichzeitig als Armantrieb dient, treiben bei Zugbewegungen des kombinierten Lenker-Armantriebes über ein Zugseil die Tretkurbel an. Die Patentschrift mit der internationalen Anmeldenummer PCT/EP2006/003369 offenbaren ein Fahrrad gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 5. Bei diesem bekannten Fahrrad überträgt der Fahrer mit seiner Armkraft nur in Zugrichtung, mittels des Zugseiles 10, eine Antriebskraft auf die Tretkurbel 5 umfassenden Pedalantrieb und somit auch auf den Antriebsstrang des Fahrrades. In Druckrichtung überträgt der Fahrer mit seinen Armen keine Antriebskraft auf die Tretkurbel und somit auch keine Antriebskraft auf den Antriebsstrang des Fahrrades. Die Druckrichtung des Lenker-Armantriebes ist lediglich die Rückholbewegung des Armantriebes, bei der das Antriebsseil, für die darauffolgende Zugbewegung des Armantriebes, eingezogen wird. Für die Rückholbewegung in Druckrichtung des Armantriebes wird vom Fahrer kaum eine Kraft benötig. Der Nachteil dieser bekannten Fahrräder ist, dass deren kombinierter Lenker-Armantrieb, zum Antreiben des Fahrrades, nur die Zugrichtung nutzen. Somit werden nur einzelne Muskelgruppen des Oberkörpers zum Antrieb benutzt und der Trainingseffekt, bei dem eine hohe Armkraft benötigt wird, ist einseitig auf die Zugbewegung begrenzt und führt zu einem überproportionalem Training der Rückenmuskulatur und des Bizeps, wobei die Brust- und Bauchmuskulatur und der Trizeps, kaum beansprucht werden und somit überporportional gering trainiert werden. Dies führt zu einer Disbalanze der Muskelbeanspruchung im Oberkörper.
Andere bekannte Fahrräder wie in der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2012 000 776 U1 mit einen kombinierten Lenker-Armantrieb verfügen über einen Pleuelantrieb. Dieser Pleuelantrieb hat den Nachteil, dass der Antrieb über einen Totpunkt, am Anfang und am Ende der Armbewegung, verfügt. Die Armkraft des Fahrers während des Armantriebes wird deshalb bei erreichen der beiden Totpunkte vom Pleuelgetriebe aufgenommen, ohne dabei in eine wesentliche Antriebskraft zu bewirken, stattdessen wird die Armkraft vom Pleuelantrieb sozusagen vernichtet.
Die Aufgabe der Erfindung ist ein Fahrrad gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 6. Dabei soll der Fahrradfahrer seine Antriebskraft optimal auf das Fahrrad übertragen und dabei das Fahrrad sicher und präzise lenken können.
Die Erfindung löst die Aufgabe, der Eingangs genannten Art, durch den kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 6.
In der erfindungsgemäßen Variante A des erfindungsgemäßen Fahrrades, entspricht das Fahrrad, bis auf den kombinierten Arm- und Beinantrieb, vom Grundkonzept her einem sogenannten Hochlieger. Dies ist ein Fahrrad in dem man in einer Sitzschale 3 sitzt beziehungsweise eher liegt. 1 zeigt die schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Variante A. 2 zeigt die Draufsicht der 1. Die Fahrradgabel 1 besitzt zwei Gabelholmen 1.1 (1, 2). Diese beiden Gabelholmen 1.1 nehmen die Achse 23 des Vorderrades 22 an ihren Enden auf und verlaufen je recht und links um das Vorderrad 22 und laufen dann in der Fahrradmittelachse 7.3 zusammen, wo die beiden Gabelholmen 1.1 mit dem Gabelschaftrohr 1.2 fest verbunden sind. Das Gabelschaftrohr 1.2, und somit die Gabel 1, ist über das Lenkkopflager im Lenkkopflagerrohr 7.2 des Rahmens 7 drehbar, um die Lenkachse 37, gelagert. Das Lenkkopflagerrohr 7.2 ist fest mit dem Rahmen 7 des Fahrrades verbunden. Die Tretkurbeln 6 sind fest mit der Achse 6.1 verschraubt. Diese Achse 6.1 ist über das Tretlager drehbar im Fahrradrahmen 7 gelagert. Zum Antrieb des Fahrrades bewegt der Fahrer mit seinen Füßen die Tretkurbeln 6. Auf den Tretkurbeln 6 sind die Pedale 6.2 drehbar gelagert. Aus Fahrersicht, rechts vom Rahmen 7 verläuft die Antriebskette 4. Die Antriebskette 4 wird über eine Umlenkrolle 5 geführt. Die Antriebskette 4 treibt über das Antriebskettenrad 9, welches fest mit der Achse 6.1 der Tretkurbel 6 verbunden ist, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 an.
Ein Lenkerarm 11.1 ist über ein Gabelgelenk 8.2 um die Achse 8.1 schwenkbar zum Rahmen 7 gelagert. Dazu ist das Gabelgelenk 8.2 mit seinen Gabelwangen 8.3 fest mit dem Lenkerarm 11.1 verbunden und mit seinen beiden anderen Gabelwangen 8.4 fest mit dem Lenkkopflagerrohr 7.2 verbunden. Die Gabelwangen 8.3, 8.4 sind über die Achse 8.1 drehbar zueinander gelagert. Die Achse 8.1 ist senkrecht zur Fahrradmittelachse 7.3 angeordnet. Der Lenker 11 ist, um die Achse 11.2, drehbar im Lenkerarm 11.1 gelagert. Der Lenker 11 ist über ein Kardangelenk 12 mit dem Gabelschaftrohr 1.2 verbunden. Die Knickachse des Kardangelenks 12 verläuft durch die Drehachse der Achse 8.1. Der Fahrer lenkt das erfindungsgemäße Fahrrad, indem er den Lenker 11 um die Achse 11.2 dreht. Die Drehbewegung des Lenkers 11, um die Achse 11.2, wird über das Kardangelenk 12 auf das Gabelschaftrohr 1.2 und somit auf die Gabel 1 und auf das Vorderrad 22 übertragen. Der Fahrer treibt mit seinen Armen das Fahrrad an, indem er den Lenker 11, um die Achse 8.1, vor und zurück bewegt. Am Lenkerarm 11.1 ist ein Arm 11.3 fest angebracht. Auf dem Arm 11.3 sind zwei Umlenkrollen 42, 47 drehbar gelagert. Die Konsolen 7.5, 7.6 sind fest mit dem Rahmen 7 verbunden. Auf den Konsolen 7.5, 7.6 sind die Umlenkrollen 45, 44, 43, 46 drehbar gelagert. In 2 ist die Umlenkrolle 44 zwar verdeckt, doch ist sie zur besseren Darstellung ausnahmsweise gestrichelt dargestellt. Ein Seil 41 ist an seinem einen Ende am Rundstab 11.4 festgebunden. An seinem anderen Ende ist das Seil 41 fest mit einer Seilscheibe 49, an einer Stelle auf dessen Umfangsnut, verbunden. Der Rundstab 11.4 ist fest mit dem Arm 11.3 verbunden. Das Seil 41 läuft über die Umlenkrollen 45, 47, 43. 3 zeigt die schmatische Darstellung eines Schnittes B-B, in 1, durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante A. Ein zweites Seil 40 läuft über die Umlenkrollen 46, 42, 44. Das Seil 40 läuft durch den Rahmen 7. Dazu hat der Rahmen 7 Aussparungen durch die das Seil 40 laufen kann. Das Seil 40 ist an seinem einen Ende am Rundstab 11.4 festgebunden An seinem anderen Ende ist das Seil 40 fest mit einer Seilscheibe 48, an einer Stelle auf dessen Umfangsnut, verbunden. Beide Seilscheiben 48, 49 sind jeweils fest mit dem äußeren Ring von jeweils einem Freilauf 14.2, 14.4 verbunden. Ein Freilauf besteht aus zwei Ringen A und B die drehbar zueinander gelagert sind. Wird Ring A festgehalten, so ist der jeweils andere Ring B frei in eine Richtung drehbar, jedoch verhindert ein Sperrmechanismus, dass der Ring B nicht in die entgegen gesetzte Richtung, die sogenannte Sperrrichtung, drehbar ist. Ein solcher Sperrmechanismus ist vorzugsweise wenigstens eine Sperrklinke oder wenigstens ein Klemmkeil oder wenigstens eine Klemmrolle. Diese Sperrklinken oder Klemmkeile oder Klemmrollen wirken nur in einer Drehrichtung der beiden Ringe A und B zueinander, in der entgegengesetzten Drehrichtung der beiden Ringe A und B zueinander geben sie die Sperrung frei. Der jeweils innere Ring der beiden Freiläufe 14.2, 14.4 ist jeweils fest mit der Achse 6.1 der Tretkurbel 6 des erfindungsgemäßen Fahrrades verbunden. Der Freilauf 14.2 ist so angeordnet, dass sobald der Lenker 11 und somit der Lenkerarm 11.1, um die Achse 8.1 gegen den Uhrzeigersinn 8.10, aus der Sicht in 1 gesehen, bewegt wird, drückt die Umlenkrolle 47 auf das Seil 41 und das Seil 41 dreht die Seilscheibe 49 gegen den Uhrzeigersinn 6.10, aus der Sicht in 1 gesehen, und der Freilauf 14.2 rastet ein und dreht die Achse 6.1 samt Tretkurbel 6 und somit das Antriebskettenrad 9 in Antriebsrichtung. Der Freilauf 14.4 ist so angeordnet, dass sobald der Lenker 11 und somit der Lenkerarm 11.1, um die Achse 8.1 im Uhrzeigersinn 8.9, aus der Sicht in 1 oder 20 gesehen, bewegt wird, drückt die Umlenkrolle 42 auf das Seil 40 und das Seil 40 dreht die Seilscheibe 48 gegen den Uhrzeigersinn 6.10, aus der Sicht in 1 oder 20 gesehen, und der Freilauf 14.4 rastet ein und dreht die Achse 6.1 samt Tretkurbel 6 und somit das Antriebskettenrad 9 in Antriebsrichtung. Die beiden Freiläufe 14.2, 14.4 sind baugleich und sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Sperrklinkenfreiläufe. Die 5 zeigt die schematische Darstellung des Schnitts durch die Sperrklinkenmechanik des Freilaufes 14.2 der erfindungsgemäßen Variante A. Der Freilauf 14.2 hat einen inneren Ring 6.72 und einen äußeren Ring 6.74 welche über Kugellager drehbar zueinander gelagert sind. Der innere Ring 6.72 ist über ein Gewinde fest mit der Achse 6.1 verschraubt. Der äußere Ring 6.74 ist fest mit der Seilscheibe 49 verschraubt. Der äußere Ring 6.74 und somit die Seilscheibe 49 sind relativ zum inneren Ring 6.72 und somit relativ zur Achse 6.1 im Uhrzeigersinn 6.9, in 1 und 5 gesehen, frei drehbar, jedoch verhindern Sperrklinken 6.71 des Freilaufs 6.7, dass der äußere Ring 6.74 gegen den Uhrzeigersinn relativ zum inneren Ring 6.72 drehbar ist. Die Sperrklinken 6.71 (5) sind schwenkbar im inneren Ring 6.72 des Freilaufes gelagert und werden mittels jeweils einer Feder 6.73 gegen den äußeren Ring 6.74 gedrückt. Der äußere Ring 6.74 des Freilaufes 14.2 verfügt über 20 Zähne 6.75 in die die Sperrklinken 6.71 einrasten können. Die beiden Freiläufe 14.2, 14.4 verfügen jeweils über eine Feder, vorzugsweise eine Spiralfeder (ohne Abbildung). Die Spiralfedern sind jeweils an einem Ende im Rahmen 7 eingehängt und an ihrem anderen Ende sind sie jeweils im äußeren Ring des jeweiligen Freilaufes 14.2, 14.4 eingehängt. Die Spiralfedern sind so vorgespannt, dass sie den jeweiligen äußeren Ring des jeweiligen Freilaufes 14.2, 14.4 im Uhrzeigersinn 6.9, in 1 und 5 gesehen, drehen wollen. Die Federkraft der beiden Spiralfedern bewirken somit, dass das Seil 40 auf die Seilscheibe 48 aufgewickelt wird, sobald sich der Lenker 11 gegen den Uhrzeigersinn 8.10 bewegt und dass das Seil 41 auf die Seilscheibe 49 aufgewickelt wird, sobald sich der Lenker 11 im Uhrzeigersinn 8.9 bewegt. Zudem bewirken die beiden Spiralfedern, dass die Seile 40, 41 immer gespannt sind, auch wenn sich der Lenker 11 nicht bewegt und sich die Achse 6.1 gegen den Uhrzeigersinn 6.10, in 1 oder 20 gesehen, dreht, zum Beispiel wenn der Fahrer mit seinen Beinen die Tretkurbel 6 und somit die Achse 6.1 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 antreibt. Wenn also der Lenker 11 gegen den Uhrzeigersinn 8.10 bewegt wird bewirkt dies, dass das Seil 41 die Seilscheibe 49 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 1 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen 6.71 des Freilaufes 14.2 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 11 gegen den Uhrzeigersinn 8.10, dass das Seil 40, aufgrund der Federkraft der Spiralfeder des Freilaufes 14.4, auf die Seilscheibe 48 aufgerollt wird und sich somit die Seilscheibe 48 im Uhrzeigersinn 6.9, in 1 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken des Freilaufes 14.4 inaktiv und die Seilscheibe 48 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1. Wird der Lenker 11 im Uhrzeigersinn 8.9 bewegt, dann wird bewirkt dies, dass das Seil 40 die Seilscheibe 48 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 1 oder 20 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen des Freilaufes 14.4 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 11 im Uhrzeigersinn 8.9, dass dass das Seil 41, aufgrund der Federkraft der Spiralfeder des Freilaufes 14.2, von der Seilscheibe 49 aufgerollt wird und sich somit die Seilscheibe 49 im Uhrzeigersinn 6.9, in 1 oder 20 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken 6.71 inaktiv und die Seilscheibe 49 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1. 1 zeigt die erfindungsgemäße Variante A nachdem der Lenker 11 im Uhrzeigersinn 8.9 bewegt wurde. 20 zeigt dieselbe Ansicht wie 1, jedoch zeigt 20 das Fahrrad der erfindungsgemäßen Variante A nachdem der Lenker 11 gegen den Uhrzeigersinn 8.10 bewegt wurde. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Variante A ist, dass sie nur zwei Freiläufe benötigt und somit einen geringen mechanischen Aufwand darstellt. Weniger Freiläufe bedeuten weniger Gewicht, weniger Reibungsverluste im Antriebsstrang und geringere Herstellungskosten.
Ein weiterer Vorteil ist, das der Fahrer sowohl in Druckrichtung des Lenkers 11, also gegen den Uhzeigersinn 8.10, und auch in Zugrichtung des Lenkers 11, also im den Uhzeigersinn 8.9, seine Antriebskraft für den Vortrieb des erfindungsgemäßen Fahrrades nutzen kann. Somit werden nahezu alle Muskelgruppen des Oberkörpers zum Antrieb benutzt und der Oberkörper gleichmäßig trainiert. Zudem hat der Antrieb des erfindungsgemäßen Fahrrades keinen Totpunkt, am Anfang und am Ende der Armbewegung. Die Armkraft wird auch bei der Anfangs- und Endbewegung des Lenkers in volle Antreibskraft umgesetzt, ohne Verluste durch einen etwaigen Totpunkt wie zum Beispiel bei Pleuelantriebskonzepten. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Armantriebsbewegung eine Übersetzung zur Beinantriebsbewegung hat. Das heist wenn mit Armen und Beinen gleichzeitig angetrieben wird, dann bewirkt die Übersetzung, dass während eines kompletten Armhubes, mit jeweils einem Armhub vorwärts und dann einem Armhub rückwärts in Ausgangsposition, mehrere Beinkurbelumdrehungen ausgeführt werden. Vorteilhaft ist hier eine Übersetzung der Armhubbewegung von etwa 1:2 bis etwa 1:3 zur Beinantriebsbewegung. Das heist ein kompletter Armhub entspricht zwei Beinkurbelumdrehungen bei einer 1:2 Übersetzung und ein kompletter Armhub entspricht drei Beinkurbelumdrehungen bei einer 1:3 Übersetzung. Vorteil der Erfindung ist, dass die erfindungsgemäße Ausführung relativ einfach ist und dabei eine Übersetzung des Antriebsbewegung erreicht, ohne dabei eine aufwendige Mechanik zu benötigen. Außerdem können durch die Übersetzung die Hebelarme relativ kurz und klein ausgeführt werden, was zu einer kleinen Frontfläche und somit zu einer besseren Aerodynamik des Fahrrades führt. Die einfache Mechanik und die relativ kleinen Hebelarme reduzieren auch das Gewicht, im Vergleich zu einiges schwereren bekannten Fahrrädern die über eine aufwendige Mechanik und lange Hebelarme verfügen. Weiterhin besitzt die Armantriebsmechanik über keinen Totpunkt, wie etwa bekannte Fahrräder mit kombiniertem Lenker-Armantrieb die die Antriebskräfte über einen Pleuelantrieb realisieren. Beim erfindungsgemäßen Fahrrad kann der Fahrer die ganze Hubbewegung über seine Armkraft einsetzen, ohne auf einen Totpunkt achten zu müssen, bei welchem er die Antriebskraft reduzieren muss, um einen runden Antrieb des Pleuelantriebes zu gewährleisten.
Die erfindungsgemäße Variante A1 entspricht der erfindungsgemäßen Variante A. Jedoch verläuft in der erfindungsgemäßen Variante A1 die Seilführung anders. Dazu besitzt die erfindungsgemäße Variante A1 keine Umlenkrollen 45, 46 und keinen Rundstab 11.4. Zudem verfügt die erfindungsgemäße Variante A1 über die Rundstäbe 11.5, 11.6. Die Rundstäbe 11.5, 11.6 sind fest mit der Konsole 7.6 und somit mit dem Rahmen 7 verbunden. 19 zeigt die schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Variante A1. 18 zeigt die Draufsicht der 19. Das Seil 41 ist an seinem einen Ende am Rundstab 11.5 festgebunden. An seinem anderen Ende ist das Seil 41 fest mit der Seilscheibe 49, an einer Stelle auf dessen Umfangsnut, verbunden. Das Seil 41 läuft über die Umlenkrollen 47, 43. Das zweite Seil 40 läuft über die Umlenkrollen 42, 44. In 18 ist die Umlenkrolle 44 zwar verdeckt, doch ist sie zur besseren Darstellung ausnahmsweise gestrichelt dargestellt. Das Seil 40 ist an seinem einen Ende am Rundstab 11.6 festgebunden. An seinem anderen Ende ist das Seil 40 fest mit der Seilscheibe 48, an einer Stelle auf dessen Umfangsnut, verbunden. Wird der Lenker 11 gegen den Uhrzeigersinn 8.10 bewegt bewirkt dies, dass das Seil 41 die Seilscheibe 49 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 19 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen 6.71 des Freilaufes 14.2 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 11 gegen den Uhrzeigersinn 8.10, dass das Seil 40, aufgrund der Federkraft der Spiralfeder des Freilaufes 14.4, auf die Seilscheibe 48 aufgerollt wird und sich somit die Seilscheibe 48 im Uhrzeigersinn 6.9, in 19 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken des Freilaufes 14.4 inaktiv und die Seilscheibe 48 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1. Wird der Lenker 11 im Uhrzeigersinn 8.9 bewegt, dann wird bewirkt dies, dass das Seil 40 die Seilscheibe 48 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 20 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen des Freilaufes 14.4 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 11 im Uhrzeigersinn 8.9, dass das Seil 41, aufgrund der Federkraft der Spiralfeder des Freilaufes 14.2, von der Seilscheibe 49 aufgerollt wird und sich somit die Seilscheibe 49 im Uhrzeigersinn 6.9, in 19 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken 6.71 inaktiv und die Seilscheibe 49 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1. Die erfindungsgemäße Variante A1 hat gegenüber der erfindungsgemäßen Variante A den Vorteil, dass sie mechanisch weniger aufwendig ist und durch die kleinere Anzahl an Umlenkrollen weniger Seilreibung aufweist.
Die erfindungsgemäße Variante G entspricht der erfindungsgemäßen Variante A oder A1. Jedoch sind in der erfindungsgemäßen Variante G die Seilscheibe 48 mit ihrem Freilauf 14.4 links vom Lager 7.7 angeordnet und die Seilscheibe 49 mit ihrem Freilauf 14.2 rechts vom Lager 7.8 angeordnet (11). Die Seitenangaben links und rechts bedeuten hier die Seitenangaben aus der Sicht des Fahrers, der auf dem erfindungsgemäßen Fahrrad sitzt. 11 zeigt die schmatische Schnittdarstellung durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante G. Hierbei zeigt die 11 die selbe Schnittebene wie in 3 jedoch vom Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante G.
Die erfindungsgemäße Variante F entspricht der erfindungsgemäßen Variante G. Jedoch ist in erfindungsgemäßen Variante F die Fahrradgeometrie die eines normalen Fahrrades, mit einem normalen Rahmen 13, einem sogenanntem Diamantrahmen, mit Tretlagerposition zwischen dem Vorderrad 22 und dem Hinterrad 17 und mit normalem Sattel 19 (9). 9 zeigt die schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Variante F. 10 zeigt die Ansicht A-A der 9, wobei das Vorderrad 22, der Hinterbau des Rahmens 13, die Tretkurbeln 6, Pedale und der Sattel 19 in 10 nicht dargestellt sind. In der erfindungsgemäßen Variante F sind die Gabelholmen 1.1 und das Gabelschaftrohr 1.2 der Gabel 1 fest mit der Gabelbrücke 1.3 verbunden. Der Vorbau 1.4 ist fest mit dem Gabelschaftrohr 1.2 verbunden. Im Vorbau 1.4 ist der Lenker 18, um die Achse 18.1, drehbar gelagert. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Variante G ist in der erfingungsgemäßen Variante F die Anzahl und die Anordnung der Umlenkrollen der Seile 40, 41 anders und die Seile 40, 41 sind an einem ihrer Enden direkt an den Stellen 18.2 am Lenker 18 festgebunden. Die Umlenkrollen 50, 51, 52, 53 sind drehbar auf der Gabelbrücke 1.3 gelagert. Die Umlenkrollen 52, 53 sind vorzugsweise so angeordnet, dass sich an deren Seilnut die Umfangspunkte 52.1, 53.1 in etwa auf der Lenkachse 37 befinden. Das Seil 40 läuft über die Umlenkrollen 51, 53. An seinem anderen Ende ist das Seil 40 fest mit der Seilscheibe 48, an einer Stelle auf dessen Umfangsnut, verbunden. Das Seil 41 läuft über die Umlenkrollen 50, 52. An seinem anderen Ende ist das Seil 41 fest mit der Seilscheibe 49, an einer Stelle auf dessen Umfangsnut, verbunden. Der Tretlagerbereich der erfindungsgemäße Variante F, mit all seinen Achsen, Freiläufen, Spiralfedern, Lagern und Kurbeln, entspricht in seiner Funktionsweise der erfindungsgemäßen Variante G. 14 zeigt die schmatische Darstellung eines Schnittes D-D, in 9, durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante F. Die Seilscheibe 48 mit ihrem Freilauf 14.4 ist links vom Lager 7.7 angeordnet und die Seilscheibe 49 mit ihrem Freilauf 14.2 ist rechts vom Lager 7.8 angeordnet (14). Wird der Lenker 18 im Uhrzeigersinn 18.11, aus der Sicht in 10 gesehen, bewegt, dann bewirkt dies, dass das Seil 40 die Seilscheibe 48 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 9 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen des Freilaufes 14.4 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 18 im Uhrzeigersinn 18.11, dass das das Seil 41, aufgrund der Federkraft der Spiralfeder des Freilaufes 14.2, von der Seilscheibe 49 aufgerollt wird und sich somit die Seilscheibe 49 im Uhrzeigersinn 6.9, in 9 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken 6.71 inaktiv und die Seilscheibe 49 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1. Wenn also der Lenker 18 der erfindungsgemäßen Variante F, gegen den Uhrzeigersinn 18.10, aus der Sicht in 10 gesehen, bewegt wird bewirkt dies, dass das Seil 41 die Seilscheibe 49 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 9 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen des Freilaufes 14.2 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 18 gegen den Uhrzeigersinn 18.10, dass das Seil 40, aufgrund der Federkraft der Spiralfeder des Freilaufes 14.4, auf die Seilscheibe 48 aufgerollt wird und sich somit die Seilscheibe 48 im Uhrzeigersinn 6.9, in 9 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken des Freilaufes 14.4 inaktiv und die Seilscheibe 48 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1.
Die erfindungsgemäße Variante H entspricht der erfindungsgemäßen Variante F. Jedoch sind in erfindungsgemäßen Variante H die Umlenkrollen 52, 53 drehbar auf dem Rahmen 13 gelagert (12, 13), anstatt auf der Gabelbrücke. Zudem sind in der erfindungsgemäßen Variante H die Umlenkrollen 52, 53 vorzugsweise so angeordnet, dass sich an deren Seilnut die Umfangspunkte 52.2, 53.2 in etwa auf der Lenkachse 37 befinden. 12 zeigt die schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Variante H. 13 zeigt die Ansicht C-C der 12, wobei das Vorderrad 22, der Hinterbau des Rahmens 13, die Tretkurbeln 6, Pedale und der Sattel 19 in 13 nicht dargestellt sind.
Die erfindungsgemäße Variante B entspricht der erfindungsgemäßen Variante A oder A1. Jedoch ist in erfindungsgemäßen Variante B die Achse 6.1 in einer Welle 14 gelagert. Die Welle 14 ist über die Lagerung 7.8 drehbar im Rahmen 7 des erfingundsgemäßen Fahrrades gelagert. (4). Es ist eine Lagerung in der Lagerung. 4 zeigt die schmatische Schnittdarstellung durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante B. Hierbei zeigt die 4 die selbe Schnittebene wie in 3 jedoch vom Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante B. Die erfindungsgemäße Variante B verfügt zudem über zwei Lager 14.1, 14.3 über welche die Welle 14 auf der Achse 6.1 der Tretkurbeln 6 drehbar gelagert ist. Die Welle 6.1 ist über die Lagerung 7.7 drehbar zum Rahmen 7 gelagert und über die Lager 14.1, 14.3 drehbar zur Welle 14 gelagert. Das Antriebkettenrad 9 ist fest mit der Welle 14 verbunden. Der inner Ring eines Freilaufes 14.5 ist fest mit der Achse 6.1 verbunden und der äußere Ring des Freilaufes 14.5 ist fest mit der Welle 14 verbunden. Die Freiläufe 14.2, 14.4 entsprechen denen der erfindungsgemäßen Variante A, jedoch ist jeweils der innere Ring der Freiläufe 14.2, 14.4 fest mit der Welle 14 verbunden. Der Freilauf 14.5 ist so angeordnet, dass dessen äußerer Ring und somit die Welle 14 und mit ihr jeweils der innere Ring der Freiläufe 14.2, 14.4, sowie das Antriebkettenrad 9, relativ zum inneren Ring des Freilaufes 14.2 und somit relativ zur Achse 6.1 und somit relativ zu den Tretkurbeln 6, im Uhrzeigersinn 6.9, in 1 gesehen, frei drehbar sind. Jedoch verhindern die Sperrklinken des Freilaufs 14.5, dass dessen äußerer Ring, gegen den Uhrzeigersinn 6.10, in 1 gesehen, relativ zum inneren Ring drehbar ist. Wenn also die Tretkurbeln 6 gegen den Uhrzeigersinn 6.10, in 1 gesehen, angetrieben werden, so rasten die Sperrklingen des Freilaufes 14.5 ein und die Welle 14 und mit ihr der jeweils der innere Ring der Freiläufe 14.2, 14.4, und das Antriebskettenrad 9 werden mit gedreht und dann treibt die Antriebskette 4 über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 an. in der erfindungsgemäßen Variante B, befinden sich, wie in der erfindungsgemäßen Variante A, die Freiläufe 14.2, 14.4 und die Seilscheiben 48, 49 zwischen den beiden Lagerungen 7.7, 7.8 des Rahmens 7. Der Rahmen 7 hat eine oder mehrere Öffnungen, durch die die Seile 40, 41 austreten können. Die erfingungsgemäße Variante B hat den Vorteil, dass nur die Tretkurbeln 6 angetrieben werden können, ohne dass sich dabei der Lenker 11 bewegen muss, oder dass nur der Lenker 11 vor und zurück bewegt werden kann, ohne dass sich dabei die Tretkurbeln 6 bewegen müssen. Der Fahrer kann also nur mit den Beinen, nur mit den Armen oder mit Armen und Beinen zusammen antreiben.
Die erfindungsgemäße Variante C entspricht der erfindungsgemäßen Variante B. Jedoch ist in erfindungsgemäßen Variante C die Welle 14 länger und die Welle 14 ist, zusätzlich zur Lagerung 7.8, über die Lagerung 7.7 im Rahmen drehbar gelagert (6). 6 zeigt die schmatische Schnittdarstellung durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante C. Hierbei zeigt die 6 die selbe Schnittebene wie in 3 jedoch vom Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante C. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Variante B, ist in der erfindungsgemäßen Variante C die Achse 6.1, anstatt über die Lagerung 7.7 im Rahmen 7, über die Lagerung 14.3 drehbar in der Welle 14 gelagert. Somit befinden sich die Freiläufe 14.2, 14.4 und die Seilscheiben 48, 49 ausserhalb des Rahmens 7.
Die erfindungsgemäße Variante D entspricht der erfindungsgemäßen Variante C. Jedoch ist in erfindungsgemäßen Variante D ein oder zwei der Seilscheiben 48, 49, mit ihrem jeweiligen Freilauf 14.2, 14.4, zwischen den Lagern 7.7, 7.8 angeordnet (7). 7 zeigt die schmatische Schnittdarstellung durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante D. Hierbei zeigt die 7 die selbe Schnittebene wie in 3 jedoch vom Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante D.
Die erfindungsgemäße Variante E entspricht der erfindungsgemäßen Variante C. Jedoch ist in erfindungsgemäßen Variante E die Seilscheibe 48 mit ihrem Freilauf 14.4 links vom Lager 7.7 angeordnet und die Seilscheibe 49 mit ihrem Freilauf 14.2 rechts vom Lager 7.8 angeordnet (8). Die Seitenangaben links und rechts bedeuten hier die Seitenangaben aus der Sicht des Fahrers, der auf dem erfindungsgemäßen Fahrrad sitzt. 8 zeigt die schmatische Schnittdarstellung durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante E. Hierbei zeigt die 8 die selbe Schnittebene wie in 3 jedoch vom Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante E.
Die erfindungsgemäße Variante S1 entspricht der erfindungsgemäßen Variante F. Jedoch entspricht in erfindungsgemäßen Variante S1 der Tretlagerbereich, mit all seinen Achsen, Seilscheiben, Freiläufen, Spiralfedern, Lagern und Kurbeln, in seiner Funktionsweise einer der erfindungsgemäßen Varianten B, C, D, E oder G.
Die erfindungsgemäße Variante S2 entspricht der erfindungsgemäßen Variante H. Jedoch entspricht in erfindungsgemäßen Variante S2 der Tretlagerbereich, mit all seinen Achsen, Seilscheiben, Freiläufen, Spiralfedern, Lagern und Kurbeln, in seiner Funktionsweise einer der erfindungsgemäßen Varianten B, C, D, E oder G.
Die erfindungsgemäße Variante K entspricht der erfindungsgemäßen Variante F. Jedoch sind in erfindungsgemäßen Variante K die Seilscheiben 48, 49, der erfindungsgemäßen Variante F, in der erfindungsgemäßen Variante K Kettenritzel 54, 55 (15, 16). 15 zeigt die schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Variante K. 16 zeigt die Ansicht E-E der 15, wobei der Sattel 19 in 16 nicht dargestellt sind. 17 zeigt die schmatische Darstellung eines Schnittes F-F, in 15, durch den Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante K. Beide Kettenritzel 54, 55 sind jeweils fest mit dem äußeren Ring von jeweils einem Freilauf 14.2, 14.4 verbunden Außerdem besitzt die erfindungsgemäßen Variante K zusätzliche Umlenkrollen 60, 61 die drehbar auf dem Rahmen 13 gelagert sind. Das Seil 40 läuft über die Umlenkrollen 51, 53, 60. Das Seil 41 läuft über die Umlenkrollen 50, 52, 61. Zudem besitzt die erfindungsgemäßen Variante K eine Schraubenfeder 64, eine Umlenkrolle 63 und einen Rollenhalter 63.1. In der erfindungsgemäßen Variante K ist das Seil 40 an seinem einen Ende 40.1 am Ende einer Kette 66 festgebunden. Die Kette 66 umschlingt das Kettenritzel 54. In der erfindungsgemäßen Variante K ist das Seil 41 an seinem einen Ende 41.1 am Ende einer Kette 65 festgebunden. Die Kette 65 umschlingt das Kettenritzel 55. Ein Seil 62 verbindet die Ketten 65, 66. Das Seil 62 ist an seinem einen Ende 62.1 an einem Ende der Kette 65 festgebunden. Das Seil 62 ist an seinem anderen Ende 62.2 an einem Ende der Kette 66 festgebunden. Das Seil 62 läuft über die Umlenkrolle 63. Die Umlenkrolle 63 ist drehbar im Rollenhalter 63.1 gelagert. Der Rollenhalter 63.1 ist an einem Ende der Schraubenfeder 64 eingehängt. Die Schraubenfeder 64 ist gespannt und an ihrem anderen Ende am Rahmen 13 eingehängt. Durch die Federspannung der Schraubenfeder 64 ist das Seil 62 und somit die Ketten 65, 66 und die Seile 40, 41 gespannt. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Variante F, besitzen keine der beiden Freiläufe 14.2, 14.4 der erfindungsgemäßen Variante K eine Spiralfeder. Wird der Lenker 18 im Uhrzeigersinn bewegt, aus der Sicht wenn man von vorne auf das erfindungsgemäße Fahrrad schaut, dann bewirkt dies, dass das Seil 40 an seinem Ende 40.1 an der Kette 66 zieht und die Kette 66 das Kettenritzel 54 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 15 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen des Freilaufes 14.4 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 18 im Uhrzeigersinn 18.11, dass die Kette 66, über das Seil 62, an der Kette 65 zieht und diese das Kettenritzel 55 im Uhrzeigersinn 6.9, in 15 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken des Freilaufs 14.2 inaktiv und das Kettenritzel 55 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1. Wird der Lenker 18 gegen den Uhrzeigersinn bewegt, aus der Sicht wenn man von vorne auf das erfindungsgemäße Fahrrad schaut, dann bewirkt dies, dass das Seil 41 an seinem Ende 41.1 an der Kette 65 zieht und die Kette 65 das Kettenritzel 55 gegen den Uhrzeigersinn 6.10 dreht, in 15 gesehen, dabei rasten die Sperrklingen des Freilaufes 14.2 ein und die Achse 6.1 wird mitgedreht und es wird über das Antriebskettenrad 9, die Antriebskette 4, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 angetrieben. Gleichzeitig bewirkt die Bewegung des Lenkers 18 gegen den Uhrzeigersinn, dass die Kette 65, über das Seil 62, an der Kette 66 zieht und diese das Kettenritzel 54 im Uhrzeigersinn 6.9, in 15 gesehen, dreht. Hierbei sind die Sperrklinken des Freilaufs 14.4 inaktiv und das Kettenritzel 54 dreht sich entgegen der Drehrichtung der Achse 6.1.
Die erfindungsgemäße Variante K1 entspricht der erfindungsgemäßen Variante K. Jedoch entspricht in erfindungsgemäßen Variante K1 der Tretlagerbereich, mit all seinen Achsen, Freiläufen, Lagern und Kurbeln, in seiner Funktionsweise einer der erfindungsgemäßen Varianten B, C, D, E oder G. Im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Variante K, sind im Tretlagerbereich der erfindungsgemäßen Variante K1, die Seilscheiben 48, 49 stattdessen Kettenritzel 54, 55 und in der erfindungsgemäßen Variante K1 verfügen die Freiläufe über keine Spiralfedern.
Die Patentansprüche kennzeichnen den Schutzumfang. Die Beschreibung sind Ausführungsbeispiele des erfinderischen Gedankens.
Bezugszeichenliste

1: Gabel
1.1: Gabelholmen
1.2: Gabelschaftrohr
1.3: Gabelbrücke
1.4: Vorbau
3: Sitzschale
4: Antriebskette
5: Umlenkrolle
6: Tretkurbel
6.1: Achse
6.2: Pedale
6.7: Freilauf
6.71: Sperrklinke
6.72: innerer Ring
6.73: Feder
6.74: äußerer Ring
6.75: Zahn
6.8: Freilauf
6.9: im Uhrzeigersinn
6.10: gegen Uhrzeigersinn
6.11: Freilauf
6.12: Freilauf
6.111: Sperrklinke
6.112: innerer Ring
6.113: Feder
6.114: äußerer Ring
6.115: Zahn
7: Rahmen
7.2: Lenkkopflagerrohr
7.3: Fahrradmittelachse
7.5: Konsole
7.6: Konsole
7.7: Lagerung
7.8: Lagerung
8.1: Achse
8.2: Gabelgelenk
8.3: Gabelwange
8.4: Gabelwange
8.9: im Uhrzeigersinn
8.10: gegen Uhrzeigersinn
9: Antriebskettenrad
10: Antriebsritzel
11: Lenker
11.1: Lenkerarm
11.2: Achse
11.3: Arm
11.4: Rundstab
11.5: Rundstab
11.6: Rundstab
12: Kardangelenk
13: Rahmen
14: Welle
14.1: Lager
14.2: Freilauf
14.3: Lager
14.4: Freilauf
14.5: Freilauf
17: Hinterrad
18: Lenker
18.1: Achse
18.2: Stellen
18.10: gegen den Uhrzeigersinn
18.11: im Uhrzeigersinn
19: Sattel
22: Vorderad
23: Achse
37: Lenkacse
40: Seil
40.1: Ende
41: Seil
41.1: Ende
42: Umlenkrolle
43: Umlenkrolle
44: Umlenkrolle
45: Umlenkrolle
46: Umlenkrolle
47: Umlenkrolle
48: Seilscheibe
49: Seilscheibe
50: Umlenkrolle
51: Umlenkrolle
52: Umlenkrolle
52.1: Umfangspunkt
52.2: Umfangspunkt
53: Umlenkrolle
53.1: Umfangspunkt
53.2: Umfangspunkt
54: Kettenritzel
55: Kettenritzel
60: Umlenkrolle
61: Umlenkrolle
62: Seil
62.1: Ende
62.2: Ende
63: Umlenkrolle
63.1: Rollenhalter
64: Schraubenfeder
65: Kette
66: Kette

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2006/003369 [0002]
DE 202012000776 U1 [0003]

Claims

Fahrrad mit zwei Rädern und mit Armantrieb, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrrad wenigstens einen schwenkbaren Lenker (11, 18) besitzt.
Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrrad wenigstens zwei Seilzugantriebe besitzt, die mittels jeweils wenigstens einem Freilauf kraftschlüssig mit einem Fußantrieb verbunden sind.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Seil (40, 41) des wenigstens einen Seilzugsantriebes über wenigstens eine Umlenkrolle läuft.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle (14) über wenigstens einen Freilauf mit einer Achse (6.1) verbunden ist.
Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Seil (40, 41), des wenigstens einen Seilzugsantriebes, fest mit wenigstens einer Kette (65, 66) verbunden ist, welche über wenigstens ein Kettenritzel (54, 55) läuft.
Verfahren zum Fahren eines Fahrrades mit zwei Rädern und mit mindestens einem schwenkbaren Lenker (11, 18), insbesondere zum Fahren eines Fahrrades nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradfahrer das Fahrrad mit wenigstens Armschwenkbewegungen antreibt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenken des Lenkers (11, 18) im Uhrzeigersinn (8.9, 18.11) die Achse 6.1 in Antriebsrichtung treibt und das das Schwenken des Lenkers (11, 18) gegen Uhrzeigersinn (8.10, 18.10) die Achse (6.1) in die gleiche Antriebsrichtung treibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenken des Lenkers (11, 18) im Uhrzeigersinn (8.9, 18.11) die Welle (14) in Antriebsrichtung treibt und das das Schwenken des Lenkers (11, 18) gegen Uhrzeigersinn (8.10, 18.10) die Welle (14) in die gleiche Antriebsrichtung treibt.
Verwendung eines Fahrrades nach einem der Ansprüche 1 bis 8.