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Die Erfindung betrifft ein Liegefahrrad, umfassend einen Rahmen mit einem angetriebenen Hinterrad und einem Vorderrad, wobei das Hinterrad eine Antriebswelle aufweist, einen Antriebsstrang, der eine von einem Benutzer auf zwei Pedale aufgebrachte Kraft in ein auf die Antriebswelle wirkendes Drehmoment umwandelt, wobei der Antriebsstrang aufweist:
mindestens zwei Zugelemente, insbesondere Seile, die mit einem ihrer Enden am Rahmen befestigt sind und die mit ihrem anderen Ende mit je einer Seiltrommel verbunden sind,
wobei die Seiltrommeln mit der Antriebswelle in der Weise gekoppelt sind, dass sie eine Drehbewegung in eine erste Drehrichtung der Seiltrommel auf die Antriebswelle übertragen und bei einer Drehbewegung in die andere, zweite Drehrichtung relativ zur Antriebswelle frei laufen,
wobei ein die Pedale umfassender Pedaltrieb vorhanden ist, der mindestens zwei Umlenkrollen für die mindestens zwei Zugelemente aufweist, wobei die Zugelemente von ihrer Befestigungsstelle am Rahmen kommend über die Umlenkrollen umgelenkt und zu den Seiltrommeln geführt werden,
wobei der Pedaltrieb bezüglich der Längsrichtung des Liegefahrrads im Bereich des Vorderrades oder in Längsrichtung vor dem Vorderrad angeordnet ist,
wobei mindestens zwei zweite Umlenkrollen am Rahmen an einer Längsposition zwischen dem Hinterrad und dem Vorderrad befestigt sind, die die Zugelemente in ihrem Bereich zwischen dem Pedaltrieb und den Seiltrommeln umlenken,
wobei die Zugelemente von den zweiten Umlenkrollen zum Pedaltrieb so geführt sind, dass sie in der Draufsicht unter einem Winkel zur Längsrichtung des Liegefahrrads verlaufen, der zwischen 3° und 20° beträgt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einer Alternative zum herkömmlichen Tretkurbelantrieb mit Kette, wie er auch bei Liegefahrrädern (Liegerädern) zum Einsatz kommt.
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Das Liegefahrrad ist eine bekannte Alternative zu herkömmlichen Fahrrädern wie Treckingrad, Cityrad oder Rennrad. Der Vorteil liegt hier in der bequemeren Sitzhaltung des Fahrers, insbesondere treten bei längeren Fahrten nicht die bekannten Ermüdungserscheinungen im Gesäßbereich auf. Ferner hat man beim Liegerad einen geringeren Luftverdrängungsquerschnitt. Mit zusätzlich angebrachten Windverkleidungen lassen sich so aerodynamisch anspruchsvolle Fahrzeuge konstruieren, die hohe Fahrgeschwindigkeiten ermöglichen.
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Als spezieller Antriebsstrang wurde oben ein Antrieb mit Seilen als Zugmittel erwähnt, bei dem keine Kette erforderlich ist. Diesbezüglich wird auf die
WO 2010/084 363 A1 Bezug genommen. Weitere Lösungen zeigen die
EP 0 750 558 B1 , die
WO 97/18 123 A1 und die
US 2015/0 217 831 A1 .
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Problematisch ist die für einen effektiven Antrieb erforderliche Lage des Tretkurbelantriebes. Aus technischen Gründen wird der Tretkurbelantrieb meist über dem Vorderrad angebracht, was erforderlich ist, um Querkräfte von der Kette fernzuhalten und eine ausreichende Lenkungsmöglichkeit sicherzustellen. Dies ergibt meist eine stark liegende Haltung des Fahrers, was im Straßenverkehr unvorteilhaft ist. Insbesondere ist das Anfahren für Ungeübte sehr gewöhnungsbedürftig. Bei herkömmlichen Liegerädern ist also die Tretkurbel so über dem Vorderrad angebracht, dass sich das Rad ohne Kollision lenken lässt. Dies führt zu Konstruktionen, die zu einer sehr tiefen Liegeposition führen. Dadurch, dass der Tretkurbelantrieb sehr weit oben angebracht ist, ergibt sich für den Fahrer also eine wirklich liegende Fahrposition, welche nicht unbedingt vorteilhaft für den normalen Straßenverkehr ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Liegefahrrad so weiterzuentwickeln, dass ein angenehmes Fahren ohne zu tiefe Liegeposition möglich wird. Dabei sollte dennoch sichergestellt sein, dass eine ausreichende Lenkungsmöglichkeit des Fahrrads gegeben ist, was für eine verkehrssichere Benutzung vorteilhaft ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Pedaltrieb einen Kurventrieb umfasst, mittels dem die Bewegung je eines Pedals in eine Schwenkbewegung je einer Kurvenschwinge umgewandelt werden kann, wobei die Umlenkrolle an der Kurvenschwinge angeordnet ist, wobei der Pedaltrieb zwei Wellen umfasst, die mittels Tretkurbellager im Rahmen gelagert sind und die jeweils mit einer Tretkurbel fest verbunden sind, wobei an jeder Tretkurbel ein Pedal angeordnet ist, und wobei die beiden Wellen über ein winkelausgleichendes, aber drehmomentübertragendes Kopplungsglied miteinander drehverbunden sind.
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Mit dieser Ausgestaltung wird es möglich, die benötigte Lenkbewegung des Vorderrades problemlos auszuführen, dennoch aber eine bequeme Position für die Pedale zu haben, d. h. insbesondere eine solche Position, die vertikal nicht übermäßig hoch liegt. Trotz des leicht winkelig verlaufenden Zugelements (Seil) ist eine einwandfreie Funktion des Antriebsstrangs gewährleistet.
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Die zweiten Umlenkrollen sind dabei bevorzugt bezüglich der Längsrichtung des Liegefahrrads im Bereich eines Sitzes für den Benutzer angeordnet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Pedaltrieb zwei Schwingen umfasst, die an einer Lagerstelle oberhalb des Vorderrads gelagert sind. Die Bewegung der beiden Schwingen ist in diesem Falle vorzugsweise mittels eines (vorzugsweise flexiblen) Kopplungsmechanismus miteinander gekoppelt. Zur Referenz sei auf ein dreirädriges Liegerad hingewiesen: Hier sind zwar auch Pedalschwingen bekannt, allerdings mit dem Unterschied, dass diese parallel zur Symmetrieachse angeordnet sind und sich die Lagerung unten befindet, die Pedalschwingen also nicht hängend angeordnet sind.
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Die Lage der Umlenkrolle ist dabei bevorzugt zwecks Veränderung des Übersetzungsverhältnisses an der Kurvenschwinge höhenverstellbar.
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Bei dem Kopplungsglied handelt es sich bevorzugt um ein Kardangelenk.
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Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung wird es möglich, den Arbeitsbereich beider Füße im Bereich rechts und links neben dem gelenkten Vorderrad zu platzieren. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise ein ergonomisch günstigeres Fahrrad, als es bei vorbekannten Lösungen der Fall ist. Der herkömmliche Tretkurbelantrieb erlaubt dies nicht, da das Tretkurbellager nicht durch das sich drehende Vorderrad gebaut werden kann. Somit ist der Tretkurbelantrieb bei Liegerädern zumeist über dem Vorderrad beziehungsweise in Fahrtrichtung vor demselben angeordnet. Ferner darf die Antriebskette nicht im Kollisionsbereich des Vorderrades liegen.
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Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Konzept mit einem Antrieb kombiniert werden, der einen Kurventrieb einsetzt, siehe hierzu den eingangs genannten Stand der Technik gemäß der
WO 2010/084 363 A1 , auf den insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Bei diesem Antriebsprinzip ist eine Antriebsnabe vorhanden, auf der rechts und links von der Nabe eine Seiltrommel angebracht ist. Jede Seiltrommel ist über einen Freilauf mit der Nabe gekoppelt. Da die Seiltrommeln alternierend von je einem Seil angetrieben werden, ist zusätzlich je eine Spiralfeder integriert, die die Seiltrommel nach dem Arbeitszyklus in die Ausgangsposition zur Nabe zurückholt. Weiter ist eine Antriebsschwinge je Seiltrommel vorhanden, auf der je ein Losradpaar (also eine lose Rolle) verstellbar angebracht ist. Das Losradpaar wird über einen Bowdenzug positioniert, um das Übersetzungsverhältnis zu ändern. Die Verbindung mit der Antriebsschwinge geschieht formschlüssig. Die Antriebsschwingen werden über Kurvengetriebe von der Tretkurbel angetrieben.
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Durch die alternierende Bewegung der Antriebsschwingen werden abwechselnd die linke und rechte Seiltrommel angetrieben, wodurch die Nabe angetrieben wird. Das Rückholen der Seiltrommel erfolgt durch je eine Spiralfeder.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 schematisch die Seitenansicht eines Liegefahrrads mit einem Fahrer,
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2 die zu 1 zugehörige Draufsicht (ohne Fahrer),
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3 schematisch die Seitenansicht des Liegefahrrads gemäß einer alternativen Ausführungsform,
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4 die zu 3 zugehörige Draufsicht,
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5 schematisch die Seitenansicht des Liegefahrrads gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform,
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6 die zu 5 zugehörige Draufsicht,
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7 die Ansicht „X” gemäß 4,
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8 die Ansicht „Y” gemäß 7,
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9 die Ansicht „X” gemäß 12 in einer alternativen Ausführungsform,
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10 die Ansicht „Z” gemäß 9,
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11 schematisch die Seitenansicht des Liegefahrrads gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform,
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12 die zu 11 zugehörige Draufsicht,
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13 schematisch die Seitenansicht des Liegefahrrads gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform,
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14 die zu 11 zugehörige Draufsicht,
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15 schematisch die Lagerung einer Umlenkrolle,
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16 schematisch die Lagerung einer Umlenkrolle in der Vorderansicht und der geschnittenen Seitenansicht,
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17 schematisch die Darstellung eines Rückholmechanismus im hinteren Bereich des Liegefahrrads,
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18 schematisch einen Kopplungsmechanismus für zwei Pedalschwingen und
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19 schematisch die Gesamtansicht des Antriebs für das Liegefahrrad.
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In den Figuren ist ein Liegefahrrad 1 beziehungsweise Teile derselben in verschiedenen Ansichten und Ausführungsformen dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden dabei teilweise Bezugszeichen nicht eingetragen; die insbesondere in den 1 bis 4 eingetragenen Bezugszeichen gelten analog für die anderen Darstellungen.
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In 1 und 2 ist zunächst ein Liegefahrrad 1 in der Seitenansicht und Draufsicht zu sehen, wobei die Längsrichtung (entsprechend der Fahrtrichtung) mit L angegeben ist. Das Liegefahrrad 1 hat einen Rahmen 2, ein angetriebenes Hinterrad 3 und ein Vorderrad 4. Der Antrieb des Fahrrads 1 erfolgt über eine Antriebswelle 5 im Hinterrad 3.
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Der Antrieb durch den Fahrer erfolgt durch Treten der Pedale 6 und 7, die den Beginn des Antriebsstranges darstellen, mit denen die Antriebswelle 5 angetrieben wird. Vorliegend kommt keine Kette für den Antrieb der Antriebswelle 5 zum Einsatz, sondern Zugelemente 8, 9 in Form von Seilen; genauer gesagt sind jeweils auf beiden Seiten des Fahrrads zwei Zugelemente 8 beziehungsweise 9 parallel zueinander verlaufend vorgesehen.
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Die Zugelemente 8, 9 sind mit einem Ende am Rahmen 2 befestigt. Der Befestigungspunkt ist in 1 mit der Bezugsziffer 31 angegeben. Vom Befestigungspunkt 31 aus verläuft das Zugelement 8, 9 nach vorne zu einem Pedaltrieb 12, der im Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 Schwingen 18 und 19 aufweist, an denen die Pedale 6 und 7 angeordnet sind. Die beiden Schwingen 18, 19 sind an einer Lagerstelle 20 in Tretkurbellagern 39, 40 gelagert und können um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenken. Die Schwingen 18 und 19 tragen je eine Umlenkrolle 13 und 14 beziehungsweise jeweilige Umlenkrollenpaare, die das Zugelement 8 beziehungsweise 9 umlenken und in Richtung Hinterrad 3 führen. Das Zugelement 8 beziehungsweise 9 ist hier an je einer Seiltrommel 10 beziehungsweise 11 befestigt.
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Die Seiltrommeln 10 beziehungsweise 11 sind über Freiläufe mit der Antriebswelle 5 verbunden, so dass sie bei Drehung in die eine Drehrichtung die Antriebswelle 5 antreiben und bei Drehung in die Gegenrichtung frei laufen.
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Werden nun die Schwingen 18, 19 durch entsprechendes Treten der Pedale 6 beziehungsweise 7 betätigt, ziehen die Zugelemente 8 beziehungsweise 9 an den Seiltrommeln 10 beziehungsweise 11 wechselseitig, so dass es durch die Anordnung der Seiltrommeln 10, 11 über die (nicht dargestellten) Freiläufe zu einem Antrieb der Antriebswelle 5 und damit des Hinterrads 3 kommt.
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Wesentlich ist, dass der Pedaltrieb 12 bezüglich der Längsrichtung L des Liegefahrrads 1 im Bereich des Vorderrades 4 angeordnet ist, wie es aus den 1 und 2 hervorgeht. Weiterhin ist wesentlich, dass zwei zweite Umlenkrollen 15 und 16 am Rahmen 2 an einer Längsposition zwischen dem Hinterrad 3 und dem Vorderrad 4 befestigt sind, die die Zugelemente 8 beziehungsweise 9 in ihrem Bereich zwischen dem Pedaltrieb 12 und den Seiltrommeln 10 beziehungsweise 11 umlenken. Wie sich aus 2 ergibt, ist weiter vorgesehen, dass die Zugelemente 8 beziehungsweise 9 von den zweiten Umlenkrollen 15 beziehungsweise 16 zum Pedaltrieb 12 so geführt sind, dass sie in der Draufsicht unter einem Winkel α zur Längsrichtung L des Liegefahrrads 1 verlaufen. Dieser Winkel beträgt generell zwischen 3° und 20°, wobei ein bevorzugter Bereich zwischen 5° und 15° liegt.
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Hiermit wird erreicht – wie sich aus 2 gut erkennen lässt –, dass der Antrieb über die Zugelemente 8 beziehungsweise 9 gut bewerkstelligt werden kann, dennoch aber die Lenkbewegung des Vorderrades 4 nicht beeinträchtigt ist. Der Lenkmechanismus für das Vorderrad 4 ist eingezeichnet aber nicht näher mit Bezugszeichen versehen.
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Die dargestellte Konstruktion erlaubt es dennoch – wie aus 1 erkannt werden kann –, dass der Pedaltrieb 12 relativ tief liegen kann und so ein bequemes Fahren erlaubt; bei vorbekannten Lösungen ist hierfür eine höhere Vertikalposition erforderlich, um die Lenkbewegung zu ermöglichen, was zu einer schwerer zu beherrschenden, tieferen Liegeposition führt.
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Wie weiter gesehen werden kann, befinden sich die beiden zweiten Umlenkrollen 15, 16 etwa unter dem Sitz 17 des Fahrrads 1.
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In den
3 und
4 ist eine Alternativlösung zu sehen, bei der statt der Schwingen
18,
19 ein Kurventrieb
21 zum Einsatz kommt, wie er beispielsweise in der
WO 2010/084 363 A1 beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Der Kurventrieb
21 weist Kurvenschwingen
22 und
23 auf, die um einen Lagerpunkt
30 schwenkbar gelagert sind. Der Antrieb der Kurvenschwingen
22,
23 geht aus den
7 und
8 hervor, wo entsprechende Detailansichten dargestellt sind.
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Hiernach ist zu erkennen, dass zwei Wellen 24 und 25 im Rahmen 2 gelagert sind, wobei die Wellen 24, 25 in jeweiligen Tretkurbellagern 39 beziehungsweise 40 gelagert mit jeweiligen Tretkurbeln 26 und 27 verbunden sind, an denen die Pedale 6 und 7 angeordnet sind. Eine synchrone Bewegung der beiden Wellen 24 und 25 und damit der Pedale 6 und 7 wird erreicht, indem zwischen den beiden Wellen 24 und 25 ein Kopplungsglied 28 angeordnet ist, das ein Kardangelenk 29 umfasst (siehe 7).
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Verglichen mit den 3 und 4 ist in den 5 und 6 eine etwas andere Lösung dargestellt. Die Tretkurbeln haben im wesentlichen immer die gleiche Lage in Längsrichtung L des Fahrrads, nämlich im vorderen Bereich desselben (sie können allerdings in der Höhenlage etwas veränderlich angeordnet sein). Der Unterschied hier ist allerdings das Vorderrad, welches im Vergleich zu den oben genannten Lösungen etwas nach hinten verlagert ist. Entsprechendes gilt für die 13 und 14 beziehungsweise für die 11 und 12.
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Das beschriebene Antriebskonzept mittels Kurventrieb 21 kommt also gemäß der beschriebenen Ausführungsform vorteilhaft zum Einsatz. Auf beiden Seiten des Fahrrads ist – wie erläutert – je eine Tretkurbel mit Kurvenrolle vorgesehen sowie eine Antriebsschwinge mit integriertem Kurvenstück.
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Indem – wie beschrieben – zwei Tretkurbellager angeordnet sind, die kardanisch miteinander verbunden sind, ist es möglich, dass die Tretkurbeln 26, 27 jeweils seitlich vom Vorderrad weg positioniert werden können, so dass genügend Platz für die Lenkbewegung verbleibt. Dadurch kann der Tretkurbelantrieb niedriger angebracht werden. Dabei werden die beiden Tretlagereinheiten mit Tretkurbeln plus Kurvenscheibe nicht parallel nach außen verschoben, sondern um die Umlenkrolleneinheit (das heißt die zweiten Umlenkrollen) um den Winkel α nach außen gedreht. Ferner können die nach außen gedrehten Tretlagereinheiten auch leicht seitlich nach unten geneigt werden. Dies geht aus den verschiedenen Ansichten gemäß den 7 bis 10 hervor.
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Da die Lagerung der Kurvenschwingen 22, 23 den Lenkbereich des Vorderrades 4 einschränken kann, kann es vorteilhaft sein, die Lagerung der Kurvenschwingen 22, 23 oberhalb des Tretlagers anzuordnen. Bezüglich dieser Lösung wird auf die 9 und 10 hingewiesen.
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Die Kurvengeometrie und die Positionierung der Tretlager und Kurvenschwingen-Lagerung werden dann entsprechend angepasst. Hier kann der Antrieb so nahe am Vorderrad positioniert werden, dass lediglich das Kardangelenk 29 über dem Reifen positioniert werden muss.
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Wird das Vorder- und Hinterrad näher aneinander gerückt, kann auf ein separates Lenkkopflager verzichten werden. Stattdessen wird der Unterlenker unterhalb des Lenkkopflagers mit der Gabel verbunden.
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Vorder- und Hinterrad können im Durchmesser unterschiedlich, aber auch gleich groß gewählt sein.
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Für die Seilumlenkung wird bevorzugt eine Ausführungsform gewählt, die sich optimal und permanent anpasst.
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Bei dem beschriebenen Pendelpedalantrieb (siehe 1 und 2) kann auf einen Tretkurbelantrieb verzichtet werden.
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Durch die winkelige Spreizung der Antriebsseile um den Winkel α kommt es zu keiner Kollision mit dem Vorderrad.
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Zum Antrieb der Antriebswelle 5 wurde bereits gesagt, dass hier eine Antriebsnabe zum Einsatz kommt, auf der rechts und links von der Nabe eine Seiltrommel angebracht ist. Jede Seiltrommel ist mit einem Freilauf mit der Nabe gekoppelt. Die Nabe hat vorzugsweise keine Rückholfeder.
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Es können – wie beschrieben – zwei Pendelpedale (Antriebsschwingen) vorgesehen werden, auf der je ein Losradpaar (also eine lose Rolle) verstellbar angebracht ist. Das Losradpaar wird über einen Bowdenzug positioniert, womit die Übersetzung geändert werden kann. Die Verbindung mit der Antriebsschwinge geschieht formschlüssig. Die Antriebsschwinge wird direkt vom Fuß des Fahrers angetrieben. Bei Liegerädern sind in der Regel Klickpedale erforderlich. Die Antriebsschwinge ist über ein Tretlager direkt im Bereich des Vorderrades am Rahmen befestigt. Der Abstand beider Pendelpedale muss so bemessen sein, dass das Vorderrad ausreichend Platz für die Lenkbewegung hat.
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Die Schwingebene des Pendelpedales kann nicht parallel zu Symmetrieachse des Liegerades sein, da der Abstand beider Pedalschwingen größer ist als der Abstand der Seiltrommeln auf der Nabe. Vielmehr müssen beide Pendelpedalschwingen auf die jeweiligen Umlenkpunkte ausgerichtet sein, was mit den genannten erfindungsgemäßen Maßnahmen erfolgt.
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Das Seil kann also, wie erläutert, nicht beliebig schräg von der Seiltrommel abgewickelt werden. Deshalb sind auf jeder Seite zweite Umlenkrollen vorgesehen.
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Mit Blick auf 15 ist folgendes anzumerken: Bei der Einbauorientierung des Umlenkpunktes steht die Achse der beiden zweiten Umlenkrollen 15, 16 senkrecht auf einer Ebene, die definiert wird durch die Seilorientierung vom Umlenkpunkt zur Seilrolle und von der Seilorientierung vom Umlenkpunkt zum losen Rollenpaar auf der Pendelpedalschwinge. Beide Seilorientierungen verändern während des Betriebes ihre Orientierung geringfügig, so dass ein Kompromiss für die optimale Lage gefunden werden muss. Denkbar ist auch eine Aufhängung, bei der sich die Ausrichtung permanent automatisch anpasst. Dies ist in 16 illustriert. Hierbei wird zusätzlich ein Gelenklager verwendet. Sowohl der Fixpunkt als auch die beiden Seile um die zweiten Umlenkrollen 15, 16 schwenken den Umlenkpunkt immer in die ideale Ebene.
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In 17 ist die Rückholung der Seiltrommeln 10, 11 illustriert. Auf der Antriebswelle 5 (Antriebsnabe) ist zusätzlich rechts und links je eine Rückholtrommel 32 beziehungsweise 33 angebracht. Die rechte und die linke Rückholtrommel sind mit einem Seilzug miteinander verbunden. Die Seiltrommel, welche im Arbeitsmodus ist, spult somit die andere Seiltrommel zurück. Die Feder 35 in Kombination mit dem Flaschenzug-Mechanismus 34 sorgt für die nötige Seilvorspannung. Die Anzahl der Rollen im Flaschenzug 34 ergibt sich im Zusammenhang mit der verwendeten Zugfeder.
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Der Vorteil ist: Bewegen sich die rechte und die linke Pedalschwinge gegenläufig synchron, so bleibt die Seilvorspannung unverändert. Bei einer Rückholung mit Spiralfeder nimmt hingegen während des Arbeitszyklus die Seilvorspannung entsprechend der Spiralfederkennlinie zu. Dies ist nachteilig bei Liegerädern mit kleinen Raddurchmessern und großer Übersetzung.
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Ferner erlaubt die Feder 35 im System auch eine gegenläufig nicht synchrone Bewegung beider Pendelpedale. Insofern kann der Radfahrer den rückwärtigen Pendelpedalhub schneller vollziehen als den Vorwärtshub. Dadurch beginnt der nächste Vorwärtshub im Moment, wo der letzte Hub des anderen Pendelpedals noch nicht zu Ende ist, wodurch eine ununterbrochene Drehmomentübertragung möglich wird.
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Der dargestellte Rückholmechanismus ist im hinteren Teil des Rades angeordnet.
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In 18 ist ein Koppelungsmechanismus für die Schwingen 18, 19 (Pendelpedale) dargestellt.
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Sportlich ambitionierte Fahrer bevorzugen Fahrräder mit Klickpedalen, damit der Fuß sowohl drücken als auch ziehen kann. Somit ist die doppelte Muskelmasse aktiv. Damit dies auch beim Antriebssystem mittels Kurventrieb mit Pendelpedalschwinge möglich ist, muss ein Kupplungsmechanismus zwischen linker und rechter Pedalschwinge 18, 19 integriert werden. Dieser ist in 18 dargestellt.
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Jede Schwinge 18, 19 (Pendelpedal) ist an je einem herkömmlichen Tretkurbellager 39 beziehungsweise 40 im Fahrradrahmen drehbar gelagert. Am jeweils anderen Ende des Tretkurbellagers 39, 40 ist eine Kupplungsschwinge 36 angebracht. Die Kupplungsschwinge 36 und die Pedalschwinge 18, 19 müssen nicht in einer Ebene liegen. Die Kupplungsschwinge kann so verdreht werden, dass ein vorteilhaftes Fahrraddesign möglich ist. Die linke und rechte Kupplungsschwinge ist über fest angebaute Rollen und über eine federnd gelagerte lose Rolle 37 mit einem hochfesten Zugmittel verbunden, in 18 hier vereinfacht als Schnur dargestellt.
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Beim Rückwärtshub – hier dargestellt für die rechte Pedalschwinge 19 – unterstützt die rechte Kupplungsschwinge über das Zugmittel die linke Pedalschwinge 18 beim Vorwärtshub. Denkt man sich die Feder 38 weg, so wäre nur eine gegenläufig synchrone Pendelpedalbewegung möglich. Somit würden beide Pendelpedale gleichzeitig in die Endlage kommen. Die Folge wäre eine Unterbrechung in der Kraftübertragung. Deshalb wird die lose Rolle 37 über eine starke Feder 38 abgestützt. Je nach Federkraftkennlinie und aufgebrachter Kraft des Fahrers kann somit der rückwärtige Hub schneller erfolgen als der Vorwärtshub. Somit kann vermieden werden, dass beide Pedalschwingen 18, 19 gleichzeitig in die Endlage kommen.
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Der Befestigungspunkt der Feder 38 am Rahmen 2 ist bevorzugt verstellbar. Somit kann man die Lage des Schwingbereiches beider Pendelpedale verstellen.
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Der gesamte Antrieb – hier dargestellt für den Einsatz der Schwingen 18, 19 – ist nochmals in 19 dargestellt.
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Durch die Kopplung der beiden Pendelpedale 18, 19 und durch die Kopplung der rechten und linken Seiltrommel ist der rechte und linke Antrieb flexibel miteinander verbunden. Dies ermöglicht es dem Fahrer, einen individuellen Fahrstil zu entwickeln. Der Fahrer kann selbst entscheiden – je nach körperlicher Disposition – wie weit er am Pedal drückt oder zieht. Wie bereits erwähnt, kann der Fixpunkt der Zugfeder 38 in der Pedalkopplung am Rahmen 2 verstellt werden. Somit kann der Arbeitsbereich für die Füße nach vorne oder hinten verschoben werden.
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Das beschriebene Antriebskonzept erweitert die Möglichkeit, ergonomisch sinnvolle Liegeräder zu konstruieren. Wesentlich dabei ist, dass man den Pedalantrieb im Bereich des Vorderrades um den Seilumlenkpunkt nach außen schwenkt, nämlich um den beschriebenen Winkel α. Dies gilt sowohl für das Konzept „Tretkurbel plus Antriebsschwinge mit Kurvengetriebe” als auch für das Konzept „Pendelpedalantrieb”. Dadurch kommt es nicht zur Kollision von Antriebselementen mit dem lenkbaren Vorderrad.
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Auch wenn der Tretkurbelantrieb außerhalb des Vorderrades angebracht ist, hat dies Vorteile, da die Beine des Fahrers im Bereich des Vorderrades liegen können und nicht kollidieren. Dadurch lässt sich der Antrieb niedriger positionieren, was die Konstruktion eines Sesselrades ermöglicht.
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Dies ist mit einem Kettenantrieb nicht möglich, da sowohl der Tretkurbelantrieb als auch die Beine des Fahrers und die Kette außerhalb des Drehbereiches des Vorderrades sein müssen.
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Der beschriebene Kurventrieb in der winkelig nach außen aufgespreizten Ausführung macht dies möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Liegefahrrad
- 2
- Rahmen
- 3
- Hinterrad
- 4
- Vorderrad
- 5
- Antriebswelle
- 6
- Pedal
- 7
- Pedal
- 8
- Zugelement (Seil)
- 9
- Zugelement (Seil)
- 10
- Seiltrommel
- 11
- Seiltrommel
- 12
- Pedaltrieb
- 13
- Umlenkrolle
- 14
- Umlenkrolle
- 15
- zweite Umlenkrolle
- 16
- zweite Umlenkrolle
- 17
- Sitz
- 18
- Schwinge
- 19
- Schwinge
- 20
- Lagerstelle
- 21
- Kurventrieb
- 22
- Kurvenschwinge
- 23
- Kurvenschwinge
- 24
- Welle (gelagert in Tretkurbellager)
- 25
- Welle (gelagert in Tretkurbellager)
- 26
- Tretkurbel
- 27
- Tretkurbel
- 28
- Kopplungsglied
- 29
- Kardangelenk
- 30
- Lagerpunkt
- 31
- Befestigungspunkt
- 32
- Rückholtrommel
- 33
- Rückholtrommel
- 34
- Flaschenzug-Mechanismus
- 35
- Feder
- 36
- Kupplungsschwinge
- 37
- Rolle
- 38
- Feder
- 39
- Tretkurbellager (links)
- 40
- Tretkurbellager (rechts)
- L
- Längsrichtung des Liegefahrrads
- α
- Winkel
