DE102021118818A1 - Steering and drive unit for a power-operated means of transportation - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenk- und Antriebseinheit (10) für ein kraftbetätigtes Fortbewegungsmittel (1) mit zumindest einem angetriebenen Rad (4) und mit zumindest einem lenkbaren Rad (2, 3, 4), wobei die Lenk- und Antriebseinheit (10) folgendes umfasst:- einen bezüglich einer Lenkachse (L) schwenkbar gelagerten längserstreckten Lenker (24) mit einem ersten Längsende (34) und mit einem gegenüberliegenden zweiten Längsende (35),- eine am zweiten Längsende (35) angeordnete und mit einer Handkurbel (42) versehene Kurbelanordnung (40), welche ein Antriebsrad (43) aufweist,- ein im Bereich des ersten Längsendes (34) oder angrenzend an das erste Längsende (34) angeordnetes Abtriebsrad (21), welches über einen Antriebsstrang (45) drehmomentübertragend mit dem Antriebsrad (43) verbunden ist und welches drehbar auf einer an einem Träger (31) angeordneten Abtriebswelle (20) gelagert ist.The present invention relates to a steering and drive unit (10) for a power-operated means of transportation (1) with at least one driven wheel (4) and with at least one steerable wheel (2, 3, 4), the steering and drive unit (10) comprises the following: - an elongate link (24) which is pivotably mounted with respect to a steering axis (L) and has a first longitudinal end (34) and an opposite second longitudinal end (35), - a link arranged at the second longitudinal end (35) and equipped with a hand crank (42 ) provided crank arrangement (40), which has a drive wheel (43), - a driven wheel (21) arranged in the region of the first longitudinal end (34) or adjacent to the first longitudinal end (34) which transmits torque via a drive train (45) with the Drive wheel (43) is connected and which is rotatably mounted on a carrier (31) arranged on the output shaft (20).
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenk- und Antriebseinheit für ein kraftbetätigtes Fortbewegungsmittel, etwa für ein Fahrrad oder einen Rollstuhl. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrrad, welches mit einer solchen Lenk- und Antriebseinheit ausgestattet ist.The present invention relates to a steering and drive unit for a power-operated means of transportation, such as a bicycle or a wheelchair. In a further aspect, the present invention relates to a bicycle which is equipped with such a steering and drive unit.
Handantriebe für kraftbetätigte Fortbewegungsmittel, etwa für Fahrräder oder Rollstühle sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Bei handbetriebenen Fortbewegungsmitteln, etwa bei Fahrrädern oder Rollstühlen ist es erforderlich, eine Lenkeinheit mit einer Antriebseinheit zu kombinieren, sodass der Endanwender allein mit seinen Händen die Möglichkeit hat, eine Antriebskraft auf ein Antriebsrad als auch ein Lenkmoment auf eine Lenkung zu übertragen.Hand drives for power-operated means of transportation, such as bicycles or wheelchairs are well known in the prior art. In the case of hand-operated means of transport, such as bicycles or wheelchairs, it is necessary to combine a steering unit with a drive unit, so that the end user has the option of transferring a driving force to a drive wheel and a steering torque to a steering system with just his hands.
So ist beispielsweise aus der
Für Fahrräder oder kraftbetätigte Fortbewegungsmittel, bei welchen der Handantrieb oder eine entsprechende Antriebseinheit mit einer starren, d. h. nicht lenkbaren Antriebsachse zu koppeln ist, besteht gemeinhin das Problem, die Lenkbewegung vom Antriebsmoment zu entkoppeln, sodass eine vom Nutzer ausgehende Lenkbewegung als auch ein vom Nutzer aufgebrachtes Antriebsmoment auf unterschiedliche Räder des Fortbewegungsmittels übertragen werden können.For bicycles or power-operated means of transport in which the manual drive or a corresponding drive unit with a rigid, i. H. non-steerable drive axle is to be coupled, there is generally the problem of decoupling the steering movement from the drive torque, so that a steering movement emanating from the user and a drive torque applied by the user can be transmitted to different wheels of the means of transport.
Insoweit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lenk- und Antriebseinheit für ein kraftbetätigtes Fortbewegungsmittel, etwa für ein Liegefahrrad bereitzustellen. Die Lenk- und Antriebseinheit soll sich durch eine besonders robuste, einfach zu bedienende als auch langlebige und kompakte Bauform auszeichnen. Die Lenk- und Antriebseinheit soll sich ferner durch einen besonders zuverlässigen Betrieb auszeichnen.In this respect, the present invention is based on the object of providing an improved steering and drive unit for a power-operated means of transportation, for example for a recumbent bicycle. The steering and drive unit should be characterized by a particularly robust, easy-to-use, durable and compact design. The steering and drive unit should also be characterized by particularly reliable operation.
Diese Aufgabe wird mit einer Lenk- und Antriebseinheit sowie mit einem Fahrrad gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.This object is achieved with a steering and drive unit and with a bicycle according to the features of the independent patent claims. Advantageous configurations are the subject matter of dependent patent claims.
In einem ersten Aspekt ist insoweit eine Lenk- und Antriebseinheit für ein kraftbetätigtes Fortbewegungsmittel vorgesehen. Das kraftbetätigte Fortbewegungsmittel weist zumindest ein mittels der Lenk- und Antriebseinheit angetriebenes Rad und ein lenkbares Rad auf. Das angetriebene Rad und das lenkbare Rad können zusammenfallen. Bei dem angetriebenen Rad und dem lenkbaren Rad kann es sich aber auch um unterschiedliche Räder, beispielsweise um ein Vorderrad und um ein Hinterrad handeln.In a first aspect, a steering and drive unit is provided for a power-operated means of transportation. The power-operated means of transportation has at least one wheel driven by the steering and drive unit and a steerable wheel. The driven wheel and the steerable wheel can coincide. However, the driven wheel and the steerable wheel can also be different wheels, for example a front wheel and a rear wheel.
Die Lenk- und Antriebseinheit umfasst einen bezüglich einer Lenkachse schwenkbar gelagerten längserstreckten Lenker. Der Lenker weist ein erstes Längsende und ein gegenüberliegendes zweites Längsende auf. Die Lenk- und Antriebseinheit weist ferner eine Kurbelanordnung mit einer Handkurbel auf, die am zweiten Längsende des Lenkers angeordnet ist. Die Kurbelanordnung weist insbesondere ein Antriebsrad auf. Das Antriebsrad ist insbesondere mittels der Handkurbel in Bewegung versetzbar.The steering and drive unit comprises an elongate link pivotally mounted with respect to a steering axis. The link has a first longitudinal end and an opposite second longitudinal end. The steering and drive unit also has a crank arrangement with a hand crank, which is arranged on the second longitudinal end of the handlebar. In particular, the crank arrangement has a drive wheel. The drive wheel can be set in motion in particular by means of the hand crank.
Im Bereich des ersten Längsendes oder angrenzend an das erste Längsende weist die Lenk- und Antriebseinheit ein Abtriebsrad auf. Das Abtriebsrad steht über einen Antriebsstrang drehmomentübertragend mit dem Antriebsrad in Wirkverbindung. Das Abtriebsrad ist dabei drehbar auf einer an einem Träger angeordneten Abtriebswelle gelagert. Der Träger ist typischerweise unbeweglich, etwa am Rahmen des kraftbetätigten Fortbewegungsmittels angeordnet oder in den Rahmen desselben integriert.In the area of the first longitudinal end or adjacent to the first longitudinal end, the steering and drive unit has an output wheel. The output wheel is in operative connection with the drive wheel via a drive train in a torque-transmitting manner. The output wheel is rotatably mounted on an output shaft arranged on a carrier. The carrier is typically immovable, for example arranged on the frame of the power-operated means of transportation or integrated into the frame of the same.
Die Abtriebswelle, an welcher das Abtriebsrad drehbar gelagert ist kann typischerweise als starre Welle oder starre Achse ausgebildet sein. Sie ist hinsichtlich ihrer Wellenachse drehbar am Träger gelagert. Die Drehachse der Abtriebswelle ist jedoch stationär und unbeweglich am Träger angeordnet. Die Ausbildung einer starren Abtriebswelle am Träger ermöglicht es, dass ein über den Antriebsstrang auf die Abtriebswelle übertragbares Drehmoment beliebig entlang oder am Rahmen des Fortbewegungsmittels auf eine angetriebene Achse oder ein anzutreibendes Rad übertragen werden kann.The output shaft, on which the output wheel is rotatably mounted, can typically be designed as a rigid shaft or rigid axle. It is rotatably mounted on the carrier with respect to its shaft axis. However, the axis of rotation of the output shaft is arranged in a stationary and immovable manner on the carrier. The formation of a rigid output shaft on the carrier makes it possible for a torque that can be transmitted via the drive train to the output shaft to be transmitted along or on the frame of the means of transportation to a driven axle or a wheel to be driven.
Typischerweise ist das auf der Abtriebswelle drehbar gelagerter Abtriebsrad ebenfalls hinsichtlich seiner Drehachse fest mit dem Träger, mithin fest mit dem Rahmen des Fortbewegungsmittels verbunden. Das am gegenüberliegenden Längsende des Lenkers angeordnete Antriebsrad ist hingegen zusammen mit dem Lenker schwenkbar bzw. drehbar bezüglich der Lenkachse gelagert. Der längserstreckte Lenker ist selbst mit einem Lenkgestänge des Fortbewegungsmittels verbunden oder hiermit verbindbar, um eine entsprechende Lenkbewegung auf ein lenkbares Rad zu übertragen.Typically, the output wheel, which is rotatably mounted on the output shaft, is also fixed to the carrier with respect to its axis of rotation, and is therefore fixed to the frame of the means of transportation. The drive wheel arranged at the opposite longitudinal end of the handlebar, on the other hand, is mounted pivotably or rotatably with respect to the steering axis together with the handlebar. The elongate link is itself connected to a steering linkage of the means of locomotion or can be connected thereto in order to transmit a corresponding steering movement to a steerable wheel.
Im Zuge einer Lenkbewegung des längserstreckten Lenkers unterliegt der Antriebsstrang zwischen dem Antriebsrad und dem Abtriebsrad einer Verdrehung oder Torsion, insbesondere wenn sich infolge einer Lenkbewegung des Lenkers die Drehachse des Antriebsrads gegenüber der Drehachse des Abtriebsrads neigt. Der Antriebsstrang ist hierbei jedoch dazu ausgestaltet, dass er auch bei einer Neigung der Drehachse des Antriebsrads gegenüber der Drehachse des Abtriebsrads ein entsprechendes Antriebsmoment zuverlässig auf das Abtriebsrad übertragen kann.In the course of a steering movement of the elongated link, the drive train between the drive wheel and the driven wheel is subject to twisting or torsion, particularly when the axis of rotation of the drive wheel inclines relative to the axis of rotation of the driven wheel as a result of a steering movement of the link. However, the drive train is designed so that it can reliably transmit a corresponding drive torque to the driven wheel even when the axis of rotation of the drive wheel is inclined relative to the axis of rotation of the driven wheel.
Das Vorsehen eines längserstreckten Lenkers, welcher z. B. ausschließlich bezüglich seines ersten Längsendes schwenkbar oder drehbar an einem Träger oder an einem Rahmen des kraftbetätigten Fortbewegungsmittels gelagert ist, ermöglicht eine besonders intuitive und einfache Bedienung der Lenk- und Antriebseinheit. Infolge einer zum Beispiel seitlichen Verlagerung des zweiten Längsendes des Lenkers, insbesondere einer seitlichen, etwa nach links oder rechts gerichteten Verlagerung der am zweiten Längsende vorgesehenen Kurbelanordnung kann der Lenker gegenüber dem Träger verschwenkt werden. Jene Schwenkbewegung kann auf ein Lenkgestänge oder einer Lenkung des Fortbewegungsmittels übertragen werden. Der Antriebsstrang weist typischerweise ein flexibles umlaufendes Antriebsmittel, etwa in Form eines umlaufenden Bands, einer umlaufenden Kette, eines umlaufenden Riemens oder eines umlaufenden Seils auf, wobei das betreffende Antriebsmittel eine Neigung der Drehachse des Antriebsrads gegenüber der Drehachse des Abtriebsrads problemlos toleriert.The provision of an elongated handlebar which z. B. is pivotally or rotatably mounted on a carrier or on a frame of the power-operated means of transport exclusively with respect to its first longitudinal end, enables a particularly intuitive and simple operation of the steering and drive unit. As a result, for example, of a lateral displacement of the second longitudinal end of the link, in particular a lateral displacement of the crank arrangement provided at the second longitudinal end, for example to the left or right, the link can be pivoted relative to the carrier. That pivoting movement can be transferred to a steering linkage or steering of the means of transportation. The drive train typically has a flexible, revolving drive means, for example in the form of a revolving band, a revolving chain, a revolving belt or a revolving cable, with the relevant drive means easily tolerating an inclination of the axis of rotation of the drive wheel relative to the axis of rotation of the driven wheel.
Mittels eines flexiblen Antriebsstrangs, etwa in Form einer Kette, eines Seiles, eines Riemens oder eines Bandes kann das vom Antriebsrad ausgehende Antriebsmoment auch bei einer Neigung des Antriebsrads gegenüber dem Abtriebsrad sicher und zuverlässig auf das Abtriebsrad übertragen werden.By means of a flexible drive train, for example in the form of a chain, a cable, a belt or a band, the drive torque emanating from the drive wheel can be transmitted safely and reliably to the driven wheel even when the drive wheel is inclined relative to the driven wheel.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Lenker ein längserstrecktes Lenkrohr auf. Das Lenkrohr ist typischerweise als hohles Lenkrohr ausgestaltet. Hierdurch kann das Gewicht des Lenkers in vorteilhafter Weise reduziert werden. Bei einer Geradeausfahrt erstreckt sich das längserstreckte Lenkrohr typischerweise entlang der Fahrtrichtung. Durch Verschwenken des zweiten Längsendes, beispielsweise nach links kann die Lenk- und Antriebseinheit eine nach links gerichtete Lenkbewegung auf ein lenkbares Rad übertragen. Bei einer in Fahrtrichtung betrachtet nach links gerichteten Lenkbewegung, wird typischerweise das zweite Längsende des längserstreckten Lenkrohrs gegenüber dem ersten Längsende nach links verschwenkt. Für eine entgegengesetzte Lenkbewegung, etwa bei einer nach rechts gerichteten Lenkbewegung ist vorgesehen, das zweite, dem Endanwender zugewandte Längsende des längserstreckten Lenkrohrs gegenüber dem ersten Längsende in Fahrtrichtung betrachtet nach rechts zu verschwenken.According to a further embodiment, the handlebar has an elongate steering tube. The steering tube is typically designed as a hollow steering tube. As a result, the weight of the handlebar can be reduced in an advantageous manner. When driving straight ahead, the elongate steering tube typically extends along the direction of travel. By pivoting the second longitudinal end, for example to the left, the steering and drive unit can transmit a steering movement directed to the left to a steerable wheel. In the case of a steering movement directed to the left, viewed in the direction of travel, the second longitudinal end of the elongate steering tube is typically pivoted to the left relative to the first longitudinal end. For an opposite steering movement, for example a steering movement directed to the right, the second longitudinal end of the elongated steering tube facing the end user is pivoted to the right compared to the first longitudinal end, viewed in the direction of travel.
Der längserstreckte und bei Geradeausfahrt in etwa in Längsrichtung des Fortbewegungsmittels verlaufende Lenker ermöglicht eine besonders kompakte und platzsparende Bauform, insbesondere in Querrichtung des Fortbewegungsmittels. Diese Ausgestaltung des Lenkers ermöglicht es ferner, den Stauraum zur Unterbringung der Lenk- und Antriebseinheit sowie des gesamten Fortbewegungsmittels auf ein Minimum zu reduzieren.The elongate link, which runs approximately in the longitudinal direction of the means of transportation when driving straight ahead, enables a particularly compact and space-saving design, in particular in the transverse direction of the means of transportation. This design of the link also makes it possible to reduce the storage space for accommodating the steering and drive unit and the entire means of locomotion to a minimum.
Nach einer weiteren Ausgestaltung verläuft der Antriebsstrang im Inneren des Lenkrohrs. Der Antriebsstrang kann insoweit vollständig vom Lenkrohr eingekapselt sein. Er kann insoweit vor Umwelteinflüssen geschützt werden. Ferner kann durch die Verlagerung des gesamten Antriebsstrangs in das Innere des hohlen Lenkrohrs ein unbeabsichtigtes Eingreifen in den Antriebsstrang seitens des Endanwenders vermieden werden. Eine Verletzungsgefahr für den Endanwender kann auf diese Art und Weise auf ein Minimum reduziert werden. Der im Inneren des Lenkrohrs verlaufende Antriebsstrang verleiht der Lenk- und Antriebseinheit zudem ein besonders hochwertiges und attraktives Design.According to a further embodiment, the drive train runs inside the steering tube. In this respect, the drive train can be completely encapsulated by the steering tube. To this extent, it can be protected from environmental influences. Furthermore, by relocating the entire drive train into the interior of the hollow steering tube, unintentional intervention in the drive train on the part of the end user can be avoided. A risk of injury for the end user can be reduced to a minimum in this way. The drive train running inside the steering tube also gives the steering and drive unit a particularly high-quality and attractive design.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Lenk- und Antriebseinheit weist der Träger einen rohrförmigen Lenkerabschnitt auf, an welchem der Lenker bezüglich der Lenkachse schwenkbar gelagert ist. Der rohrförmigen Lenkerabschnitt dient insbesondere der Aufnahme, respektive der drehbaren oder schwenkbaren Lagerung des Lenkers, insbesondere dessen Lenkrohrs. Der Lenker kann zumindest partiell überlappend mit dem Lenkerabschnitt des Trägers angeordnet sein. So kann der Lenkerabschnitt dem Lenker zugewandt eine erste Gleitfläche aufweisen. Der Lenker kann dem Lenkerabschnitt zugewandt eine hierzu korrespondierende zweite Gleitfläche aufweisen, sodass ein leichtgängiges Gleiten aneinander anliegender Abschnitte von Lenkerabschnitt und Lenker und damit eine besonders leichtgängige Lenkung infolge eines verschwenkenden Lenkers relativ zum Lenkerabschnitt erfolgen kann.According to a further embodiment of the steering and drive unit, the carrier has a tubular link section on which the link is pivotably mounted with respect to the steering axis. The tubular handlebar section is used in particular to accommodate, or respectively rotatably or pivotably, mount the handlebar, in particular its steering tube. The link can be arranged at least partially overlapping with the link section of the carrier. The link section can thus have a first sliding surface facing the link. The link can have a corresponding second sliding surface facing the link section, so that sections of link section and link that rest against one another can slide smoothly and thus particularly smoothly steering as a result of a pivoting link relative to the link section.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Lenker mit seinem ersten Längsende schwenkbar an dem Lenkerabschnitt gelagert. Die Lenkachse verläuft dabei koaxial zum Lenkerabschnitt. Der Lenker erstreckt sich dabei ferner unter einem vorgegebenen Winkel zur Lenkachse. Insbesondere kann der längserstreckte Lenker, insbesondere dessen Lenkrohr am ersten Längsende einen Lagerabschnitt aufweisen, der koaxial zum Lenkerabschnitt verläuft und welcher schwenkbar am etwa rohrförmigen Lenkerabschnitt gelagert ist. Der Lagerabschnitt des Lenkers kann dabei geneigt zum längserstreckten Lenkrohr ausgerichtet sein.According to a further embodiment, the link is pivotally mounted with its first longitudinal end on the link section. The steering axis runs coaxially to the handlebar section. The link also extends at a predetermined angle to the steering axis. In particular, the elongate handlebar, in particular its steering tube, can have a bearing section at the first longitudinal end, which runs coaxially with the handlebar section and which can be pivoted on the approximately tubular Handlebar section is stored. The bearing section of the handlebar can be aligned inclined to the elongated steering tube.
Typischerweise und bezogen auf eine Vertikale oder eine Hochachse des Fortbewegungsmittels befindet sich das zweite Längsende des Lenkers oberhalb des ersten Längsende des Lenkers. Mit anderen Worten befindet sich der Lenkerabschnitt des Trägers typischerweise unterhalb des zweiten Längsende des Lenkers und somit auch unterhalb der am zweiten Längsende des längserstreckten Lenkers vorgesehenen Kurbelanordnung.Typically, and based on a vertical or a vertical axis of the means of transportation, the second longitudinal end of the link is located above the first longitudinal end of the link. In other words, the handlebar section of the carrier is typically located below the second longitudinal end of the handlebar and thus also below the crank arrangement provided at the second longitudinal end of the elongate handlebar.
Eine Lenkbewegung kann insoweit schwerkraftunterstützt erfolgen, indem nämlich beispielsweise ein ursprünglich in etwa geradlinig und entlang der Längsachse des Fortbewegungsmittel ausgerichteter Lenker anfänglich zur linken oder rechten Seite geneigt und durch jene Seitenneigung die Gewichtskraft der Kurbelanordnung zu einer weiteren Lenk- oder Schwenkbewegung des Lenkrohrs führt.A steering movement can be carried out with the aid of gravity, for example by initially tilting a handlebar, which was originally aligned approximately in a straight line and along the longitudinal axis of the means of transport, to the left or right and through this lateral tilt the weight of the crank assembly leads to a further steering or pivoting movement of the steering tube.
Der Winkel unter welchem sich der Lenker, mithin das längserstreckte und gegebenenfalls im Wesentlichen geradlinige Lenkrohr zur Lenkachse erstreckt kann bei einigen Ausführungen zwischen 15° und 75°, bei weiteren Ausführungen zwischen etwa 30° und 60°, bei weiteren Ausführungen etwa zwischen 35° und 55° oder etwa 45° betragen. Ferner ist denkbar, dass der Neigungswinkel des Lenkrohrs gegenüber der Lenkachse variabel und/oder fixierbar einstellbar sein kann. Insoweit kann das Lenkrohr beispielsweise auch schwenkbar und arretierbar am Lenkerabschnitt des Lenkers angeordnet sein.The angle at which the handlebar, and therefore the elongated and possibly essentially rectilinear steering tube, extends to the steering axis can be between 15° and 75° in some versions, between about 30° and 60° in other versions, and between about 35° and 35° in other versions 55° or about 45°. It is also conceivable that the angle of inclination of the steering tube relative to the steering axis can be variably and/or fixedly adjustable. In this respect, the steering tube can also be arranged, for example, in a pivotable and lockable manner on the handlebar section of the handlebar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Lenker an seinem ersten Längsende zumindest einen schwenkbar am Träger gelagerten Lagerabschnitt auf. Der Lenker kann auch mehrere, in Längsrichtung des Lenkers voneinander beabstandet Lagerabschnitte aufweisen. Mittels des Lagerabschnitts kann sich der Lenker drehbar am Träger abstützen oder drehbar am Träger gelagert sein. Die Drehachse wird hierbei typischerweise durch die rohrförmige Geometrie des Lenkerabschnitt des Trägers vorgegeben. Der Lagerabschnitt des Lenkers erstreckt sich typischerweise koaxial zum rohrförmigen Lenkerabschnitt des Trägers.According to a further embodiment, the link has at its first longitudinal end at least one bearing section which is pivotably mounted on the carrier. The link can also have a plurality of bearing sections spaced apart from one another in the longitudinal direction of the link. The link can be supported rotatably on the carrier or be rotatably mounted on the carrier by means of the bearing section. In this case, the axis of rotation is typically specified by the tubular geometry of the link section of the carrier. The bearing portion of the link typically extends coaxially with the tubular link portion of the carrier.
Bei einigen Ausführungsformen befindet sich der Lagerabschnitt des Lenkers innerhalb des Lenkerabschnitts des hohl ausgestalteten Träger. Eine Außenseite oder eine außenliegende Gleitfläche des Lagerabschnitts kann hierbei gleitend an einer korrespondierend hierzu ausgestalteten Innenfläche des Lenkerabschnitt entlanggleiten. Bei anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Lagerabschnitt des Lenkers eine innenliegende Gleitfläche aufweist und insoweit den Lenkerabschnitt des Trägers übergreift oder in sich aufnimmt. Hierbei weist der Lenkerabschnitt des Trägers eine außenliegende Gleit und/oder Lagerfläche auf, die mit einer innen liegenden korrespondierenden Gleit- und/oder Lagerfläche des Lagerabschnitts des Lenkers gleitend, d. h. schwenkbar in Eingriff steht.In some embodiments, the bearing portion of the link is located within the link portion of the hollow carrier. An outer side or an outer sliding surface of the bearing section can slide along a correspondingly designed inner surface of the link section. In other embodiments, it is provided that the bearing section of the link has an internal sliding surface and to this extent overlaps or accommodates the link section of the carrier. In this case, the link section of the carrier has an external sliding and/or bearing surface which slides with an internal corresponding sliding and/or bearing surface of the bearing section of the link, i. H. is pivotally engaged.
In Längsrichtung des Lenkers, bzw. des Lenkerabschnitts sind der Lagerabschnitt des Lenkers und der Lenkerabschnitt des Trägers zumindest bereichsweise überlappend oder überdeckend ausgestaltet, um eine besonders robuste und stabile schwenkbare Lagerung des Lenkers am Träger zu ermöglichen.In the longitudinal direction of the handlebar or the handlebar section, the bearing section of the handlebar and the handlebar section of the carrier are designed to overlap or overlap at least in some areas in order to enable a particularly robust and stable pivotable mounting of the handlebar on the carrier.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Lagerabschnitt des Lenkers eine rohrförmige Seitenwand mit einer Durchgangsöffnung auf. Durch jene Durchgangsöffnung erstreckt sich die Abtriebswelle. Mittels jener Durchgangsöffnung wird es möglich, die mittels des Antriebsstrangs durch das Innere des Lenkers geführte Antriebskraft in einen Bereich außerhalb des Lenkers, insbesondere außerhalb des Lenkrohrs zu verlagern. Die rohr- oder hülsenförmige Seitenwand des Lagerabschnitts kann beispielsweise an ihrer Außenseite eine Gleitfläche aufweisen, die mit einer innenliegenden komplementären oder korrespondierenden Gegengleitfläche des Lenkerabschnitt des Trägers gleitend und somit auch schwenkbar in Eingriff steht.According to a further embodiment, the bearing section of the link has a tubular side wall with a through opening. The output shaft extends through that passage opening. By means of that through-opening, it is possible to shift the driving force, which is guided through the interior of the handlebar by means of the drive train, to an area outside the handlebar, in particular outside the steering tube. The tubular or sleeve-shaped side wall of the bearing section can, for example, have a sliding surface on its outside, which engages with an internal complementary or corresponding counter-sliding surface of the link section of the carrier in a sliding and thus also pivotable manner.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Abtriebswelle durch die Durchgangsöffnung erstreckt und dass die Abtriebswelle außerhalb des Lenkers mit einem Abtriebsritzel oder einem weiteren Abtriebsrad versehen, bzw. drehmomentübertragend gekoppelt ist, über welche das Antriebsmoment wiederum auf ein anzutreibendes Rad des Fortbewegungsmittels übertragbar ist.In particular, it is provided that the output shaft extends through the through-opening and that the output shaft is provided outside of the link with an output pinion or another output wheel, or is coupled in a torque-transmitting manner, via which the drive torque can in turn be transmitted to a wheel of the means of transport that is to be driven.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Durchgangsöffnung in Umfangsrichtung eine Erstreckung auf, die dem maximalen Lenkwinkel des Lenkers entspricht. Mit anderen Worten definiert die Erstreckung der Durchgangsöffnung in Umfangsrichtung oder Tangentialrichtung in Bezug auf die Lenkachse den maximalen Lenkwinkel oder den maximalen Lenkeinschlag. Insoweit kann die sich durch die Durchgangsöffnung erstreckende Abtriebswelle eine Doppelfunktion erfüllen. Sie kann nicht nur zur Übertragung eines Antriebsmoments fungieren und das ursprünglich im Inneren des Lenkrohrs verlaufende Antriebsmoment in einen Außenbereich des Lenkers übertragen. Vielmehr kann die hinsichtlich ihrer Achse feststehende Abtriebswelle auch eine Drehbewegung und somit eine Schwenkbewegung des Lagerabschnitts begrenzen, nämlich wenn infolge einer Schwenkbewegung oder Drehbewegung des Lagerabschnitts des Lenkers relativ zum Lenkerabschnitt des Trägers eine tangentiale Begrenzung der Durchgangsöffnung an der Abtriebswelle zur Anlage gelangt.According to a further embodiment, the through-opening has an extension in the circumferential direction that corresponds to the maximum steering angle of the handlebar. In other words, the extent of the through opening in the circumferential direction or tangential direction in relation to the steering axis defines the maximum steering angle or the maximum steering lock. In this respect, the output shaft extending through the through-opening can fulfill a dual function. It can function not only for the transmission of a drive torque and transmit the drive torque originally running inside the steering tube to an outside area of the handlebar. Rather, the output shaft, which is fixed with respect to its axis, can also limit a rotary movement and thus a pivoting movement of the bearing section, namely if, as a result of a pivoting movement or rotary movement of the Bearing portion of the handlebar relative to the handlebar portion of the carrier reaches a tangential boundary of the through-opening on the output shaft to the plant.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Lenk- und Antriebseinheit ist eine Außenseite des Lagerabschnitts des Lenkers innenseitig am Lenkerabschnitt des Trägers drehbar gelagert. Der Lagerabschnitt kann sich insbesondere koaxial zum Lenkerabschnitt erstrecken. Der Lagerabschnitt kann ein oder mehrere Lagerringe aufweisen, die beispielsweise in Längsrichtung oder Axialrichtung voneinander versetzt sind. Insoweit kann eine mehrfache drehbare bzw. mehrfache drehbar gelagerte Abstützung des Lagerabschnitts am Lenkerabschnitt erfolgen. Dies ermöglicht eine besonders sichere, dauerhaltbare und spielfreie drehbare Lagerung des Lenkers am Träger.According to a further embodiment of the steering and drive unit, an outside of the bearing section of the link is rotatably mounted on the inside of the link section of the carrier. The bearing section can in particular extend coaxially to the link section. The bearing section can have one or more bearing rings which are offset from one another, for example in the longitudinal or axial direction. In this respect, a multiple rotatable or multiple rotatable support of the bearing section on the link section can take place. This enables a particularly safe, durable and backlash-free rotatable mounting of the handlebar on the carrier.
Bei einigen Ausführungsformen ragt das erste Längsende des Lenkers in eine korrespondierend hierzu ausgestaltete Aufnahme des Trägers hinein. Der Übergang des ersten Längsendes in den Träger kann insbesondere mit einer Einhausung versehen oder mittels einer Einhausung überdeckt sein, sodass jener Bereich besonders gut gegen Umwelteinflüsse geschützt werden kann.In some embodiments, the first longitudinal end of the link protrudes into a correspondingly designed receptacle of the carrier. The transition of the first longitudinal end into the carrier can in particular be provided with a housing or covered by means of a housing, so that that area can be protected particularly well against environmental influences.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist im Lenker dem Abtriebsrad vorgelagert eine erste Führungseinrichtung mit einer Andrückrolle angeordnet. Bezogen auf die Geometrie des Abtriebsrads ist die Andrückrolle zur Ausübung einer radial nach innen gerichteten Spannkraft auf den Antriebsstrang ausgebildet. Die Führungseinrichtung befindet sich typischerweise unmittelbar dem Abtriebsrad vorgelagert. Insgesamt kann der Antriebsstrang mit einer Spanneinrichtung, beispielsweise in Form eines Kettenspanners ausgestaltet sein, um den Antriebsstrang auf Spannung und/oder Zug zu halten. Die den Antriebsstrang gegenüber dem Abtriebsrad radial nach innen drückende Andrückrolle verhindert ein Abspringen oder ein Herabgeleiten des Antriebsstrangs vom Abtriebsrad, etwa infolge einer seitlich gerichteten Lenkbewegung des Lenkers.According to a further embodiment, a first guide device with a pressure roller is arranged in the link in front of the driven wheel. In relation to the geometry of the output wheel, the pressure roller is designed to exert a clamping force directed radially inwards on the drive train. The guide device is typically located directly in front of the driven wheel. Overall, the drive train can be designed with a tensioning device, for example in the form of a chain tensioner, in order to keep the drive train under tension and/or tension. The pressure roller, which presses the drive train radially inwards relative to the driven wheel, prevents the drive train from jumping off or sliding down from the driven wheel, for example as a result of a laterally directed steering movement of the handlebar.
Da die Achse des Antriebsrads am zweiten Längsende des Lenkers gegenüber der Drehachse des Abtriebsrads schwenkbar ist, kann der Antriebsstrang einer Torsion oder Drehbewegung unterliegen, die ohne eine gesonderte erste Führungseinrichtung ansonsten dazu führen könnte, dass der Antriebsstrang von dem Abtriebsrad herabgleitet oder hiervon abspringt. Dadurch dass die Führungseinrichtung dem Abtriebsrad unmittelbar vorgelagert eine radial nach innen gerichtete Kraft auf den Antriebsstrang ausübt, kann ein solches effektiv verhindert werden.Since the axis of the drive wheel at the second longitudinal end of the link can be pivoted relative to the axis of rotation of the output gear, the drive train can be subject to torsion or rotational movement which, without a separate first guide device, could otherwise cause the drive train to slide off the output gear or jump off it. Due to the fact that the guide device exerts a radially inwardly directed force on the drive train immediately upstream of the driven wheel, such a force can be effectively prevented.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die Andrückrolle der ersten Führungseinrichtung eine Axialerstreckung auf, die größer ist als die Axialerstreckung des Antriebsstrangs selbst. Alternativ kann die Andrückrolle axial verschiebbar auf einer am Lenker angeordneten Welle gelagert sein. Dies ermöglicht es, dass der Antriebsstrang, etwa in Ausbildung einer Kette, eines Riemens, eines Bands oder eines Seils stets über die Andrückrolle läuft und insbesondere auch bei einer Neigung des Lenkers mittels der beispielsweise beweglich gelagerten Andrückrolle eine seitwärts gerichtete Ausweichbewegung vollziehen kann, der zufolge verhindert wird, dass der Antriebsstrang von dem Abtriebsrad abspringt oder hiervon abgeleitet.According to a further embodiment, the pressure roller of the first guide device has an axial extent that is greater than the axial extent of the drive train itself. Alternatively, the pressure roller can be mounted in an axially displaceable manner on a shaft arranged on the handlebar. This makes it possible for the drive train, for example in the form of a chain, a belt, a belt or a cable, to always run over the pressure roller and, in particular, to be able to perform a sideways evasive movement when the handlebar is inclined by means of the movably mounted pressure roller, for example is prevented that the drive train jumps off the driven gear or derived from it.
Ist die Andrückrolle beispielsweise axial verschiebbar auf einer am Lenker angeordneten Welle gelagert, kann die Andrückrolle bei einer Neigung des Lenkers in eine erste Längsrichtung eine Ausgleichsbewegung in eine entgegengesetzte Richtung vollziehen. Wird der Lenker beispielsweise nach rechts verschwenkt, so erfährt die Andrückrolle eine nach links gerichtete Ausgleichsbewegung und sorgt dafür, dass der Antriebsstrang unmittelbar vor Erreichen des Abtriebsrads in der Ebene des Abtriebsrads verläuft. Die nach links gerichtete Ausgleichsbewegung erfolgt aufgrund der sich ergebenden axialen Kraft auf die Rolle durch die nach rechts unten schräggestellte Achse und den Zug auf dem Kettentrum ausgelöst durch den Kettenspanner. Einem unbeabsichtigten Abspringen oder Herabgleiten des Antriebsstrangs vom Abtriebsrad kann somit effektiv entgegengewirkt werden.If the pressure roller is mounted, for example, in an axially displaceable manner on a shaft arranged on the link, the pressure roller can perform a compensating movement in an opposite direction when the link is inclined in a first longitudinal direction. If the link is pivoted to the right, for example, the pressure roller undergoes a compensating movement directed to the left and ensures that the drive train runs in the plane of the driven gear immediately before it reaches the driven gear. The compensatory movement directed to the left occurs due to the resulting axial force on the roller caused by the axle tilted downwards to the right and the pull on the chain strand triggered by the chain tensioner. An unintentional jumping off or sliding down of the drive train from the driven wheel can thus be effectively counteracted.
Der gleiche Effekt kann aber auch erzielt werden, wenn die Andrückrolle eine entsprechende Erstreckung in Axialrichtung, d. h. entlang ihrer Drehachse aufweist. Der Antriebsstrang kann dementsprechend variabel in Axialrichtung an der Andrückrolle entlanggleiten.However, the same effect can also be achieved if the pressure roller has a corresponding extension in the axial direction, i. H. along its axis of rotation. Accordingly, the drive train can variably slide along the pressure roller in the axial direction.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist im Lenker dem Abtriebsrad vorgelagert eine zweite Führungseinrichtung mit zumindest einem Führungselement angeordnet, welches zu einer seitwärts gerichteten Verlagerung des Antriebsstrangs entgegen einer Lenkbewegung des Lenkers ausgebildet ist. Die zweite Führungseinrichtung kann ergänzend zur ersten Führungseinrichtung vorgesehen sein. Die erste Führungseinrichtung kann bezogen auf eine Längsachse des Lenkers etwa zwischen dem Abtriebsrad und der zweiten Führungseinrichtung angeordnet sein.According to a further embodiment, a second guide device with at least one guide element is arranged in the link in front of the driven wheel, which is designed for a sideways displacement of the drive train counter to a steering movement of the link. The second guide device can be provided in addition to the first guide device. The first guide device can be arranged approximately between the driven wheel and the second guide device in relation to a longitudinal axis of the link.
Die zweite Führungseinrichtung kann, anders als die erste Führungseinrichtung, ausschließlich zur Ausübung einer seitwärts gerichteten Kraft auf den Antriebsstrang ausgelegt sein, etwa ausschließlich, wenn der Lenker einem gewissen Lenkeinschlag unterliegt. Bei einer Geradeausfahrt kann die zweite Führungseinrichtung von dem Antriebsstrang effektiv entkoppelt sein.Unlike the first guide device, the second guide device can be designed exclusively for exerting a laterally directed force on the drive train, for example exclusively when the handlebar has a certain Steering angle subject. When driving straight ahead, the second guide device can be effectively decoupled from the drive train.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die zweite Führungseinrichtung ausschließlich dann mit dem Antriebsstrang in Eingriff bringbar, wenn ein vorgegebener Lenkwinkel überschritten wird.According to a further embodiment, the second guide device can only be brought into engagement with the drive train when a predetermined steering angle is exceeded.
So wie die erste Führungseinrichtung dient auch die zweite Führungseinrichtung dazu, den Antriebsstrang auf dem Abtriebsrad zu halten und ein Abspringen des Antriebsstrangs vom Abtriebsrad zu verhindern. Die zweite Führungseinrichtung und ihr zumindest eines Führungselement kommt insbesondere bei einer Rückwärtsfahrt des Fortbewegungsmittels zum Tragen, nämlich wenn das Abtriebsrad infolge einer Rückwärtsbewegung des Fortbewegungsmittels einer Drehbewegung unterliegt und wenn gleichzeitig der Lenker einen gewissen Lenkeinschlag aufweist. Das zumindest eine Führungselement gelangt alsdann infolge des Lenkeinschlags seitlich mit dem Antriebsstrang zur Anlage und verhindert ein Verrutschen oder Herabgleiten des Antriebsstrangs vom Abtriebsrad in Axialrichtung, welches ansonsten durch die Neigung des Antriebsrads verursacht werden könnte.Like the first guide device, the second guide device also serves to hold the drive train on the driven wheel and to prevent the drive train from jumping off the driven wheel. The second guide device and its at least one guide element come into play in particular when the means of locomotion is reversing, namely when the driven wheel is subjected to a rotary movement as a result of a backward movement of the means of locomotion and when the handlebars have a certain steering angle at the same time. The at least one guide element then comes into contact with the drive train laterally as a result of the steering angle and prevents the drive train from slipping or sliding down from the driven wheel in the axial direction, which could otherwise be caused by the inclination of the drive wheel.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist die zweite Führungseinrichtung ein erstes Führungselement und ein zweites Führungselement auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Antriebsstrangs in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der größer ist als die Breite des Antriebsstrangs. Ein derartiger Abstand von erstem und zweitem Führungselement relativ zueinander ermöglicht es, dass der Antriebsstrang bei einer Geradeausfahrt des Fortbewegungsmittels etwa mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Führungselement liegt und dabei kontaktfrei zum ersten Führungselement als auch zum zweiten Führungselement ist.According to a further embodiment, the second guide device has a first guide element and a second guide element, which are arranged on opposite sides of the drive train at a distance from one another that is greater than the width of the drive train. Such a distance between the first and second guide element relative to one another makes it possible for the drive train to be located approximately in the middle between the first and second guide element when the means of transport is traveling straight ahead and is not in contact with the first guide element and the second guide element.
Die Führungselemente haben insoweit keinerlei Reibung mit dem Antriebsstrang. Das zumindest eine, bzw. beide Führungselemente können beispielsweise als ein nach innen von der Innenwand des Lenkrohrs hervorstehender Führungszapfen ausgestaltet sein. Das jeweilige Führungselement kann beispielsweise einen zylindrischen Querschnitt aufweisen. Gegebenenfalls können die Führungselement selbst auch drehbar an der Innenseite des Lenkrohrs gelagert sein. Gelangen die Führungselemente beispielsweise gleitend in einen seitlichen Eingriff mit dem Antriebsstrang kann durch die drehbare Lagerung des Sicherungselemente eine Reibung auf den Antrieb kann auf ein Minimum reduziert werden.In this respect, the guide elements have no friction whatsoever with the drive train. The at least one or both guide elements can be designed, for example, as a guide pin protruding inwards from the inner wall of the steering tube. The respective guide element can have a cylindrical cross section, for example. If necessary, the guide element itself can also be mounted rotatably on the inside of the steering tube. If, for example, the guide elements slide into lateral engagement with the drive train, friction on the drive can be reduced to a minimum by the rotatable mounting of the securing element.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Antriebsstrang einen Obertrum und einen Untertrum auf. Bei typischen Ausgestaltungen ist die erste Führungseinrichtung ausschließlich mit dem Obertrum in Eingriff. Die zweite Führungseinrichtung ist ausschließlich mit dem Untertrum in Eingriff. Die Antriebseinheit ist hierbei typischerweise dazu ausgestaltet, dass der Obertrum bei einer Vorwärtsbewegung des Fortbewegungsmittel als Leertrum fungiert während der Untertrum als Lasttrum fungiert.According to a further embodiment, the drive train has an upper strand and a lower strand. In typical configurations, the first guide device engages exclusively with the upper strand. The second guide device engages exclusively with the lower strand. In this case, the drive unit is typically designed such that the upper strand acts as a slack strand during a forward movement of the means of transportation, while the lower strand acts as a load strand.
Bei einer Vorwärtsbewegung des Fortbewegungsmittel und wenn ausschließlich der Untertrum als Lasttrum fungiert ist die zweite Führungseinrichtung eigentlich obsolet.In the case of a forward movement of the means of locomotion and if only the lower strand acts as a load strand, the second guide device is actually obsolete.
Alsdann erfüllt lediglich die erste Führungseinrichtung eine Führungsfunktion. Bei einer Richtungsumkehr des Fortbewegungsmittels, etwa bei einer Rückwärtsfahrt und bei einer Richtungsumkehr des Antriebsmoments fungiert der Untertrum als Leertrum während der Obertrum als Lasttrum fungiert. In diesem Bewegungszustand fungiert ausschließlich die zweite Führungseinrichtung als Führungseinrichtung für den Antriebsstrang und verhindert ein Abspringen oder ein Herabgleiten des Antriebsstrangs vom Abtriebsrad.Then only the first guide device fulfills a guide function. When the means of transport reverses direction, for example when reversing and when the drive torque reverses direction, the lower strand acts as a slack strand while the upper strand acts as a load strand. In this state of movement, the second guide device functions exclusively as a guide device for the drive train and prevents the drive train from jumping off or sliding down from the driven wheel.
Insoweit ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Lenk- und Antriebseinheit vorgesehen, dass der Antriebsstrang einen ersten Trum und einen zweiten Trum aufweist. Die erste Führungseinrichtung ist dabei mit dem ersten Trum, typischerweise mit dem Obertrum in Eingriff bringbar und die zweite Führungseinrichtung ist mit dem zweiten Trum, d.h. mit dem Untertrum in Eingriff bringbar.In this respect, according to a further embodiment of the steering and drive unit, it is provided that the drive train has a first strand and a second strand. The first guide device can be brought into engagement with the first run, typically with the upper run, and the second guide device can be brought into engagement with the second run, i.e. with the lower run.
Die erste Führungseinrichtung fungiert als Führungseinrichtung für den Antriebsstrang bei einer Vorwärtsbewegung des Fortbewegungsmittels während die zweite Führungseinrichtung ein Abspringen oder ein Herabgleiten des Antriebsstrangs vom Abtriebsrad bei einer Rückwärtsbewegung des Fortbewegungsmittels bereitstellt.The first guide device acts as a guide device for the drive train when the means of locomotion moves forward, while the second guide device allows the drive train to jump off or slide down from the driven wheel when the means of locomotion moves backwards.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung schließlich ein Fahrrad, beispielsweise ein Liegerad mit einem Rahmen, einem Hinterrad und mit zumindest einem Vorderrad. Das Fahrrad ist ferner mit einer zuvor beschriebenen Lenk- und Antriebseinheit ausgestattet. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass das Hinterrad mittels der Lenk- und Antriebseinheit angetrieben werden kann und dass das Vorderrad mittels der Lenk- und Antriebseinheit relativ zum Rahmen des Fahrrads gelenkt, bzw. verschwenkt werden kann.Finally, according to a further aspect, the present invention relates to a bicycle, for example a recumbent bicycle with a frame, a rear wheel and with at least one front wheel. The bicycle is also equipped with a steering and drive unit as described above. In particular, it is provided that the rear wheel can be driven by means of the steering and drive unit and that the front wheel can be steered or pivoted relative to the frame of the bicycle by means of the steering and drive unit.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Fahrrad ein Vorderrad und zwei Hinterräder auf. Die beiden Hinterräder sind mittels der hier beschriebenen Lenk- und Antriebseinheit antreibbar. Typischerweise steht das am Träger drehbar gelagerte Abtriebsrad über einen weiteren Antriebsstrang mit dem Hinterrad oder mit den Hinterrädern drehmomentübertragend in Eingriff. Der Lenker der Lenk- und Antriebseinheit steht hingegen mit einem Lenkgestänge in Eingriff, welches mit dem lenkbaren Vorderrad zusammenwirkt.According to a further embodiment, the bicycle has a front wheel and two rear wheels. The two rear wheels can be driven using the steering and drive unit described here. Typically, the one that is rotatably mounted on the carrier is stationary Driven wheel engages in a torque-transmitting manner via a further drive train with the rear wheel or with the rear wheels. The link of the steering and drive unit, on the other hand, is engaged with a steering linkage, which interacts with the steerable front wheel.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Fahrers ist weist dieses ein einziges antreibbares Hinterrad und zwei Vorderräder auf. Hierbei ist das Hinterrad mit dem Abtriebsrad der Lenk- und Antriebseinheit drehmomentübertragend gekoppelt. Die beiden Vorderräder sind Teil einer lenkbaren Vorderachse und sind mit dem Lenker der Lenk- und Antriebseinheit schwenkbarer verbunden. Ein Verschwenken des Lenkers gegenüber dem Träger, bzw. gegenüber dem Rahmen des Fahrrads führt zu einer entsprechenden Lenkbewegung der Vorderräder.In a further configuration of the driver, this has a single drivable rear wheel and two front wheels. Here, the rear wheel is coupled to the driven wheel of the steering and drive unit in a torque-transmitting manner. The two front wheels are part of a steerable front axle and are pivotally connected to the handlebars of the steering and drive unit. Pivoting the handlebars relative to the carrier or relative to the bicycle frame leads to a corresponding steering movement of the front wheels.
Sämtliche zuvor beschriebenen Merkmale, Ausführungsgeschäften und Vorteile, die zuvor im Zusammenhang mit der isolierten Lenk- und Antriebseinheit beschrieben und offenbart wurden gelten gleichermaßen auch für das Fahrrad; und umgekehrt.All of the features, trades, and benefits previously described and disclosed in connection with the isolated steering and drive unit apply equally to the bicycle; and vice versa.
Figurenlistecharacter list
Weitere Ziele, Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen der Lenk- und Antriebseinheit sowie des Fahrrads werden in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische perspektivische Ansicht der isolierten Lenk- und Antriebseinheit, -
2 einen Querschnitt durch die Lenk- und Antriebseinheit gemäß1 , -
3 eine teils geschnittene Darstellung der Lenk- und Antriebseinheit ohne Lenkeinschlag, -
4 eine Darstellung der Lenk- und Antriebseinheit gemäß3 bei einem nach rechts gerichteten Lenkeinschlag, -
5 eine weitere perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung der Lenk- und Antriebseinheit ohne Lenkeinschlag, -
6 die Lenk- und Antriebseinheit gemäß5 mit einem Lenkeinschlag nach rechts, -
7 eine vergrößerte Darstellung der Lenk- und Antriebseinheit im Übergang auf den Träger, -
8 eine schematische Darstellung des Antriebsstrangs gemäß3 , -
9 eine schematische Darstellung des Antriebs Strang gemäß4 , -
10 eine vergrößerte Darstellung der Anbindung des Lenkers an den Träger, -
11 eine weitere vergrößerte Darstellung des unteren Endes des Lenkers, -
12 eine perspektivische Darstellung eines mit der Lenk- und Antriebseinheit ausgestatteten Fahrrads und -
13 eine Frontansicht des Fahrrads gemäß12 bei einem Lenkeinschlag nach rechts.
-
1 a schematic perspective view of the isolated steering and drive unit, -
2 according to a cross section through the steering and driveunit 1 , -
3 a partially sectioned view of the steering and drive unit without steering lock, -
4 a representation of the steering and drive unit according to3 when steering to the right, -
5 another perspective, partially sectioned view of the steering and drive unit without steering lock, -
6 the steering and drive unit according to5 with a steering angle to the right, -
7 an enlarged view of the steering and drive unit in the transition to the carrier, -
8th a schematic representation of the drive train according to3 , -
9 according to a schematic representation of thedrive train 4 , -
10 an enlarged view of the connection of the handlebar to the carrier, -
11 another enlarged view of the lower end of the handlebar, -
12 a perspective view of a bicycle equipped with the steering and drive unit and -
13 a front view of the bicycle according to FIG12 when steering to the right.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
In den
Die Vorderräder 2, 3 sind über Querlenker 7 miteinander und mit einem Lenkgestänge 18 verbunden. Das Fahrrad weist einen Rahmen 5 mit einem Sitz oder Sitzgestänge 6 auf. In der Darstellung gemäß
An dem Träger 31 ist ein Lenker 24 schwenkbar, bzw. bezüglich einer Drehachse L drehbar gelagert. Der Lenker 24 weist ein längserstrecktes Lenkrohr 25 auf. Der Lenker 24 weist ein erstes Längsende 34 auf, welches schwenkbar am Träger 31 gelagert ist. Der Lenker 24 weist ein gegenüberliegendes zweites Längsende 35 auf. An dem zweiten Längsende 35 ist eine Kurbelanordnung 40 mit einer Handkurbel 42 drehbar gelagert. Vom zweiten Längsende 35 ragt beidseits eine Kurbelwelle 41 nach außen, an der die Handkurbel 42 befestigt ist.A
Der Endanwender kann mittels der Handkurbel 42 ein Drehmoment auf die Kurbelwelle 41 übertragen. Im Inneren des zweiten Längsendes 35 des Lenkers 24 ist die Kurbelwelle 41 mit einem Antriebsrad 43 drehmomentübertragend verbunden. Das Antriebsrad 43 weist vorliegend ein Zahnrad 44 auf, welches über einen als Kette 46 ausgebildeten Antriebsstrang 45 mit einem Abtriebsrad 21 drehmomentübertragend gekoppelt ist. Das Abtriebsrad 21 befindet sich am ersten Endabschnitt 34 oder angrenzend hieran am Träger 31.The end user can transmit a torque to the
Das Abtriebsrad 21 ist auf einer Abtriebswelle 20 drehbar gelagert. Die Abtriebswelle 20 ist als solche starr am Träger 31 angeordnet. An der Abtriebswelle 20 ist ferner ein Abtriebsritzel 22 vorgesehen, welches außen am Träger 31 und damit auch außerhalb des Lenkers 24 drehbar auf der Antriebswelle 20 angeordnet ist. Das Abtriebsritzel 22 ist drehmomentübertragend mit dem Abtriebsrad 21 über die Abtriebswelle 20 verbunden. Das Abtriebsritzel 22 ist ferner mit dem Hinterrad 4 drehmomentübertragend gekoppelt, sodass der Endanwender ein über die Kurbelanordnung 40 aufgebrachtes Drehmoment auf das Hinterrad 4 übertragen kann.The
Es ist typischerweise vorgesehen, dass der Lenker 24, insbesondere sein längserstrecktes Lenkrohrs 25 quasi ausschließlich mit seinem Längsende 24 schwenkbar bezüglich einer Lenkachse L drehbar gelagert ist. Die Lenkachse L erstreckt sich unter einem vorgegebenen Winkel zur Längserstreckung des Lenkers 24, bzw. seines Lenkrohrs 25. Typischerweise und entgegen der Fahrtrichtung des Fahrrads 1 erstreckt sich der Lenker 24 mit seinem Lenkrohr 25 und zu seinem zweiten Längsende 35 hin nach oben weg von der Lenkachse L.It is typically provided that the
Beabstandet vom ersten Längsende 34 weist der Lenker 24 eine nach unten ragende Aufhängung 28 auf, die gelenkig, etwa scharnierartig an einer vom Trägerrohr 26 nach oben ragenden Stütze 27 gelagert ist. Die Aufhängung 28 und die Stütze 27 können insbesondere über einen die beiden Komponenten mechanisch miteinander koppelnden Stift 29 schwenkbar zueinander bewegt werden. Der Stift 29 bildet hierbei quasi eine Art Scharnierachse. Insoweit kann eine Schwenkbewegung des Lenkers 24 um den als Schwenkachse oder Drehpunkt fungierenden Stift 29 in eine Drehbewegung des ersten Längsendes 34 relativ zum Träger 31 übertragen werden.At a distance from the first
Das untere Ende, mithin das erste Längsende 34 des Lenkrohrs 25 ist ferner starr mit einem etwa in
Der Lagerabschnitt 33 kann, wie insbesondere in den
Das Gelenk 16 ist schließlich mit einem Lenkgestänge 18 verbunden, welches mit dem zum Beispiel in
Die hier dargestellte Lenkung 12 fungiert ferner als Antriebseinheit 10. Wie insbesondere in den
Das Abtriebsrad 21 ist aufgrund seiner Lagerung am Träger 31 hinsichtlich seiner Drehachse quasi unbeweglich. Mit anderen Worten ist die Abtriebswelle 20 starr am Träger 31 angeordnet. Der Antriebsstrang 45 erfordert typischerweise, dass die Abtriebswelle 20 und die als Antriebswelle fungierende Kurbelwelle 41 typischerweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Wird nun infolge einer Lenkbewegung die Kurbelwelle 41 hinsichtlich ihrer Ausrichtung relativ zur Ausrichtung der Abtriebswelle 20 geneigt, führt dies unweigerlich zu einer Torsion im Antriebsstrang 45. Dies könnte, sofern keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen werden, zum Abspringen des Antriebsstrangs 45 vom Antriebsrad 43 oder vom Abtriebsrad 21 führen. Um dies bei einer Vorwärtsbewegung des Antriebs zu vermeiden ist dem Abtriebsrad 21 eine erste Führungseinrichtung 60 vorgelagert am Lenker 24 angeordnet.Due to its mounting on the
Die erste Führungseinrichtung 60 ist in unterschiedlichen Darstellungen insbesondere in den
In
Die gestrichelte Darstellung der Andrückrolle 62 in
Die Kette 46, mithin der Antriebsstrang 45 verlagert sich zusammen mit jener Verschiebebewegung der Andrückrolle 62' nach links, sodass ein Abspringen des Antriebsstrangs 45 vom Abtriebsrad 21 effektiv verhindert werden kann. Jene axiale Verlagerung der Andrückrolle quer zur Längserstreckung des Antriebsstrangs 45 ergibt sich auch aus einem Vergleich der
Auf diese Art und Weise bleibt aber die transversale, bzw. axiale Position der Kette, insbesondere des Obertrums 47 in unmittelbarer Umgebung, d.h. unmittelbar vorgelagert dem Abtriebsrad 21 nahezu unverändert, sodass ein Abspringen vom Abtriebsrad 21 effektiv verhindert werden kann.In this way, however, the transversal or axial position of the chain, in particular of the
In den Darstellungen der
Die zweite Führungseinrichtung 70 dient der Vermeidung eines Abspringens der Kette 46 oder des Antriebsstrangs 45 von dem Abtriebsrad 21 bei einer Rückwärtsfahrt des Fahrerrads 1, insbesondere wenn bei einer rückwärts gerichteten Fortbewegung des Fahrrads 1 der Lenker 24 eingeschlagen wird.The
In der Ausgangsstellung gemäß
Eine derartige nach rechts gerichtete Bewegung des Untertrums 48 wird jedoch durch das Führungselement 71 verhindert, welches danach trachtet, den Untertrum 48 entgegen der Lenkbewegung nach links zu drücken, sodass ein Abspringen des Antriebsstrangs 45, mithin der Kette 46 von dem Abtriebsrad 21 effektiv unterbunden werden kann. Das weitere Führungselement 72 erfüllt eine entsprechende Funktion bei einem Lenkeinschlag nach links.However, such a rightward movement of the
In den
In
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltungen der Entwicklung, zu welcher im Rahmen der Entwicklung weitere zahlreiche Varianten denkbar sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Entwicklung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine oder einige mögliche Implementierung(en) eines Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.The illustrated embodiments only show possible configurations of the development, for which numerous further variants are conceivable within the scope of the development. The exemplary embodiments shown are in no way to be interpreted as limiting with regard to the scope, the applicability or the configuration possibilities of the development. The present description indicates only one or a few possible implementation(s) of an exemplary embodiment to those skilled in the art. A wide variety of modifications can be made to the function and arrangement of the elements described without departing from the scope of protection defined by the following claims or its equivalents.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fahrradbicycle
- 22
- Vorderradfront wheel
- 33
- Vorderradfront wheel
- 44
- Hinterradrear wheel
- 55
- Rahmenframe
- 66
- SitzSeat
- 77
- Querlenkerwishbone
- 1010
- Antriebseinheitdrive unit
- 1111
- Lenkeinheitsteering unit
- 1212
- Lenkungsteering
- 1414
- Einhausungenclosure
- 1515
- Lenkerabschnitthandlebar section
- 1616
- Gelenkjoint
- 1818
- Lenkgestängesteering linkage
- 2020
- Abtriebswelleoutput shaft
- 2121
- Abtriebsradoutput gear
- 2222
- Abtriebsritzeloutput gear
- 2424
- Lenkerhandlebars
- 2525
- Lenkrohrsteering tube
- 2626
- Trägerrohrsupport tube
- 2727
- Stützesupport
- 2828
- Aufhängungsuspension
- 2929
- StiftPen
- 3131
- Trägercarrier
- 3232
- Durchgangsöffnungpassage opening
- 3333
- Lagerabschnittstorage section
- 3434
- Längsendelongitudinal end
- 3535
- Längsendelongitudinal end
- 3636
- Lagerabschnittstorage section
- 3737
- Lagerabschnittstorage section
- 3838
- Lagerabschnittstorage section
- 3939
- Lagerabschnittstorage section
- 4040
- Kurbelanordnungcrank assembly
- 4141
- Kurbelwellecrankshaft
- 4242
- Handkurbelhand crank
- 4343
- Antriebsraddrive wheel
- 4444
- Zahnradgear
- 4545
- Antriebsstrangpowertrain
- 4646
- KetteChain
- 4747
- Obertrumupper run
- 4848
- Untertrumreturn run
- 5050
- Spanneinrichtungclamping device
- 5151
- Spannrad tension wheel
- 6060
- Führungseinrichtungguide device
- 6161
- WelleWave
- 6262
- Andrückrolle / Führungshülse Pressure roller / guide sleeve
- 7070
- Führungseinrichtungguide device
- 7171
- Führungszapfen / elementGuide pin / element
- 7272
- Führungszapfen pilot
- 8080
- Außenseiteoutside
- 8181
- Gleitfläche sliding surface
- LL
- Lenkachsesteering axle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102004010989 A1 [0003]DE 102004010989 A1 [0003]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021118818.0A DE102021118818A1 (en) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | Steering and drive unit for a power-operated means of transportation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021118818.0A DE102021118818A1 (en) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | Steering and drive unit for a power-operated means of transportation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021118818A1 true DE102021118818A1 (en) | 2023-01-26 |
Family
ID=84784778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021118818.0A Pending DE102021118818A1 (en) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | Steering and drive unit for a power-operated means of transportation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021118818A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US641926A (en) | 1899-03-30 | 1900-01-23 | Martin E Bollinger | Driving mechanism for cycles. |
US2004683A (en) | 1934-03-28 | 1935-06-11 | Leonard S Wright | Wheel chair |
DE826830C (en) | 1950-03-17 | 1952-01-07 | Albert Otto | Drive for bicycles and scooters |
WO2003002401A1 (en) | 1999-12-01 | 2003-01-09 | Phillips Cal M | Dual drive bicycle |
DE102004010989A1 (en) | 2004-03-03 | 2005-09-22 | Sunrise Medical Gmbh & Co. Kg | Disassemblable chassis for handicapped user tricycle has detachable wheels and main stand to increase stability during mounting and dismounting |
-
2021
- 2021-07-21 DE DE102021118818.0A patent/DE102021118818A1/en active Pending
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