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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrradantrieb. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrradantrieb, wobei das
linke und das rechte Pedal unabhängig
voneinander bewegt werden und wobei das Fahrrad unabhängig vom
Winkel stets vorwärts
bewegt wird, und zwar auch dann, wenn die Pedale vorwärts oder
rückwärts mit
beiden Füßen oder
mit einem Fuß angetrieben
werden, und wobei das Fahrrad bei Bedarf auch rückwärts bewegt wird.
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Stand der Technik
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Ein
Fahrrad wird üblicherweise
durch Treten von Pedalen in Rechtsrichtung angetrieben. Auf diese Weise
muss der Fahrer beim Fahren des Fahrrads für lange Zeit eine bestimmte
Position einnehmen. Außerdem
werden die Beinmuskeln intensiv in einer einzigen Bewegungsrichtung
beansprucht. Dadurch wird der Trainingseffekt hinsichtlich Bewegungsquantität reduziert,
und die Ermüdung
steigt an.
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Auch
im Falle einer Steigung müssen
die Pedale dabei in Rechtsrichtung getreten werden, obwohl das Gewicht
des Fahrers sich nach hinten neigt. Dies führt zu einer wesentlich stärkeren Ermüdung des
Fahrers, als dies auf flachem Gelände der Fall wäre. Es besteht
also das Problem, dass das Bein stark belastet wird und der Fahrer
das Interesse an der Benutzung des Fahrrades verliert.
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Aus
der
US 5 957 802 A ist
ein Fahrradantrieb mit einer einteiligen Tretlagerwelle bekannt,
bei dem die Pedalkurbeln sowohl in Rechts- als auch in Linksrichtung
getreten werden können,
wobei sich das Fahrrad vorwärts
bewegt.
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Offenlegung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung berücksichtigt
die oben beschriebenen Probleme, und es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Fahrradantrieb mit mehreren Pedalantriebsarten
bereitzustellen, wobei ein Fahrrad mit mehreren Dutzend Pedalantriebsarten vorwärts bewegt
werden kann, wobei die Muskeln des Fahrers gleichmäßig belastet
werden, was die Bewegungsquantität
steigert und die Ermüdung
reduziert und wobei das Fahrrad an einer Steigung usw. mit weniger
Kraftaufwand bewegt werden kann, so dass sich das Interesse an der
Benutzung des Fahrrads erhöht.
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Der
Fahrradantrieb nach dem Anspruch 1 löst die zuvor genannten Probleme.
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Es
wird eine Fahrradantriebseinheit mit mehreren Pedalantriebsarten
bereitgestellt, die auf einer Seite eine zweite Antriebswelle, an
die über
Einlegkeile ein linksgängiger
Freilauf und ein rechtsgängiger
Freilauf gekoppelt ist, wobei an den linksgängigen Freilauf ein Sonnenrad
gekoppelt ist und die zweite Atriebswelle mit einem Hohlrad in Eingriff
steht, das einen Außenumfang
aufweist, der an einem Kettenrad befestigt ist, sowie mehrere hohle
Planetenräder,
die mit dem Sonnenrad der zweiten Antriebswelle in Eingriff stehen,
sowie auf der anderen Seite eine erste Antriebswelle, deren eine
Seite drehbar in ein inneres Lagergehäuse eingeführt ist, das einstückig mit
einer Drehplatte ausgebildet ist, und deren anderer Seite über die
Einlegkeile an die Innenräder
des rechtsgängigen
Freilaufs und des linksgängigen
Freilaufs gekoppelt ist, wobei das Innenrad und die erste Anriebswelle
mit dem Hohlrad in Eingriff stehen, dessen Außenumfang an dem Kettenrad
befestigt ist und an dessen Innenumfang sägezahnförmige Zähne ausgebildet sind, sowie
mehrere Planetenräder (turnabout
gears, a two-way turnabaout gear and a hollow turnabout gear), die
alle an die Drehplatte gekoppelt sind und in Eingriff mit dem Sonnenrad
an der ersten Antriebswelle stehen, umfasst.
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Erfindungsgemäß ist ein
Flansch an das Außenrad
des rechtsgängigen
Freilaufs, der an die zweite Antriebswelle aufgepresst ist, gekoppelt
und über
eine Stellschraube mit dem Hohlrad verbunden.
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Außerdem ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Stützlager
in den Innenumfang des Hohlrades eingeführt, und dass Innenrad des
Stützlagers
ist an den Außenumfang
eines äußeren Lagergehäuses gekoppelt,
wodurch verhindert wird, dass das Hohlrad beim Drehen schwankt und
von seiner Position abweicht und stattdessen eine stabilisierte
Drehkraft aufweist.
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Außerdem sind
gemäß der vorliegenden
Erfindung das Sonnenrad, das in das Außenrad des rechtsgängigen Freilaufs
der Antriebswelle eingeführt
ist, das Planetenrad und ein weiteres Planetenrad (two-way turnabout
gear) am Außenumfang
des rechtsgängigen
Freilaufs der Antriebswelle angeordnet, wodurch die eine Antriebswelle
und die andere Antriebswelle dieselbe Rotationsgeschwindigkeit aufweisen.
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Auch
umfasst gemäß der vorliegenden
Erfindung die Fahrradantriebseinheit Arretierbolzen, die in mehrere
Bohrungen eingeführt
sind, welche im inneren Lagergehäuse
ausgebildet sind, sowie eine Klammer, die über die Stellschraube am Außenumfang
des äußeren Lagergehäuses angeordnet
ist, sowie eine Arretierbolzenführung,
die an die Klammer gekoppelt ist, sowie eine Rückstellfeder, die in die Arretierbolzenführung eingeführt ist,
sowie außerdem
eine Rückwärtsbewegungssteuereinheit
mit Arretierriegeln und Hebeln, die über ein Stahlkabel mit den
Arretierbolzen verbunden sind, wodurch das Fahrrad durch Bedienung
des Hebels rückwärts bewegt
werden kann.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung können besser anhand der folgenden
genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren
nachvollzogen werden, wobei
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1 eine
Querschnittansicht der Fahrradantriebseinheit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, und
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2a eine
Querschnittansicht einer Gruppe von rechtsgängigen Einwegkupplungen der
Fahrradantriebseinheit aus 1 zeigt,
und
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2b eine
Querschnittansicht einer Gruppe von linksgängigen Einwegkupplungen der
Fahrradantriebseinheit aus 1 zeigt,
und
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3a eine
Querschnittansicht einer Gruppe einer ersten Kolonne von rechtsgängigen Einwegkupplungen
der Fahrradantriebseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, und
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3b eine
Querschnittansicht einer Gruppe einer zweiten Kolonne von linksgängigen Einwegkupplungen
der Fahrradantriebseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, und
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3c eine
Querschnittansicht einer Gruppe einer dritten Kolonne von linksgängigen Einwegkupplungen
der Fahrradantriebseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, und
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3d eine
Querschnittansicht einer Gruppe einer vierten Kolonne von rechtsgängigen Einwegkupplungen
der Fahrradantriebseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Beste Art der Durchführung der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung soll nun anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren genau beschrieben
werden.
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1 zeigt
eine Querschnittansicht der Fahrradantriebseinheit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2a und 2b sind
Detailansichten der Fahrradantriebseinheit aus 1. 3a bis 3d zeigen
die funktionellen Beziehungen in der erfindungsgemäßen Fahrradantriebseinheit.
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In
einem üblichen
Fahrrad, bei welchem die Pedale betätigt werden, um das Hinterrad
des Fahrrads in Rechtsrichtung zu drehen, umfasst eine erfindungsgemäße Fahrradantriebseinheit
eine Antriebswelle S1 auf der einen Seite und eine Antriebswelle
S2 auf der anderen Seite, welche jeweils auf der linken und der rechten
Seite angeordnet sind, sowie ein Pedal P1 auf der einen Seite und
ein Pedal P2 auf der anderen Seite, wobei jedes jeweils einen Schlitten
an dem einen Ende der Antriebswelle S1 und der Antriebswelle S2
aufweist. Im oben beschriebenen Fall sind die Pedale P1 und P2 an
den Enden der Pedalkurbeln C1 und C2 angebracht. Die Schlitten können die
Pedalkurbeln C1 und C2 in Linksrichtung drehen, indem die Pedale
mit dem Fußrücken angehoben
werden.
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Im
oben beschriebenen Fall ist die eine Seite von Antriebswelle S2
in das Innenrad eines Innenlagers B1 eingeführt, das innerhalb eines inneren
Lagergehäuses
H1 angeordnet ist, welches einstückig
mit einer Drehplatte 1 ausgebildet ist, damit es innerhalb
des Innenrads des Innenlagers B1 rotieren kann. Außerdem ist
eine Seite der Antriebswelle mit einer Pedalkurbel C2 verbunden.
Die andere Seite der Antriebswelle ist in die Innenräder einer
rechtsgängigen
Einwegkupplung A und einer linksgängigen Einwegkupplung B eingepresst und
ist dann mit einem Einlegkeil 2 an der Achse eingerastet.
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Wie
in 2 und 3d gezeigt,
weist außerdem
das Außenrad
des rechtsgängigen
Freilaufs A ein Sonnenrad 3 mit durch Kaltpressen daran
ausgebildeten Sägezähnen auf.
Drei oder vier Planetenräder 4,
die mit dem Außenrad
von Kupplung A in Eingriff stehen, und drei oder vier Planetenräder 5,
die mit den Planetenrädern 4 in
Eingriff stehen, sind über
einen ortsfesten Bolzen 7 und einen zweiten ortsfesten
Bolzen 8 so an die Drehplatte 1 gekoppelt, dass
sie sich reibungslos drehen. Die rechtsgängige Einwegkupplung A weist einen
Außenumfang
auf, an dem ein Kettenrad 10 angebracht ist, und einen
Innenumfang, der mit einem Hohlrad 9 in Eingriff steht,
an welchem sägezahnförmige Zähne ausgebildet
sind.
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Wie
in 2 und 3c gezeigt,
ist zusätzlich
das Innenrad des Sonnenrades 3 durch Kaltpressen in das
Außenrad
des linksgängigen
Freilaufs B eingebracht. Drei oder vier hohle Planetenräder 6 sind über einen
ortsfesten Bolzen 7 mit der Drehplatte 1 verbunden.
Die linksgängige
Einwegkupplung B steht mit dem Hohlrad 9 in Eingriff, an
welchem das Kettenrad 10 angebracht ist.
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Die
Innenräder
des linksgängigen
Freilaufs B und des rechtsgängigen
Freilaufs A sind in die Antriebswelle S1 eingerastet und in den
Einlegkeil 2 eingepresst. Wie in 2 und 3b gezeigt,
ist das Innenrad des Zentralgetriebes 3 durch Kaltpressen
in das Innenrad des linksgängigen
Freilaufs B eingebracht und steht in Eingriff mit den drei oder
vier hohlen Planetenrädern 6,
die über
den ortsfesten Bolzen 7 an der Drehplatte 1 angebracht
sind. Die Getriebe 6 gelangen dann in Eingriff mit dem
Hohlrad 9, an dessen Außenumfang ein Kettenrad 10 angebracht
ist und an dessen Innenumfang sägezahnförmige Zähne ausgebildet
sind.
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Dies
gilt ebenso für
die Querschnittformen der zweiten und dritten Kolonne. Die Abschnitte
sind in zwei Teile unterteilt, wobei zwischen den Antriebswellen
S1 und S2 eine Lücke
vorgesehen ist.
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Das
Sonnenrad 3, das an das jeweilige Außenrad jedes linksgängigen Freilaufs
B angebracht ist, steht in Eingriff mit den drei oder vier hohlen
Planetenrädern 6,
die um das Sonnenrad 3 herum angeordnet sind. Die hohlen
Planetenräder 6 stehen
in Eingriff mit Hohlrad 9. Dies hat den Zweck, die Pedale
unabhängig
nach rechts und nach links zu bewegen, wenn sowohl Antriebswelle
S1 als auch S2 rechtsgängig
und linksgängig getreten
werden, oder die Richtung zu wechseln, wenn die Pedale mit den Füßen betätigt werden.
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Wie
anhand des Querschnitts der ersten Kolonne an Antriebswelle S1 deutlich
wird, ist ein Flansch 11 im Außenrad des rechtsgängigen Freilaufs
A direkt mit dem Hohlrad 9 verbunden, an dem das Kettenrad 10 über eine
Stellschraube 13 angebracht ist.
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Im
oben beschriebenen Fall weist das Hohlrad 9 einen Innenumfang
auf, in welchen Stützlager 12 eingebracht
sind. Das Innenrad der Stützlager 12 ist
an den Außenumfang
des äußeren Lagergehäuses H2
gekoppelt. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Hohlrad 9 beim
Drehen nach rechts und links geschüttelt wird, so dass er eine
stabile Rotationskraft aufweist.
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Der
Querschnittsaufbau der zweiten Kolonne entspricht dem der ersten
Kolonne. Mit anderen Worten, das Sonnenrad 3, das Planetenrad 4 und
das Planetenrad 5 sind über
den ortsfesten Bolzen 7 und den zweiten ortsfesten Bolzen 8 in
einer Reihe miteinander verbunden und gelangen dann mit dem Hohlrad 9 in
Eingriff, an dem das Kettenrad 10 angebracht ist. Dies
erfüllt
den Zweck, dass die Antriebswelle S1 und die Antriebswelle S2 dasselbe
Rotationsgeschwindigkeitsverhältnis
aufweisen, wenn das linke und das rechte Pedal zur selben Zeit angehoben,
hinunter getreten und gedreht werden. Die nicht erläuterte Bezugsziffer
F in 1 weist auf den Fahrradrahmen hin.
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Die
Bedienung der oben beschriebenen Fahrradantriebseinheit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung soll im Folgenden anhand von 3a bis 3d genau
beschrieben werden.
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Wenn
das Innenrad des linksgängigen
Freilaufs B in Linksrichtung rotiert, wird die Rotationskraft des linksgängigen Freilaufs
B auf deren Außenrad übertragen.
Auf diese Weise drehen sich das Innenrad und das Außenrad des
linksgängigen
Freilaufs B in Linksrichtung. Wenn das Innenrad des linksgängigen Freilaufs
B in Rechtsrichtung rotiert, wird die Rotationskraft des linksgängigen Freilaufs
B nicht auf deren Außenrad übertragen,
und nur das Innenrad befindet sich im Leerlauf. In diesem Fall bildet
das Außenrad
des linksgängigen Freilaufs
B selbst eine übliche
Einwegkupplung, die in Linksrichtung leer laufen kann.
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Wenn
nun das Innenrad des rechtsgängigen
Freilaufs A in Rechtsrichtung rotiert, wird die Rotationskraft des
rechtsgängigen
Freilaufs A auf deren Außenrad übertragen.
Auf diese Weise drehen sich das Innenrad und das Außenrad des
rechtsgängigen
Freilaufs A in Rechtsrichtung. Wenn das Innenrad des rechtsgängigen Freilaufs
A in Linksrichtung rotiert, wird die Rotationskraft des rechtsgängigen Freilaufs
A nicht auf deren Außenrad übertragen,
doch nur das Innenrad befindet sich im Leerlauf. In diesem Fall
bildet das Außenrad
des rechtsgängigen
Freilaufs A selbst eine übliche
Einwegkupplung, die in Linksrichtung leer laufen kann.
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Wenn
die Pedalkurbel C1 durch das Pedal P1, an dem ein Schlitten angebracht
ist, angehoben wird und die Antriebswelle S1 so in Linksrichtung
rotiert, läuft
das Innenrad des rechtsgängigen
Freilaufs A der ersten Kolonne in Linksrichtung in Gegenrichtung
zum Außenrad
und zusammen mit der Antriebswelle S1.
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Das
Innenrad des linksgängigen
Freilaufs B der zweiten Kolonne rotiert ebenfalls in Linksrichtung. Wenn,
unter Berücksichtigung
der Eigenschaften des linksgängigen
FreilaufsB, das Innenrad des linksgängigen Freilaufs B in Linksrichtung
rotiert, wird seine Rotationskraft auf das Außenrad übertragen. Das einstückig mit
dem Außenrad
des linksgängigen
Freilaufs B ausgebildete Sonnenrad 3 rotiert auf diese
Weise in Linksrichtung.
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Außerdem wird
die Rotationsrichtung des hohlen Planetenrades 6 geändert, welches
in Eingriff mit dem Sonnenrad steht und so nun in Rechtsrichtung
rotiert. Außerdem
wird die Rotationskraft des hohlen Planetenrades 6 auf
das Hohlrad 9 des Kettenrads 10 übertragen,
welches dann in Rechtsrichtung rotiert, so dass sich das Fahrrad
vorwärts
bewegt.
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Im
oben beschriebenen Fall rotiert das Außenrad des rechtsgängigen Freilaufs
A der ersten Kolonne in Rechtsrichtung, da es mit dem Hohlrad 9 und
dem Flansch 11 verbunden ist. Wenn, unter Berücksichtigung der
Eigenschaften des rechtsgängigen
Freilaufs A, das Innenrad des rechtsgängigen Freilaufs A in Linksrichtung
rotiert, wird die Rotationskraft nicht auf das Außenrad übertragen,
welches stattdessen entgegen der Rotationsrichtung des Innenrades
leer läuft.
Es findet also keine gegenseitige Beeinflussung statt.
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Andererseits
wirkt in der dritten Kolonne die Anti-Rotationskraft der Antriebswelle S1
nicht auf Antriebswelle S2, da die Antriebswelle S1 von der Antriebswelle
S2 gelöst
ist.
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Die
hohlen Umkehrräder 6 rotieren
jedoch in Rechtsrichtung, was das Sonnenrad 3, das am Außenrad des
linksgängigen
Freilaufs B der dritten Kolonne angebracht ist, dazu bringt, in
Linksrichtung zu rotieren. Wenn, unter Berücksichtigung der Eigenschaften
des linksgängigen
Freilaufs B, das Außenrad
des linksgängigen
Freilaufs B in Linksrichtung rotiert, läuft es entgegen ihrem Innenrad.
Wenn also die Antriebswelle S1 in Linksrichtung rotiert, wirkt keine
Rotationskraft auf die Antriebswelle S2, die an das Innenrad des
linksgängigen Freilaufs
B der dritten Kolonne gekoppelt ist. Die Antriebswelle S2 bewegt
sich also nicht.
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Im
oben beschriebenen Fall rotiert in der vierten Kolonne das Hohlrad 9 in
Rechtsrichtung, so dass das Planetenrad 5, welches in Eingriff
mit dem Hohlrad 9 steht, auch in Rechtsrichtung rotiert.
Das Planetenrad 4, das mit dem Planetenrad 5 in
Eingriff steht, rotiert in Linksrichtung. Die Rotationskraft des
Planetenrades 4 dreht das Zentralgetriebe 3, das
am Außenrad
des rechtsgängigen
Freilaufs A der vierten Kolonne angebracht ist, in Rechtsrichtung.
Wenn allerdings das Außenrad
des Planetenrades 4 in Rechtsrichtung rotiert, läuft es angesichts
der Eigenschaften des rechtsgängigen
Freilaufs A entgegen dem Innenrad leer. Deshalb wirkt die Rotationskraft
des Planetenrades 4 nicht auf sein Innenrad. Obwohl sich
also die daran gekoppelte Antriebswelle S2 nicht bewegt, bewegt
das Fahrrad bewegt sich vorwärts.
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Wenn
im oben beschriebenen Fall das Pedal niedergetreten wird, um die
Pedalkurbel C1 und die Antriebswelle S1 zu drehen, rotiert wie in 2a dargestellt
das Außenrad
des rechtsgängigen
Freilaufs A der ersten Kolonne in Rechtsrichtung. Die Rotationskraft
wird in diesem Fall auf das Außenrad
des rechtsgängigen Freilaufs
A übertragen,
um den Flansch 11 und das Hohlrad 9, mit dem das
Kettenrad 10 verbunden ist, in Rechtsrichtung zu drehen.
Auf diese Weise wird das Fahrrad angetrieben.
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Wenn
außerdem
das Innenrad des linksgängigen
Freilaufs B der zweiten Kolonne, das an die Antriebswelle S1 gekoppelt
ist, in Rechtsrichtung rotiert, überträgt angesichts
der Eigenschaften des linksgängigen
Freilaufs B das Innenrad des linksgängigen Freilaufs B seine Rotationskraft
nicht auf das Außenrad,
sondern läuft
leer. Auf diese Weise läuft
das Innenrad der Kupplung B nur in Rechtsrichtung zusammen mit der Antriebswelle
S1.
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Wenn
die Antriebswelle S1 in Rechtsrichtung rotiert, wirkt die Anti-Rotationskraft
der Antriebswelle S1 nicht auf Antriebswelle S2, da die Antriebswelle
S1 von der Antriebswelle S2 gelöst
ist. Im oben beschriebenen Fall rotiert in der vierten Kolonne das
Hohlrad 9 in Rechtsrichtung, so dass das Planetenrad 5,
welches in Eingriff mit dem Hohlrad 9 steht, in Rechtsrichtung rotiert.
Die Sonnenräder 3 der
zweiten und dritten Kolonne, die mit den hohlen Planetenrädern 6 in
Eingriff stehen, rotieren in Rechtsrichtung. Da das jeweilige Sonnenrad 3 der
zweiten und dritten Kolonne an das Außenrad des linksgängigen Freilaufs
B gekoppelt ist, überträgt das Außenrad des
linksgängigen
Freilaufs B die linksgerichtete Rotationskraft nicht auf das Innenrad
der Kupplung, sondern läuft
leer. Die Antriebswelle S2 bewegt sich also nicht.
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Im
oben beschriebenen Fall rotiert in der zweiten und dritten Kolonne
der Hohlrad 9 in Rechtsrichtung, doch das Planetenrad 6 der
zweiten und dritten Kolonne rotiert ebenfalls in Rechtsrichtung.
Die Planetenräder 4,
die in Eingriff mit den Planetenrädern 5 stehen, rotieren
ebenfalls, und zwar in Linksrichtung. Die Planetenräder 4 rotieren
das Sonnenrad 3 der vierten Kolonne in Rechtsrichtung.
Wenn das Außenrad
des rechtsgängigen
Freilaufs A in Rechtsrichtung rotiert, wirkt angesichts der Eigenschaften
des rechtsgängigen
Freilaufs A keine Rotationskraft auf das Innenrad, welches stattdessen
in Rechtsrichtung leer läuft.
Es wird also keine Rotationskraft auf die Antriebswelle S2 übertragen.
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Das
heißt,
wenn die Antriebswelle Slin Rechts- oder in Linksrichtung rotiert,
wirkt keine äußere Kraft auf
die Antriebswelle S2 übertragen,
und die Pedalkurbel C2 bewegt sich also nicht.
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Wenn,
wie oben beschrieben, die Antriebswelle S1 in Rechts- oder Linksrichtung
rotiert, rotiert der Hohlrad 9, an dem das Kettenrad 10 angebracht
ist, stets in Rechtsrichtung und bewegt so das Fahrrad vorwärts. Da
jedoch keine äußere Kraft
auf Antriebswelle S2 einwirkt, bewegt sich die Antriebswelle S2
nicht.
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Wenn
die Antriebswelle S2 in Rechts- oder in Linksrichtung rotiert, bewegt
sich das Fahrrad vorwärts, aber
die Antriebswelle S1 bewegt sich nicht, wie in
3a bis
3d dargestellt.
Das linke und das rechte Pedal können
deshalb unabhängig
voneinander benutzt werden. Wenn beide Füße zur selben Zeit angehoben oder
gesenkt werden, rotiert das Pedal in Rechts- oder Linksrichtung,
das Fahrrad rotiert um 360 Grad in Rechtsrichtung wie ein herkömmliches
Fahrrad, oder um 360 in Linksrichtung, so dass es sich stets vorwärts bewegt.
Mehrere Dutzend Arten von Fahrradepedalbenutzungen werden im Folgenden
kurz aufgeführt.
| | A:
Halbe Umdrehung in Rechtsrichtung von 12-Uhr-Position in 6-Uhr-Position | | B:
Halbe Umdrehung in Linksrichtung von 12-Uhr-Position in 6-Uhr-Position |
| 1 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
das eine Pedal angehoben wird. | 8 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
das eine Pedal angehoben wird. |
| 2 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
ein Pedal niedergetreten wird. | 9 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
ein Pedal niedergetreten wird. |
| 3 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
das andere Pedal angehoben wird. | 10 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
das andere Pedal angehoben wird. |
| 4 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
beide Füße zugleich
angehoben werden. | 11 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
beide Füße zugleich
angehoben werden. |
| 5 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
beide Füße das Pedal
niedertreten. | 12 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
beide Füße das Pedal
niedertreten. |
| 6 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
beide Füße zugleich
das Pedal niedertreten und angehoben werden. | 13 | Das
Fahrrad bewegt sich vorwärts, wenn
beide Füße zugleich
das Pedal niedertreten und angehoben werden. |
| 7 | Beide
Füße werden
abwechselnd gehoben und gesenkt (Gehbewegung vorwärts) | 14 | Beide
Füße werden
abwechselnd gehoben und gesenkt (Gehbewegung vorwärts) |
| | C:
Halbe Umdrehung in Rechtsrichtung von 3-Uhr-Position in 9-Uhr-Position | | D:
Umdrehung in Linksrichtung von 3-Uhr-Position
in 9-Uhr-Position |
| 15 | Das
eine Pedal wird nach vorn getreten | 23 | Das
eine Pedal wird nach vorn getreten |
| 16 | Das
eine Pedal wird nach hinten gezogen | 24 | Das
eine Pedal wird nach hinten gezogen |
| 17 | Das
andere Pedal wird nach vorn getreten | 25 | Das
andere Pedal wird nach vorn getreten |
| 18 | Das
andere Pedal wird nach hinten gezogen | 26 | Das
andere Pedal wird nach hinten gezogen |
| 19 | Beide
Füße werden
zugleich nach vorn bewegt | 27 | Beide
Füße werden
zugleich nach vorn bewegt |
| 20 | Beide
Füße werden
zugleich nach hinten gezogen | 28 | Beide
Füße werden
zugleich nach hinten gezogen |
| 21 | Die
Füße werden
abwechselnd nach vorn bewegt und nach hinten gezogen | 29 | Die
Füße werden
abwechselnd nach vorn bewegt und nach hinten gezogen |
| 22 | Beide
Füße zugleich
werden nach vorne bewegt und wieder nach hinten gezogen | 30 | Beide
Füße zugleich
werden nach vorne bewegt und wieder nach hinten gezogen |
| | E: 360-Grad-Bewegung |
| 31 | 360-Grad-Bewegung
in Rechtsrichtung mit dem einen Fuß |
| 32 | 360-Grad-Bewegung
in Rechtsrichtung mit dem anderen Fuß |
| 33 | 360-Grad-Bewegung
in Linksrichtung mit dem einen Fuß |
| 34 | 360-Grad-Bewegung
in Linksrichtung mit dem anderen Fuß |
| 35 | 360-Grad-Bewegung
in Rechtsrichtung mit beiden Füßen zugleich |
| 36 | 360-Grad-Bewegung
in Linksrichtung mit beiden Füßen zugleich |
| 37 | 360-Grad-Bewegung
wie bei einem herkömmlichen
Fahrrad |
| 38 | 360-Grad-Bewegung
in Gegenrichtung zu der eines herkömmlichen Fahrrads |
| | F: Sonstige |
| 39 | Hin- und
Herbewegung mit gestreckten Füßen |
| 40 | Verschiedene
Anwendungsmöglichkeiten
der Pedalmethoden |
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Die
Ausgangsleistung der Pedalbewegungen stellt stets eine Rotation
in Rechtsrichtung dar, unabhängig
vom Winkel und von der Rotationsrichtung des Pedals und des rechten
und linken Pedals. Das Fahrrad wird auf diese Weise rechtsgängig vorwärts bewegt.
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Wenn
das Fahrrad jedoch nach dem Abstellen nach hinten gezogen oder rückwärts geschoben
wird, da in einer engen Straße
die Richtung gewechselt werden soll, weist das Fahrrad einen Aufbau
auf, bei dem die ausgegebene Leistung stets eine Rotation in Rechtsrichtung
darstellt, da sowohl die rechtsgängige
Einwegkupplung A und die linksgängige
Einwegkupplung B in diesem Aufbau angeordnet sind. Wenn das Fahrrad zum
Zweck einer Rückwärtsbewegung
nach hinten gezogen wird, kann die Ausgaberichtung nicht geändert werden,
da der Hohlrad 9, an dem das Kettenrad 10 angebracht
ist, selbst in Rechtsrichtung rotiert.
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Auf
diese Weise wird ein Fahrrad erzeugt, das nicht rückwärts bewegt
wird.
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So
kann es geschehen, dass das Fahrrad nicht rückwärts geschoben werden kann und
das Hinterrad des Fahrrads stattdessen rückwärts rutschend bewegt werden
muss. Dies stellt aufgrund des geringen Gewichts eines üblichen
Fahrrads natürlich
kein Problem dar. Im Fall der vorliegenden Erfindung kann bei Bedarf eine
Steuereinheit zum Rückwärtsschieben
am Fahrrad angeordnet werden. Diese wird im Folgenden anhand von 1 beschrieben.
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Am
Ende des Außenumfangs
des inneren Lagergehäuses
H1 sind mehrere Bohrungen ausgebildet, in welche Arretierbolzen 15 eingeführt sind.
Eine Klammer 14 ist mit Hilfe einer Stellschraube 13 am
Außenumfang
des äußeren Lagergehäuses H2
angebracht. Ein Arretierbolzen 15 und eine Rückstellfeder 16 sind
in eine Arretierbolzenführung 17 eingeführt. Dabei
wird die Federspannung durch eine Spannungssteuerschraube 18 reguliert.
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Wenn
im oben beschriebenen Fall ein Hebel 21 gehalten wird,
wird der Arretierbolzen 15 durch ein Stahlkabel 20 durch
eine Laufrolle 19 nach hinten bewegt.
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Wenn
also das Fahrrad nach hinten geschoben wird, d. h. wenn das Hohlrad 9 aufgrund
der Rotation des Hinterrades durch das Anziehen des Kettenrads 10 in
Linksrichtung rotiert, rotieren das innere Lagergehäuse H1,
das im Innenrad des äußeren Lagers
B2 innerhalb des äußeren Lagergehäuses H2
angeordnet ist, die einstückig
mit dem inneren Lagergehäuse
H1 ausgebildete Drehplatte 1, die jeweils mit der Drehplatte 1 verbundenen Getriebe
und die ortsfesten Bolzen 7, die rechtsgängige und
die linksgängige
Einwegkupplung A und B, die an die Antriebswellen S1 und S2 gekoppelt
sind, und die Pedalkurbeln C1 und C2 rotieren gemeinsam mit dem
Innenrad des äußeren Lagers
B2 zusammen mit dem inneren Gehäuse
H1 reibungslos in Linksrichtung. So kann das Fahrrad auf normale
Weise rückwärts geschoben
werden.
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Wenn
sodann der Hebel 21 gelöst
wird, bewegt sich der Arretierbolzen 15 vorwärts und
wird dann in eine der Bohrungen, die im inneren Lagergehäuse H1 ausgebildet
sind, durch die Rückstellfeder 16 so
eingeführt,
dass das innere Lagergehäuse
H1 und die Drehplatte 1 sich nicht bewegen können. Auf
diese Weise sind verschiedene Pedalantriebsarten in Rechts- und
in Linksrichtung möglich.
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Im
oben beschriebenen Fall weist der Hebel 21 ein übliches
Fahrradlenkerrohr 30 auf, das mit einer Klemme 23 befestigt
ist. Am Hebel 21 ist ein Arretierriegel 22 angeordnet.
Wenn nun das Fahrrad auf etwas größere Distanz rückwärts geschoben
werden soll, wird der Arretierriegel 22 gekippt, während der
Hebel 21 gehalten wird, so dass der Hebel 21 nicht
zur Rückstellfeder 16 zurückkehrt.
Der Fahrradlenker kann unter Halten des Hebels 21 nach
hinten gezogen werden.
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Im
oben beschriebenen Fall kann eine Laufrolle 19 als Führung zur
Lösung
und zum Richtungswechsel von Stahlkabel 20 angeordnet werden.
Wie in 1 gezeigt, kann der Arretierbolzen 15 nämlich nicht
nur an der Seite des äußeren Lagergehäuses H2,
sondern auch an seinem Boden angeordnet werden.
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Kommerzielle Anwendbarkeit
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Gemäß der oben
beschriebenen vorliegenden Erfindung kann ein Fahrrad anhand verschiedener
Pedalantriebsarten angetrieben werden. Ein Nutzer kann das Fahrrad
in Rechts- oder Linksrichtung treten, je nach dem, welche Muskelabschnitte
er zu benutzen wünscht,
und kann also vorwärts
treten, rückwärts treten, paddeln
oder Hin- und Herbewegungen durchführen. Der Nutzer kann zudem
seine Beinmuskeln gleichmäßig einsetzen.
Der Effekt der vorliegenden Erfindung ist es also, dass die Bewegungsquantität zunimmt,
was die Benutzung des Fahrrads für
den Nutzer interessanter macht als bei der herkömmlichen lang anhaltenden,
monotonen Pedalantriebsart, so dass jede Person das Fahrrads ohne
Ermüdungserscheinungen
benutzen kann.