DE2449080C3 - Vorrichtung, insbesondere zum Tretantrieb eines Fahrrades oder zum Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung der anzutreibenden Welle bei Kolbenmaschinen - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, insbesondere zum Tretantrieb eines Fahrrades oder zum Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung der anzutreibenden Welle bei Kolbenmaschinen, mit um eine zur getriebenen Welle exzentrisch gelagerte Schwenkwelle hin und herschwenkbaren Schenkeln, deren rückwärtiger Teil jeweils einen die angetriebene Welle umfassenden Bügel mit innenverzahntem Zahnkranzsegment und mit einer Rückstelleinrichtung aufweist

Wie bekannt, wird beispielsweise bei einem Fahrrad die anzutreibende Welle des rückwärtigen Rades durch über einen Kettentrieb einwirkende Tretkurbeln in Umdrehung versetzt Derartige bekannte Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Kurbeln bei ihrer Drehbewegung über den Totpunkt geführt werden müssen, wodurch die Antriebskraft nicht voll ausgenutzt werden kann.

Der gleiche Nachteil ergibt sich auch bei bisher bekannten Kolbenmaschinen, bei welchen der hin- und hergehende Kolbenhub durch eine Kurbelvorrichtung in Drehbewegung umgesetzt wird.

Es ist auch ein Tretantrieb für Fahrräder bekannt (US-PS 34 14 293), bei dem eine Leerhub-Rückführungsanordnung mittels Federn vorgesehen ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind Tretschenkel angeordnet, die um eine zur getriebenen Welle exzentrisch gelagerte Schwenkwelle schwenkbar sind, wobei der rückwärtige Teil der Tretschenkel einen die angetriebene Welle umfassenden Bügel mit innen verzahntem Zahnkranzsegment aufweist.

Die Leerlauf-Rückstelleinrichtung ist bei dieser bekannten Anordnung in Form von die Tretschenkel im Leerhub rückstellenden Federn gestaltet.

Eine derartige bekannte Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß die durch die Tretkraft bewirkte Antriebskraft nicht in jedem Zeitpunkt unter Ausnutzung der vollen Energie der vom Fahrer aufgebrachten Kraft bei der Übertragung auf das getriebene Rad ausgenutzt werden kann, da bei jedem Trethub ein Teil der Tretkraft zum Spannen der Leerhub-Rückstellfedern dient

Auch ist es hierbei nachteilig, daß bei jedem Trethub die Drehbewegungsübertragung stoßartig erfolgt, so daß keine gleichmäßige Fahrweise erzielbar ist

Es ist auch eine Kolbenmaschine innerer Verbrennung mit einer Einrichtung zum Umsetzen der hin- und hergehenden Bewegung der Antriebskolben in eine Drehbewegung bekannt (FR-PS 7 33 035), wobei eine als zweiseitige Zahnstange ausgebildete Kolbenstange an ihren beiden Enden mit je einem Hubzylinder verbunden ist, derart, daß beim Aufwärtshub die Hubkraft des unteren Hubzylinders über ein mit der einen Seite der doppelseitigen Zahnstange kämmendes halbes Zahnrad eine erste Hilfswel.'e in Drehbewegung versetzt und beim Abwärtshub die Hubkraft des oberen Zylinders über ein mit der anderen Seite der Zahnstange kämmendes halbes Zahnrad eine andere Hilfswelle in Drehung versetzt wobei die Drehbewegung beider Hilfswellen über ein gemeinsames Zahnradgetriebe auf die anzutreibende Welle übertragen wird.

Eine derartige Anordnung ist für einen Fahrradantrieb nicht verwendbar, da gemäß dieser bekannten Vorrichtung im Aufwärtshub ein Krafthub erfolgen muß, was der üblichen Krafteinwirkung mittels Trethüben eines Fahrradfahrers zuwiderläuft

Es ist auch eine Ziegelformmaschine bzw. Tabakpresse bekannt (US-PS 4 44 016) mit einer über ein Hebelgestänge verbcadenen Rückstelleinrichtung, wobei über eine mit einer vom Hubzylinder hin- und hergehend betätigte Zahnstange wechselseitig ein linearer Krafthub einer Arbeitseinrichtung und jeweils gleichzeitig ein linearer Leerlauf-Rückhub einer anderen Einrichtung bewirkt wird. Eine derartige bekannte Anordnung, welche zum Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine wiederum hin- und hergehende Bewegung dient, ist für den Tretantrieb eines Fahrrades bzw. für ein Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung bei Kolbenmaschinen nicht verwendbar, wobei auch die durch ein Hebelsystem gebildete Lechub-Rückstelleinrichtung nicht für eine eine Drehbewegung vollführende abtreibende Welle verwendet werden kann.

Es ist auch eine Vorrichtung zur schrittweisen Drehungsbewegung einer elektrisch betriebenen Schreibmaschine bekannt (US-PS 35 04 780), bei der jeweils geringe schrittweise Drehungswege einer Walze mittels schrittweise erfolgenden Drehbewegungen einer mit Exzenterscheiben versehenen antreibenden Welle über axial und radial verschiebbare Hebel erzielt wird, wobei an einem Ende dieses Hebels mit der zu drehenden Welle kurzzeitig in Verzahnungseingriff kommende Zahnsegmente angeordnet sind.

Eine derartige bekannte Anordnung, bei der die Drehbewegung einer antreibenden Welle auf eine Drehbewegung einer mit kleinen Schritten angetriebenen Welle übertragen wird, ist für einen Tretantrieb eines Fahrrades bzw. für die Umsetzung einer hin- und hergehenden Bewegung in Drehbewegung einer anzutreibenden Welle einer Kolbenmaschine nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu beheben und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher der bei einer hin- und hergehenden Bewegung in einer Richtung erfolgende Krafthub in jedem Zeitpunkt unter Ausnutzung der vollen Energie kraftschlüssig auf die zu drehende Antriebswelle übertragen werden kann, wobei die Vorrichtung eine unkomplizierte, Reibungs-

Verluste zusätzlicher Teile vermeidende einfache Bauart aufweisen soll.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zahnkranzsegmente so angeordnet sind, daß sie mit je einem auf der getriebenen Welle fest angebrachten und zueinander um 180° versetzten halben Zahnrad kämmen und daß die Rückstelleinrichtung aus Stangen besteht, deren eines Ende nahe der Schwenkachse am jeweiligen Schenkel und deren anderes Ende an einer auf der getriebenen Welle frei drehbar gelagerten Hohlwelle jeweils um 180° versetzt angelenkt ist.

Erfindungsgemäß ergibt sich der Vorteil, daß die in einem hin- und hergehenden Krafthub einwirkende Energie in jedem Zeitpunkt und in jeder Stellung unter voller Kraftausnutzung unter Vermeidung zusätzlicher drehbarer Teile unmittelbar in Drehbewegung der anzutreibenden Welle umgesetzt werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen Fahrradaatrieb schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Tretschenkelantrieb für Fahrräder im Schnitt nach der Linie 1-1 gemäß F i g. 2,

F i g. 2 eine Draufsicht gemäß F i g. 1.

Die in diesem Ausführungsbeispiel als Tre',-chenkel wirksamen Schenkel 1 und 1' sind beiderseits auf einer als gemeinsame Schwenkachse 2 dienenden Tretwelle drehbar gelagert, so daß sie in ihren äußersten Stellungen einen Winkel kleiner als 180° einschließen, wobei diese Schenkel 1, 1' jeweils gegenläufig zueinander schwenkbar sind. Die Schenkel 1,1' weisen an ihrer der Schwenkachse 2 gegenüberliegenden Seite 3a einen doppelhebelartig gestalteten Bügel 9 auf, welcher eine zur Schwenkachse 2 exzentrisch gelagerte anzutreibende Welle S umfaßt und mit einem innen verzahnten Zahnkranzsegment 3, 3' versehen ist. In diese Zahnkranzsegmente 3, 3' greifen den einzelnen Schenkel 1, V zugeordnete, halbe Zahnräder 4, 4' abwechselnd ein, die zueinander um 180° versetzt auf der gemeinsamen anzutreibenden Welle befestigt sind. Die beiden Schenkel 1 und 1' sind mittels einer Rückstelleinrichtung derart miteinander verbunden, daß diese eine gegenläufige Bewegung durchführen, so daß sie nacheinander im gleichgerichteten Krafthub bei der Übertragung der Energie in drehende Bewegung auf die anzutreibende Welle wirksam werden.

Die Rückstelleinrichtung besteht aus einer Str.nge 6, die mit ihrem einen Ende mit dem Schenkel 1 nahe der Schwenkachse 2 und mit ihrem anderen Ende mit einer auf der anzutreibenden Welle 5 frei drehbaren Hohlwelle 7 gelenkig verbunden ist An der dem Schenkel Γ zugekehrten Seite ist eine entsprechende Stange 8 mit ihrem einen Ende in entsprechender Weise am Schenkel 1' nahe der Schwenkachse 2 und mit ihreir. anderen Ende an einer zur Anlenkungsstelle der Stange 6 diametral gegenüberliegenden Seite angelenkt Durch diese Rückstelleinrichtung wird eine jeweils gegenläufige Bewegung der Schenkel 1 und Γ zueinander gewährleistet

Bei Hinunterschwenken des Schenkels 1 im Gegenuhrzeigersinne gemäß F i g. 1 wird dieser um die Schwenkachse 2 geschwenkt, wobei sich das Zahnkranzsegment 3 desgleichen im Gegenuhrzeigersinn nach oben bewegt, so daß das halbe Zahnrad 4 und die mit diesem verbundene anzutreibende Welle 5 zusammen mit dem Kettenrad 11 eine halbe Drehung im Gegenuhrzeigersinn vollführt Zur gleichen Zeit wird durch die beim Schwenken des Schenkels 1 im Gegenuhrzeigersinn sich gemäß F i g. 1 in der Bildebene nach rechts verschiebende Stange 6 die frei drehbare Hohlwelle 7 im Uhrzeigersinn gedreht so daß die sich in Gegenrichtung zur Stange 6 verschiebende Stange 8 gleichzeitig den anderen Schenkel Γ im Uhrzeigersinn im Leerhub hochdrückt Ist der Schenkel 1 um seinen Winkel hinuntergeschwenkt, so kommt das bis dahin mit dem Zahnkranzsegment 3 kämmende halbe Zahnrad 4 außer Eingriff, so daß sich während des Leerlaufrückhubes des Schenkels 1 die mit dem halben Zahnrad verbundene anzutreibende Welle 5 zusammen mit dem Kettenrad 11 im Gegenuhrzeigersinn weiterdrehen kann, wobei anschließend das andere halbe Zahnrad 4' mit der Verzahnung des Zahnkranzsegmentes 3' in Eingriff kommt und bei nun beginnendem im Gegenuhrzeigersinn erfolgenden Kraft-Abwärtshub des Zahnkranzsegmentes 3' dieses mit dem mit der anzutreibenden Welle 5 sowie mit dem Kettenrad U verbundenen anderen Zahnrad 4' in kämmenden Eingriff kommt wobei die anzutreibende Welle 5 zusammen mit dem Kettenrad 11 eine weitere halbe Umdrehung vollführt

Gleichzeitig wird der Schenkel 1 über die Stange 8, die Hohlwelle 7 und die Stange 6 wieder in die Ausgangsstellung zurückgeführt

Wird die neue Einrichtung bei Kolbenmaschinen verwendet, so werden die Schenkel 1 und Γ mit je einem der Kolben gelenkig verbunden und durch den Druck der beaufschlagbaren Kolben bewegt so daß die anzutreibende Welle 5, wie bereits beschrieben, in gleicher Weise in Drehung versetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung, insbesondere zum Tretantrieb eines Fahrrades oder zum Umsetzen einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung der anzutreibenden Welle bei Kolbenmaschinen, mit um eine zur getriebenen Welle exzentrisch gelagerte Schwenkwelle hin und herschwenkbaren Schenkeln, deren rückwärtiger Teil jeweils einen die angetriebene Welle umfassenden Bügel mit innenverzahntem Zahnkranzsegment und mit einer Rückstelleinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkranzsegmente (3, 3') so angeordnet sind, daß sie mit je einem auf der getriebenen Welle (5) fest angebrachten und zueinander um 180° versetzten halben Zahnrad (4, 4') kämmen und daß die Rückstelleinrichtung aus Stangen (6, 8) besteht, deren eines Ende nahe der Schwenkachse (2) am jeweiligen Schenkel (1, Γ) und deren anderes Ende an einer auf der getriebenen Welle frei drehbar gelagerten Hohlwelle (7) jeweils um 180° versetzt angelenkt ist