DE2511753C3

DE2511753C3 - Radfahrzeug mit Pedalantrieb und energiespeichernden Schwungscheiben

Info

Publication number: DE2511753C3
Application number: DE19752511753
Authority: DE
Inventors: Hans Dieter Wilhelm 4050 Moenchengladbach Goeres
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-18
Filing date: 1975-03-18
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2511753A1; DE2511753B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein von einem Fahrer antreibbares Radfahrzeug mit einem Pedalantrieb und einem von diesem betätigten Obersetzungsgetriebe mit sowohl vom Fahrer aufgebrachte als auch beim Bergabfahren oder Bremsen freiwerdende Energie so speichernden Schwungscheiben zum Antreiben wenigstens eines Rades des Fahrzeuges.

Radfahrzeuge dieser Art sind bekannt. So ist aus dem DE-Gbm 17 55 302 ein Fahrradantrieb bekannt, der zum Erhöhen des Wirkungsgrades zwischen den Pedalen ">'' und dem getriebenen Hinterrad in einem Kettentrieb eine Schwungscheibe aufweist, die mit einem Freilauf versehen ist und vom Antrieb abgekuppelt werden kann. Auch kann zwischen Schwungscheibe und dem getriebenen Rad dieses Fahrrades ein Schaltgetriebe ^N< vorgesehen sein. Die Schwungscheibe soll eine größere Geschwindigkeit des Fahrrades in der Ebene und ein leichteres Bergauffahren ermöglichen, wird jedoch beim Bergabfahren ausgekuppelt oder von den Pedalen abgekuppelt, so daß die beim Bergabfahren und ■ ■ insbesondere auch die beim Bremsen freiwerdende Energie vor der Schwungscheibe nicht gecpeichert werden kann.

Aus der DE-PS 9 01 505 ist ein Schwungradantrieb für Fahrräder bekannt, bei dem zwischen dem Pedalantrieb und dem angetriebenen Rad des Fahrrades eine Schwungscheibe gelagert ist, die mit dem Pedalantrieb ständig in Verbindung steht und über eine Reibkupplung mit veränderbarer Obersetzung mit dem Hinterrad verbunden werden kann, wobei die Verbindung zum Hinterrad ausgekuppelt werden kann. Die Schwungscheibe ist nicht in der Lage, beim Bremseil oder Bergabfahren freiwerdende Energie zu speichern, weil sie nur von den Pedalen angetrieben werden kann.

Ein ähnlicher Fahrradantrieb mit Schwungscheibe ist aus der AT-PS 20 845 bekannt, bei dem jedoch auch die· beim Bergabfahren freiwerdende Energie gespeichert -"erden kann. Auch in diesem Falle wird die gespeicherte Energie zunächst weitgehend verbraucht, bevor der Pedalantrieb wieder wirksam werden kann, was insbesondere dann unerwünscht ist, wenn auf eine Bergabfahrt oder einen Bremsvorgang eine wenig Antriebsenergie benötigende Fahrstrecke wie eine ebene Strecke und erst dann eine Steigung folgt Die gespeicherte Energie wird dann beim Fahren auf der ebenen Strecke verbraucht, so daß zum anschließenden Bergauffahren nur noch wenig oder gar keine gespeicherte Energie mehr zur Verfügung steht

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein vom Fahrer antreibbares Radfahrzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sowohl vom Fahrer aufgebrachte Energie als auch beim Bergabfahren und Bremsen freiwerdende Energie gespeichert und bei Bedarf für den Antrieb des Radfahrzeuges verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Speichern der beim Bremsen oder Bergabfahren freiwerdenden Energie eine gesonderte Schwungscheibe vorgesehen ist, welche diese Energie unabhängig von den anderen Schwungscheiben bzw. deren Ladezustand aufnehmen kann.

Erfindungsgemäß wird also eine zusätzliche Speichermöglichkeit für freiwerdende Energie bei einem mit Muskelkraft anzutreibenden Radfahrzeug geschaffen, wobei diese Speichermöglichkeit den zusätzlichen Vorteil hat, daß die von ihr gespeicherte Energie bei Bedarf und auch zusätzlich zu der von der anderen Schwungscheibe gespeicherten Energie zur Unterstützung des Antriebes benutzt werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist vorzugsweise bei Fahrrädern, Tandems, Dreirädern, Doppelfahrrädern, Dreifachfahrrädern usw. anwendbar, d. h. insbesondere bei solchen Fahrrädern, welche einen Pedalantrieb mit einer auf wenigstens eines der Räder und insbesondere der Hinterräder führenden Kettentransmission aufweisen. Besonders bei Doppelfahrrädern oder sonstigen vierrädrigen Pedalfahrzeugen, Dreirädern, Dreifachrädern und dergleichen können die Schwungscheiben um eine senkrechte Achse drehbar übereinander angeordnet sein, weil genügend Platz für eine derartige Anordnung zur Verfügung steht. In jedem Falle ist eine gute Stufung einer jeweils größeren Übersetzung zweckmäßig, damit die Schwungscheibe selbst bei Erreichen höherer Drehzahl immer noch zusätzliche Schwungenergie erteilen kann. Die Abgabe der in den Schwungscheiben gespeicherten Energie kann durch Zwischenschalten eines Ausgleichgetriebes ab einem bestimmten Drehmoment verzögert werden. Die zusätzlich vorgesehene Schwungscheibe dient dazu, die beim Bremsen oder

Bergabfahren freiwerdende Energie zusätzlich und auch unabhängig von der anderen Schwungscheibe aufzunehmen und zu speichern, insbesondere falls die andere vorhandene Schwungscheibe nicht mehr in der Lage ist weitere Schwungenergie aufzunehmen. Die Schwungscheiben, Welche bereits genügend Energie speichern, werden, sobald gebremst werden soll, von den angetriebenen Rädern des Fahrzeuges abgekoppelt, so daß eine ruhende Schwungscheibe über ein Ausgleichgetriebe die Drehmomente der angetriebenen Räder aufnimmt und diese dadurch bremst

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß beim Fahren auf unebenem Gelände viel mehr Schwungenergie, die beim Fahren auf ebenem Gelände oder bei Abwärtsfahrten gespeichert werden konnte, für die weitere Fahrt genutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Schwungscheiben leichter in Drehung versetzt werden können als die anzutreibenden Räder des Radfahrzeuges, die durch Steine und sonstige Hindernisse und beim ansteigenden Fahren sich nur langsam drehen können, so daß eine Schwungkomponente bei diesen fehlt. Bei Übertragung der in den Schwungscheiben gespeicherten Energie auf die angetriebenen Räder des Radfahrzeuges können diese vom Pedalantrieb leichter kontinuierlich angetrieben werden als bei direktem Antrieb vom Pedal.

Dies gilt erst recht dann, wenn zusätzlich ein Generator vorgesehen ist, der Strom für einen an der Achse der angetriebenen Räder befindlichen Elektromotor liefert Dabei soll der Generator ein Schnelläufer sein, damit der Schwung nicht zu stark beeinträchtigt wird.

Ferner kann das Radfahrzeug, beispielsweise wenn es sich um ein Dreirad, ein Doppelfahrrad oder ein Dreifachfahrrad (Sitze im Dreieck angeordnet) handelt, Elektrizitätsspeicher wie Batterien mitführen, die vom Gleichstromgenerator aufgeladen werden, wenn beispielsweise beim Abwärtsfahren oder beim Radeln im Stand ein Stromüberschuß geliefert wird. Die Batterien dienen also ils zusätzlicher Energiespeicher.

Mit der Erfindung ist es möglich, die zum Antreiben von Pedalen verwendete Muskelkraft mit Hilfe von Schwungscheiben möglichst großen Radius und möglichst schwerer Masse mit entsprechenden Ausgleichgetrieben oder Getriebeteilen optimal auszunutzen.

Durch dsn Antrieb der Schwungscheiben wird die Energie besser ausgenutzt als beim mechanischen Direktantrieb von den Pedalen auf die angetriebenen Räder des Radfahrzeuges, da die Schwungscheiben zur Energiespeicherung geeignet sind.

Die in den Schwungscheiben gespeicherte Energie kann von diesen einzeln oder auch gemeinsam auf die getriebenen Räder des Radfahrzeuges übertragen werden. Dabei ist über die vorgesehenen und gegebenenfalls schaltbaren Getriebe auch eine dosierte Zufuhr von Schwungenergie auf die angetriebenen Räder möglich.

Durch eine senkrechte Anordnung der beiden Schwungscheiben an einem Zweirad beidseits des

to Radfahrzeuges ist eine gewichtsmäßige Ausbalancierung gegeben und das erfindungsgemäß ausgestattete Radfahrzeug im Gleichgewicht

In der Zeichnung ist als ein mögliches Ausführungsbeispiel schematisch der Antriebsteil eines erfindungs- gemäß ausgerüsteten Radfahrzeuges dargestellt und nachstehend beschrieben.

Das Radfahrzeug ist mit einem Rahmen ausgestattet, der eine Stützgabel 1 für das anzutreibende Rad 11 aufweist, die zur Nabe 4 des Rades 11 führt und von dort verlängert ist, um die Lagerung für <*e Schwungscheiben 7 und T zu bilden. Außerdem weis·» der Rahmen eine Gabel 2 auf, die vom unteren Ende einer Stange 9 des Rahmens zur Stützgabel 1 führt Die Stange 9 ist für den nicht dargestellten Sitz des Radfahrzeuges und das am unteren Ende derselben befindliche Tretlager vorgesehen. Das Tretlager ist beidseits des Rahmens mit je einem Tretpedal-Kettenrad 3 versehen, was größer als bei üblichen Fahrrädern ausgebildet ist und von dem eine Kette 5 zu einer von den zwei Schwungscheiben 7 bzw. T führt Die Schwungscheiben 7 und T übertragen Schwungkraft über Zahnradgetriebe auf die Nabe 4 bzw. Achse des anzutreibenden Rades 11. Die Schwungscheiben 7 und T sind mit Achszapfen 10 und mit einem Freilauf für die Schwungscheiben versehen, wobei auf den Achszapfen 10 Zahnräder. 6 ggfs. mit Gangschaltung angeordnet sind.

Zur Übertragung des Antriebes von den Schwungscheiben 7 und T auf das Rad 11 ist zwischen der Nabe 4 desselben und den Achszapfen 10 jeweils ein Getriebezahnrad 8 angeordnet, das schaltbar ist, um es von der Nabe 4 abkoppeln zu können. Statt des Getriebezahnrades 8 kann auch ein Stufengetriebe eingebaut sein, so daß die Energieabgabe an die Nabe 4 variiert werden kann. An den Achszapfen 10 der Schwungscheiben 7

■)■■> und T ist jeweils ein Getriebezahnrad zcr Kraftübertragung auf die Nabe 4 des Rades 11 angebracht

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf beiden Seiten des Rahmens je eine Schwungscheibe 7 und T vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Von einem Fahrer antreibbares Radfahrzeug mit einem Pedalantrieb und einem von diesem betätigten Obersetzungsgetriebe mit sowohl vom Fahrer aufgebrachte als auch beim Bergabfahren oder Bremsen freiwerdende Energie speichernden Schwungscheiben zum Antreiben wenigstens eines Rades des Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß zum Speichern der beim Bremsen oder Bergabfahren freiwerdenden Energie eine gesorderte Schwungscheibe (7) vorgesehen ist, weiche diese Energie unabhängig von den anderen Schwungscheiben (7') bzw. deren Ladezustand aufnehmen kann.

2. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungscheiben (7 und T) auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeuges angeordnet sind.

3. Radfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d«8 die Schwungscheiben (7 und T) um eine vertikale Achse drehbar übereinander liegend am Fahrzeug angeordnet sind.

4. Radfahrzeug nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bremsenergie spei- 2s chernde Schwungscheibe (7) auskuppelbar getriebemäßig mit dem anzutreibenden Rad (11) des Fahrzeuges gekoppelt ist

5. Radfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungscheiben (7 und T) übsr ein Ausgleichgetriebe untereinander zu verbinden sind.

6. Radfahrzeug nach einem ier Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schwungscheiben (7 bzw. T] als Rotor eines elektrischen Generators ausgebildet und der entsprechende Stator am Rahmen (Stützgabel 1, Gabel 2, Stange 9) des Fahrzeuges befestigt ist und daß sich an der Nabe (4) des anzutreibenden Rades (U) ein vom Generator anzutreibender Elektromotor befindet