DE2758795A1

DE2758795A1 - Fahrrad und kraftuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2758795A1
Application number: DE19772758795
Authority: DE
Inventors: Lawrence G Brown
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-29
Filing date: 1977-12-29
Publication date: 1979-07-12

Description

Fahrrad und Kraftübertragungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Antriebe für die unterschiedliche Übertragung von Eingangs- und Ausgangskräfte und insbesondere Antriebe für unter lIandsteuerung vorgetriebene Fahrzeuge wie Fahrräder, Dreiräder oder dergl, , bei denen die Fahrzeuge vom Fahrer durch von diesem erzeugte Kräfte vorgetrieben werden, die über seine Beine und Füße wirken.
Das Radfahren ist seit Jahrzehnten eine übliche Methode der Fortbewegung. Die derzeit verwendeten Antriebe, wie sie in der US-PS 3.889.974 diskutiertsind, weisen im Prinzip immer noch einen treibenden Zahnring auf, der mit Pedale tragenden Kurbel armen gedreht wird, weiterhin für eine Geschwindigkeit bzw. bei Mehrgangschaltungen mehrere Zahnräder auf der Hinterachse sowie eine geschlossene Kette, die betrieblich den Zahnrädern zugeordnet ist. Der Stand der Technik zeigt jedoch, daß buchstäblich tausendfach versucht worden ist, andere Antriebe für Fahrräder und dergl. zu konstruieren. Bereits in der US-PS 596.289 aus dem Jahre 1897 ist anerkannt, daß die Möglichkeit des Radfahrers, die Vortriebskraft über die umlaufenden Kurbelarme aufzubringen, durch deren Drehlage begrenzt wird. Deswegen hat man unterschiedliche elliptische und ovale Antriebszahnungen vorgeschlagen, die die verfügbare Eingangskraft veränderlich auf ein angetriebenes Zahnrad auf der Hinterachse übertragen sollten - vergl. die US-PSn 596, 289, aus dem Jahr 1897, 885.982 aus dem Jahr 1908, 2.693.119 aus dem Jahr 1954, 2.827.797 aus dem Jahr 1958, 3.259.398 aus dem Jahr 1966 und 3.375.022 aus dem Jahr 1968.
Zusätzlich zu dem derzeit handelsüblichen grundlegenden Einkettenantrieb ist das Konzept der Verwendung von zwei getrennten Antrieben, die jeweils ein Rad des Fahrrads über getrennte 1800 des Umlaufs der Kurbelarme drehen, mindestens seit der US-PS 258.559 aus dem Jahr 1882 bekannt. In diesem System ist jeder Kurbelarm über einen Seil- oder Kettentrieb mit einem von zwei Antriebszahnrädern verbunden, die Kraftauf das Rad unter Bewegung von einer radial am weitesten innenliegenden Stellung in eine radial am weitesten außenliegenden Stellung relativ zum Rad nur während der Abwärtsbewegung eines zugeordneten Hebelarms aus einer obenliegenden in eine untere Stellung übertragen, während sie-aus der am weitesten außenliegenden in die am weitesten innenliegenden Lage durch die Verwandung einer Freilaufkupplung oder dergl. während der Aufwärtsbewegung des zugehörigen Hebelarms von der unteren zur oberen Stellung zurückgeführt werden. Variationen solcher Antriebe sind in den US-PSn 258.559, 527.396, 636.184, 849.342, 3.004.440, 3.375.023, 3.759.543, 3.834.733, 3.888.512 und 3.889.974 vorgeschlagen. Derartige Antriebe verwenden schwingende, hin- und hergehende bzw. drehende Hebelarme. Um einen Bereich veränderbare Geschwindigkei-ten zu erreichen, hat man unterschiedliche Vorrichtungen vorgeschlagen - einschließlich einer Änderung der Pedallage relativ zum iiebelarm (US-PS 258.559), einer Änderung des Angriffspunkts des Antriebs am hebelarm (US-PSn 527.396, 849.342, 3.375.023, 3.759.543 und 3.834.733) einschließlich einer Vervielfachung einer gewählten Geschwindigkeit (527.396), eine Änderung der Anordnung eines Freilaufkettenrades oder dergl., über das eine Kette zwischen dem Hebelarm und dem Antriebszahnrad läuft (US-PS 636.184), eine Änderung des Ortes der Schwenkachse eines zwischengeschalteten schwenkbaren Gliedes, daß von den liebelarmen angetrieben wird (US-PS 3.004.440), eine Änderung des Drehpunkts des Hebelarms (US-PS 3.888.512) und eine Änderung des radialen Orts der Kraftaufbringung auf eine angetriebene Welle zwischen dem Hebelarm und dem Antriebszahnrad (US-PS 3.889.974).
Die grundlegende Form der Antriebe für derzeit handelsübliche Fahrräder ist also seit langem bekannt. Im wesentlichen liegt bei den Antrieben aller derzeit im Handel erhältlichen Räder eine Krafteingabeeinrichtung in Form eines antreibenden Zahnkranzes vor, der an einer Tretwelle befestigt ist, die von mit Pedalen versehenen Kurbelarmen angetrieben wird, wobei das Eingangszahn rad über eine Kette an eine Kraftausgabeeinrichtung in Form eines angetriebenen Zahnrades übertragen wird, das mit einer Hinterradachse verbunden ist und diese antreibt. Es sind unterschiedliche Antriebssysteme und -vorrichtungen vorgeschlagen worden, um einen variablen mechanischen Vorteil zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Zahnrad vorzusehen, um die Drehgeschwindigkeit des Hinterrads zu erhöhen oder zu verringern. Derzeit erhältliche Mehrgangfahrräder (mit bspw. 3, 5 und 10 Gängen) verwenden einen als Deraileur-System bekannten Antrieb, bei dem ein Stapel aus Ausgangszahnrädern mit unterschiedlichem Durchmesser und unterschiedlicher Zähnezahl eingesetzt ist. Derartige Systeme haben viele Nachteile - einschließlich des Aufwandes, der schwierigen Wartung und Reparatur, der unzureichenden Zuverlässigkeit, der Einschränkungen derGeschwindigkeitswahl und des Schaltens von einer Geschwindigkeit zur anderen sowie die mangelhafte anpassbarkeit an besondere Forderungen unter speziellen Fahrbedingungen sowie an die individuellen Vorzüge und Fähigkeiten unterschiedlicher Radfahrer.
Unter den verschiedenen Zielen und Vorteilen der vorliegenden Brfindung ist die Möglichkeit der selektiven Abstimmung zwischen den verfügbaren veränderlichen Eingangskräften und den gewünschten Ausgangseigenschaften, ein Antrieb mit weit breiterem Geschwindigkeitsbereich und einer im wesentlichen kontinuierlichen Einstellbarkeit der Geschwindigkeit innerhalb eines gegebenen Geschwindigkeitsbereichs, eine geringe Ermüdung des Fahrers, eine erheblich höhere Ausgangskraft bei gleicher verfügbarer Eingangskraft, ein erheblich breiterer wirksamer Geschwindigkeitsschaltbereich, ein einfaches und schnell schaltbares Getriebesystem, beide das Umschalten weniger als eine halbe Pedalumdrehung ohne wesentlichen Verlust an Antriebskraft erfordert, ein höherer Wirkungsgrad und geringerer Verschluß infolge der gradlinigen Aufbringung der Antriebskraft, so daß die falsche Kettenstellung, die bei herkömmlichen Systemen das Klemmen der Ketten und den Zahnradverschluß verursachte, im wesentlichen vermieden sind, ein geringerer Widerstand beim Rollen, die Fähigkeit eines schnellen und leichten Radwechsels und Austausches von Teilen des Antriebs, der Wegfall von Wartungsproblemen mit regelmäßigen umfangreichen Einstellarbeiten, die spezielle Verfahrensweisen erfordern, der Wegfall der Notwendigkeit eines schlüsselförmigen Hinterrads, ein geringeres Gewicht und weniger Teile sowie ein£ geringerer Zeitaufwand für die Montage bei der Herstellung und beim Besteigen des Fahrrades.
Allgemein sind die erfinderischen Konzepte hier beispielhaft an einem Fahrradantrieb verkörpert, der aufweist eine drehbare Tretwelle, eine Kurbelarmanordnung, die betrieblich mit der Tretwelle verbunden ist, um diese durch Aufbringen einer Eingangskraft zu drehen, eine an der Kurbelarmanordnung befestigte Pedalanordnung, auf die der Radfahrer die Vortriebskraft aufbringt, eine betrieblich mit der Tretwelleneinrichtung und der Kurbelarmeinrichtung verbundene und diese antreibende Nockeneinrichtung, um die Eingangskrafteigenschaften unterschiedlich abzuändern und die verfügbare wirksame Eingangskraft entsprechend vorbestimmten gewünschten Eigenschaften zu übertragen, eine Schwingeinrichtung, die betrieblich mit der Nockeneinrichtung verbunden ist und diese antreibt, um die Eingangskraft von der Nockeneinrichtung so zu übertragen, wie diese sie unterschiedlich beeinflußt, eine im wesentlichen kontiunierlich einstellbare Geschwindigkeitsänderungseinrichtung, die der Schwingeinrichtung zugeordnet ist, um die Geschwindigkeit des Fahrrads über einen verhältnismäßig breiten Geschwindigkeitsbereich wahlweise zu ändern, eine Antriebseinrichtung am Hinterrad, die betrieblich mit der Schwingeinrichtung verbunden ist, von dieser angetrieben wird und betrieblich mit dem Hinterrad verbunden ist und dieses antreibt, um die aus der Schwingeinrichtung verfügbare Kraft auf das Hinterrad des Fahrrads zu übertragen, und durch eine Einrichtung zum Verändern des Geschwindigkeitsverhältnisses, die der Antriebseinrichtung am Hinterrad zugeordnet ist und das Verhältnis der verfügbaren Fahrradgeschwinlgkeiten innerhalb des Bereiches im wesentlichen kontinuierlich veränderbarer Geschwindigkeit, den die Schwingeinrichtung ermöglicht, wahlweise vervielfacht und über den Hinterradantrieb auf das Hinterrad des Fahrrads wirkt.
Die verschiedenen erfinderischen Konzepte lassen sich einzeln oder in verschiedenen Kombinationen verwenden, um verschiedene vorteilhafte Ergebnisse zu anderen Zwecken zu erzielen. Zusätzlich wird darauf verwiesen, daß einige der unterschiedlichen erfinderischen Konzepte hier beispielhaft in einer speziellen Anordnung und in bestimmten Kombinationen verkörpert dargestellt sind, die zu besonders vorteilhaften Resultaten führen.
Fig.1 ist ein Seitenriß eines Fahrrad, das die erfinderischen Konzepte verkörpert; Fig.2 ist eine schematisierte Draufsicht eines Teiles des Fahrrads der Fig. 1; Fig.3 ist ein schematisierter Seitenriß einer Ausführungsform eines Fahrradantriebs, der einige der erfinderischen Konzepte verkörpert; Fig.4 ist ein Seitenriß eines teils eines herkömmlichen Fahrradantriebs; Fig.5 ist ein schematisierter Seitenriß eines Teiles eines Fahrradantriebs, der einige der erfinderischen Konzepte darstellt; Fig.6 bis 9 sind Diagramme, die Vorteile eines Fahrradantriebs mit einigen der erfinderischen Konzepten gegenüber einem herkömmlichen Nehrgang-Fahrradantrieb zeigen; Fig. 10 ist ein schematisierter Seitenriß eines Fahrradantriebs, der einige der erfinderischen Konzepte verkörpert; Fig.11 ist ein vergrößerter schematisierter Seitenriß eines Teils eines Fahrradantriebs und zeigt die Zuordnung der Pedal-, Kurbelarm-, Tretwellen-, Nocken- und Schwingeinrichtungen unter Verwendung einiger der erfinderischen Konzepte; Fig.12 ist eine Kurve, die die Vorteile eines Fahrradantriebs mit den erfinderischen Konzepten der Vorrichtungen nach den Fig. 10 und 11 im Vergleich zu einem herkömmlichen Elehrgangfahrradantrieb zeigt; Fig.13 und 14 sind Seitenrisse alternativer Konstruktionsformen der Nockeneinrichtung, wie sie in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist; Fig.lSist ein schematisierter Seitenriß einer alternativen Ausführungsform eines Fahrradantriebs mit einigen der erfinderischen Konzepte; Fig.16 ist ein vergrößerter Schnitt auf der Linie 20-20 der Fig. 15; Fig. 17 ist eine vergrößerte Perspektivdarstellung eines Teils der Anordnung der Fig. 15; Fig.18 ist ein teilgeschnittener und schematisierter Seitenriß einer alternativen Ausführungsform eines Fahrradan triebs mit einigen der erfinderischen Konzepte; Fig. 19 ist eine vergrößerte Perspektivdarstellung einer kombinierten Nocken- und Schwingeinrichtung nach Fig. 18; Fig.20 ist ein vergrößerter scimitt auf der Linie 20-20 der Fig. 18; und Fig.21 ist ein teilgeschnittener und teilweise weggebrochener Seitenriß einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Antriebseinrichtung für das Hinterrad.
Die Fig. 1 und 2 zeigen die erfinderischen Konzepte in Verbindung mit einem herkömmlichen Fahrrad mit einem Rahmen 10, einem Vorder- und einem Hinterrad 12 bzw. 14, einem Sitz 16, einer Lenkstange 18, die betrieblich mit dem Vorderrad 12 verbunden ist, um das Fahrrad zu lenken, sowie einer Kurbelarmeinrichtung 20, 22 mit den Pedalen 24, 26, die die Vortriebskraft von den essen des Fahrers auf das Hinterrad 14 übertragen.
Die erfinderischen Konzepte sind verkörpert in einem Übertragungssystem für Kräfte von der Kurbelarmanordnung auf das Hinterrad mit einer Nockeneinrichtung 30, 32, die betrieblich mit der Kurbelarmeinrichtung 20, 22 verbunden ist und von dieser angetrieben wird, einer Schwingizieinrichtung 34,36, die mit der Nockeneinrichtung 30, 32 gekoppelt ist und von dieser angetrieben wird, und einem das Geschwindigkeitsverhältnis vervielfachenden Hinterradantrieb 38, 40, der an die Schwingeinrichtung 34, 36 angekoppelt ist und von dieser angetrieben wird und mit dem Hinterrad 14 verbunden ist, um dieses durch innerhalb eines breiten Bereichs liegende aufgebrachte Kräfte mittels veränderlicher ungleichmäßiger Kräfte, die der Radfahrer über die Pedale 24, 26 auf die Kurbelarme 20, 22 aufbringt, stetig zu drehen. Zusätzlich liegen die erfinderischen Konzepte in einer Kraftübertragungseinstelleinrichtung 42, 44, die der Schwingeinrichtung 34, 36 zugeordnet ist und vom Radfahrer über eine abgesetzte Steuerung 46 bestätigt wird, sowie in einer Kraftübertragungseinstelleinrichtung 47, 48, die dem das Geschwindigkeitsverhältnis vervielfachenden Hinterradantrieb 38,40 zugeordnet und vom Radfahrer mit einer abgesetzten Steuerung 49 betätigbar ist, die sich neben der abgesetzten Steuerung 46 befindet.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform bestimmter Aspekte der erfinderischen Konzepte, wobei jeder Kurbelarm 20, 22 einen ersten Arm 50 aufweist, der an einer herkömmlichen Querwelle 52 angebracht ist, die in einem Tretlager im Rahmen auf herkömmliche Weise dreht. Ein zweiter, seitlich versetzter Arm 54 ist mit dem Arm 50 über einen Querteil 56 verbunden. Am äußeren Ende des Kurbelarms 54 befindet sich auf herkömmliche Weise ein Pedal 58.
Jede der Nockeneinrichtungen 30, 32 weist ein Rollenelement 60 auf, das drehbar auf dem querverlaufenden Armteil 56 gelagert ist und vom Kurbelarm auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn geführt wird. Ein allgemein L-förmiges Plattenelement 62 ist schwenkbar am Rahmen 10 auf geeignete Weise befestigt und enthält eine Schwenkachse bei 64. Ein Nockenarmteil 65 verläuft vom Schwenkpunkt 64 allgemein nach vorn und weist einen langgestreckten ockenschlitz 66 mit gegenüberliegenden flachen glatten Nockenflächen 68, 70 auf. Die ockenrolle 60 wirkt mit dem Schlitz 66 zusammen, auf dessen Flächen 68, 70 sie drehbar gleitet. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kreisbahnbewegung der Rolle 60 dem Plattenelement 62 eine harmonische Schwingbewegung erteilt.
Die Schwingeinrichtungen 34, 36 bestehen jeweils aus einem Schwingarm 72 des Plattenelements 62, der allgemein aufwärts vom Schwenkpunkt 64 her vorsteht und eine harmonische Schwingbewegung zwischen einer äußersten vorderen Auslenklage, die allgemein bei 74 gezeigt ist, und einer äußersten hinteren Auslenklage vollführt, wie sie bei 76 gezeigt ist. Ein langgestreckter Schlitz 78 im Armteil 72 bietet eine nach vorn gewandte Kraftübertragungsfläche 80. Eine wahlweise freigebbare Verbindungs-und Kraftübertragungseinrichtung 82 ist im Schlitz 78 angeordnet und greift an der Fläche 80 an einem beliebigen Punkt derselben an. Die Fläche 80 kann gezahnt und die freigebbare Verbindungseinrichtung mit entsprechenden Zähnen versehen sein, um diesen Eingriff herzustellen.
Die Verbindungseinrichtung 82 kann relativ zum Armteil 72 wahlweise und im wesentlichen kontinuierlich auf der Schlitzfläche 80 zwischen einer maximalen und einer minimalen Auslenklage in Radialrichtung relativ zur Schwenkachse 64 mittels einer geeigneten Einstellvorrichtung eingestellt werden, die in Form einer Druckfeder 84 auf dem Schwingarmteil 72 vorliegen kann und die Verbindungseinrichtung zur am weitesten nach außen verschobenen Lage hin vorspannt. Ein handbetätigbarer Steuerhebel 86 ist auf dem Rahmen angeordnet und auf geeignete Weise über ein Zugseil 88 mit der Verbindungseinrichtung 82 verbunden, das entlang der Feder 84 nach oben verläuft. Auf diese Weise kann die Verbindungseinrichtung auf der Schlitz fläche 80 entlang gegen die Vorspannung der Feder 84 radial einwärts gezogen und zur Bewegung entlang der Schlitz fläche 80 radial auswärts freigegeben werden.
Jede Verbindungseinrichtung 82 ist mit einem der Hinterradantriebe 38, 40 in Form eines kraftvervielfachenden Flaschenzugsystems mit einer Verbindungsstange 88, 90 verbunden, die an drehbaren Zahnrädern 92, 94 befestigt ist, die relativ zum Rahmen 10, der Hinterachse 96 und dem Hinterradantriebszahnrad 98 des Fahrrads in Vor- und Rückwärtsrichtung hin- und herbewegbar gelagert sind. Das Flaschenzugsystem 40 weist weiterhin eine Antriebskette 100 auf, die über die Zahnräder 92, 94 und 98 läuft. Eine Kettenspann- und Hebeneinrichtung in Form eines schwenkbar gelagerten winkels 102, der auf dem Rahmen bei 104 schwenkbar gelagert ist, läßt sich vorsehen, um die gewünschte Kenttenspannung aufrechtzuerhalten un die Kette vom Achszahnrad 98 freizugeben, damit das Hinterrad im Gegenuhrzeigersinn drehen kann, wenn das Fahrrad rückwärts oder im Leerlauf rollt. Eine Feder 103 ist vorgesehen, die das Element 102 in eine Lage zieht, in der das Zahnrad 98 in die Kette 100 eingreift. Das kraftvervielfachende Flaschenzugsystem weist weiterhin eine erste kontinuierlich betreibbare Langsamlauf-Sperrklinke 105 sowie eine zweite, wahlweise betreibbare Schnellauf-Sperrklinke 106 auf, die an der Kette 100 schwankbar auf dem Rahmen gelagert sind. Die zweite Sperklinke 106 ist wahlweise zwischen einer freigegebenen Langsamlauflage und einer eingerasteten Schnell auflage relativ zur Kette bewegbar. Um wahlweise die Sperrklinken beider Geschwindigkeitsvervielfacher 38, 40 sowie die Abhubeinrichtung 102 gleichzeitig ein- und auszurasten, ist ein handbetätigbarer Steuerhebel 108 auf dem ;.ahmen 10 neben dem Steuerhebel 85 angeordnet und mit den operrklinken über einen seilzug 110 verbunden.
Im Betrieb des Systems der Fig. 3 bringt der Radfahrer über die Pedale 58 Kraft auf die entgegengesetzt vorstehenden Kurbelarme 20, 22 auf, so daß die Kurbelarme sich um die Drehachse der Tretwelle 52 drehen. Die gegenüberliegenden Rollen 60 werden von den Kurbelarmen auf einer Kreisbahn geführt; bei ihrer Bewegung in den Schlitzen 66 bewirken sie eine Schwingbewegung der Schwingarme 82 um die Schwenkachse 64. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Schwingarme 72 jeder Schwingeinrichtung 34, 36 in entgegengesetzten Richtungen laufen, wobei ein Schwingarm 72 einer Schwingeinrichtung 34 während der Drehung des entsprechenden Kurbelarms 20 aus der Vertikal aufwärts weisenden (00) in die vertikal abwärts weisende Lage (1800) vorwärts bewegt wird, während gleichzeitig der Schwingarm 72 der anderen Schwingeinrichtung 36 verlangsamt wird, dann rückwärts läuft, dann die Richtung umkehrt und vorwärts beschleunigt wird während der Drehung der entsprechenden Kurbelarmeinrichtung 22 aus einer vertikal abwärts weisenden (1800) in eine vertikal aufwärts weisende Lage (00). Die vor- und rückwärts führende Schwingbewegung jedes Schwingarms der Schwingeinrichtungen 34, 36 bewirkt eine entsprechende vor- und rückwärts gerichtete, allgemein gradlinige Hin- und Herbewegung der entsprechenden Verbindungseinrichtung 82, der Verbindungsstangen 88, 90 und der Zahnräder 92, 94 der Flaschenzugangsordnung. Das Ausmaß der allgemein gradlinigen Bewegung der Verbindungseinrichtung 82 hängt von der Länge des Kreisbogens der Bewegung mit dem Schwingarm 72 ab, wobei die Kreisbogenlänge von der radialen Lage der Verbindungseinrichtung 82 auf dem Schwingarm abhängt und kontinuierlich einstellbar ist zwischen einer maximalen Länge am äußeren Ende der Schlitzfläche 80 und einer minimalen Länge am imeren Ende der Schlitzfläche 80.
Wenn die Verbindungsstangen 88, 90 und die Zahnräder 92, 94 nach vorn gezogen werden, ziehen sie die Kette 100 mit sich. Die Vorwärtsbewegung des unteren Kettenteile bewirkt eine Drehung des Antriebszahnrads 98 und der Hinterradachse 96 im Uhrzeigersinn infolge des gegenseitigen Eingriffs zwischen diesen, wobei das Hinterrad im Uhrzeigersinn dreht und das Fahrrad vorwärts fährt.
Wenn nur die Langsam-Sperrklinke 105 in die Kette eingreift, um eine Bewegung der Kette im Uhrzeigersinn zu verhindern, bewegt die Kette sich im gleichen Maß wie die Verbindungsstangen 88, 90 und die Zahnräder 92, 94 nach vorn, ohne sich relativ zu den Zahnrädern 92, 94 zu bewegen. Die Vorwärtsbewegung der Schwingarme wird also auf das Hinterachszahnrad 98 im wesentlichen im Verhältnis 1 : 1 übertragen. Während die Einweg-Sperrklinke 105 eine Bewegung der Kette im Uhrzeigersinn relativ zu den Zahnrädern 92, 94 während der Vorwärtsbewegung des entsprechenden Schwingarms verhindert, wirkt die Sperrklinke 105 als Einwegkupplung, die eine bewegung der Kette im Gegenuhrzeigersinn relativ zu den Zahnrädern 92, 94 während der Rückwärtsbewegung des entsprechenden Schwingarms erlaubt, so daß das Zahnrad 98 und die Hinterachse 96 weiter im Uhrzeigersinn drehen können.
Wenn die Schnellauf-Sperrklinke 106 am oberen Teil der Kette 100 angreift, ist eine Vorwärtsbewegung des oberen Kettenteils verhindert. Zieht also die chwingarmanordnung die Verbindungsstangen 88, 90 und die Zahnräder 92, 94 nach vorn, muß die Kette relativ zu den Zahnrädern 92, 94 im Gegenuhrzeigersinn laufen.
Da zwei Zahnräder 92, 94 vorliegen, die die Kette 100 zu zwei Ober-und Unterläufen unterteilen, ergibt sich ein Ubersetzungsverhält nis der Flaschenzugangsordnung von 2 : 1, so daß der untere Kettenlauf relativ zum Zahnrad 98 die doppelte Entfernung zurücklegt wie im Langsamlauf, so daß das Hinterrad gegenüber dem Langsamlauf doppelt so weit dreht. Auch hier wirken die Sperrklinken 105, 106 als Einwegkupplung, die eine Rückwärtsbewegung der Schwingarme und eine durchgehende Drehung des Hinterrades im Uhrzeigersinn erlaubt, während der Eingriff der Sperrklinke 106 in die Kette 100 eine Geschwindigkeitszunahme im Verhältnis 2 : 1 über die Flaschenzugangsordnung bewirkt.
Eine wesentliche Besonderheit eines solchen Antriebs liegt in einer Eingangskraft-Überlappungseinrichtung, die bewirkt, daß über die den Kurbelarmen 20, 22 zugeordneten beiden separaten Antriebe kontinuierlich Kraft auf das Hinterrad aufgebracht wird. Diese iiberlappungseinrichtung wird dargestellt durch die Anordnung der Rollen 60, Schlitze 66, der Drehachse der Kurbelarme 29, 22 und der Schwenkachse 64 der Schwingarme derart, daß die Schwingarme 72 der Schwingeinrichtungen 34, 36 sich in der äußersten hinteren Lage befinden, bevor der zugehörige Kurbelarm 20 die vertikal aufwärts weisende (00) Lage erreicht, so daß die Schwingeinrichtung ihre Vorwärtsbewegung bereits beginnt, bevor die Vorwärtsbewegung der anderen Schwingeinrichtung beendet ist; vergl. Fig. 9. Auf diese Weise wird stetig Eingangskraft auf das Hinterrad übertragen, ohne daß in der 0°- und der 1800-Stellung der Kurbelarme eine Unterbrechung auftritt.
Eine weitere wichtige Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Abstimmung der Eingangs- mit den Widerstandskräften, die den Widerstand des Antriebs auf die unterschiedliche Fähigkeit der Radfahrer einstellt, Eingangskraft auf die Kurbelarme 20, 22 aufzubringen. Diese Abstimmeinrichtung wird durch die spezielle Anordnung der Rollen 60, Schlitze 66, der Drehachse der Kurbelarme 20, 22 und der Schwenkachse 64 der Schwingarme 30, 32 erreicht, die in der Ausführungsform der Fig. 3 so angeordnet sind, daß sich eine harmonische Korrelation der Eingangs- mit den Widerstandskräften ergibt.
Unter bezug auf die Fig. 4 bis 7 sollen nun die Ergebnisse einer solchen harmonischen Korrelation der Eingangskraft mit der Widerstandskraft im vorliegenden Antriebssystem mit einem herkömmlichen 10-Gang-Fahrrad mit Derailleur-Antrieb verglichen werden.
Die Fig. 4 zeigt den Eingangskraftmechanismus eines herkömmlichen ahrradantriebs mit einem Pedal, Kurbelarm und Kettenradantrieb.
Die Fig. 5 zeigt die Eingangskraftmechanik nach der vorliegenden Erfindung mit einem Pedal 24, einem Kurbelarm 22 und dem Schwingarm 36. Dabei bezeichnet das bezugszeichen A die vermutliche vertikale Richtung der von einem unerfahrenen Radfahrer bzw.
Amateur aufgebrachten Vortriebskraft; das Bezugszeichen P bezeichnet die erwünschte Richtung der Eingangskraft bei 900 auf den Kurbelarm, wie sie sich nach herkömmlicher Auffassung von einem erfahrenen Radfahrer bzw. Profi mehr oder weniger erreichen läßt. Der Zusammenhang zwischen den Eingangskräften A und P sowie der theoretisch verfügbaren Ausgangskraft R, die die Zugkraft in der Kette des jeweiligen Systems darstellt, sind mit den Formeln in den Fig. 4 und 5 ausgedrückt. Theoretische Berechnungen, die von Versuchsergebnissen bestätigt werden, sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt.
Die Kurve 110 der Fig. 6 zeigt, daß die Eingangskraft A, die erforderlich ist, um eine Ausgangskraft R von 91 kp (200 lbs.) zwischen 0° und 900 der Pedalarmumdrehung in einem herkömmlichen Antrieb beizubehalten, zwischen etwa 600 und 900 Pedalarmlage von etwa 181 kp (400 lbs.) bei 150 auf etwa 45 kp (100 lbs.) absinkt. Im Vergleich zeigt die Kurz 112, daß die Eingangskraft A, die erforderlich ist, um eine Ausgangskraft R von 91 kp (200 lbs.) zwischen 00 und 900 der Pedalarmdrehung in einem harmonischen Antrieb nach der vorliegenden Erfindung aufrechtzuerhalten, im wesentlichen völlig gleichmäßig bei etwa 45 kp (100 lbs.)iegt.
Zwischen etwa 00 und 600 der Pedalarmlage erfordert also der Antrieb nach der vorliegenden Erfindung erheblich weniger Vortriebskraft A auf den Pedalen als ein herkömmlicher Antrieb, um eine Kettenausgangskraft R von 91 kp (200 lbs.) beizubehalten.
Weiterhin zeigt die Kurve 114 der Fig. 6, daß die Kettenausgangs kraft R, die eine konstante Eingangskraft A von 45 kp (100 lbs.) zwischen der 0°- und der 90° -Pedalarmlage in einem herkömmlichen Antrieb erzeugt, allmählich von 0 auf 91 kp (O auf 200 lbs.) ansteigt, während für einen harmonischen Antrieb nach der vorliegenden Erfindung die Kurve 116 für eine konstante Eingangskraft A von 45 kp (100 lbs.) zwischen 0° und 90° der Pedalarmdrehung eine im wesentlichen gleichmäßige Ausgangskraft R von etwa 91 kp (200 lbs.) abgibt. Der Antrieb nach der vorliegenden Erfindung erzeugt also bei konstanter Eingangskraft eine erheblich höhere K&tenausgangskraft R zwischen etwa 0° und 750 der Peda).armdrehung als ein herkömmliches System, während er auch eine gleichmäßige anstatt einer allmählich ansteigenden Ausgangskraft erzeugt.
Die Kurve 118 der Fig. 7 zeigt, daß die Eingangskraft P, die erforderlich ist, um eine im wesentlichen gleichmäßige Kettenausgangskraft R von 91 kp (200 lbs.) zwischen 0° und 900 der Pedalarmumdrehung zu erreichen, in einem herkömmlichen Antrieb gleichmäßig etwa 45 kp (100 lbs.) beträgt. Die Kurve 120 zeigt, daß die Eingangskraft P für einen im wesentliche gleichmäßige Ausgangskraft R von 91 kp (200 lbs.) zwischen 0° und 900 der Pedalarmumdrehung in einem harmonischen Antrieb nach der vorliegenden Erfindung zwischen etwa 750 und 900 der Pedalarmumdrehung von etwa 0 auf etwa 45 kp (0 auf 100 lbs.) ansteigt.
Die gleiche Kettenausgangskraft R läßt sich also mit der vorliegenden Erfindung mit eier geringeren Eingangskraft P als bei einem herkömmlichen Antrieb erreichen.
Die Kurve 122 zeigt, daß die wusgangskettenkraft R, die eine im wesentlichen konstante Eingangskraft P in einem herkömmlichen Antrieb von 45 kp (100 lbs.) zwischen 0° und 900 der Pedalarmumdrehung erzeugt, im wesentlichen konstant 91 kp (200 lbs.) beträgt. ach der Kurve 124 nimmt die Kettenausgangskraft R einer im wesentlichen konstanten Eingangskraft P von 45 kp (100 lbs.) zwischen 0° und 900 der Pedalarmumdrehung allmählich von etwa 318 kp bei 150 auf etwa 91 kp (200 lbs.) zwischen 750 und 900 der Pedalarmumdrehung ab. Zwischen etwa Oo und etwa 750 erzeugt also der Antrieb nach der vorliegenden Erfindung eine höhere Ketenausgangskraft als ein herkömmlicher Antrieb bei gleicher Eingangspedalkraft.
Eine weitere Besonderheit des Antriebs nach der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung, mit der im wesentlichen kontinuierliche Geschwindigkeitseinstellung möglich ist, und zwar mittels der Schwingeinrichtungen34,36, die so konstruiert werden können, daß sich ein mechanischer Vorteil in einem Bereich von 0 bis zu einem beliebigen Maximum innerhalb der praktischen Grenzen der Hadiallänge der Schwingarme ergibt, und zwar gemeinsam mit dem Hinterradantrieb 38,40, der ebenfalls auf einen mechanischen Vorteil in ganzzahligen Vielfachen von einem Verhältnis von 1:1 zu Ubersetzungsverhältnissen von 2:1, 3:1 usw. und auch Untersetzungsverhältnissen von 1:2, 1:3 usw. ausgelegt werden kann. Die Fig. 8 zeigt die Ergebnisse eines Vergleichs des Antriebs nach der vorliegenden Erfindung nach Fig. 3 mit einem herkömmlichen 10-Gang-Antrieb. Hierbei bietet die vorliegende Erfindung nicht nur einen weit größeren Bereich wählbarer Geschwindigkeiten (d.h.
des mechanischen Vorteils ) als das herkömmliche System, sondern auch eine im wesentlichen unendlich fein variable Anzahl von wählbaren Geschwindigkeiten im Vergleich zu der begrenzten und festen Anzahl der wählbaren Geschwindigkeiten in dem herkömmlichen Antrieb. Bspw. entspricht im langsamsten Gang eines derzeit beliebten 10-Gangantriebs die Langsamgangzahl 38 einem Zahnverhältnis des Hinterrades zum Antriebsrad von 39:28 und folglich ein Umdrehungsverhältnis von 1,39:1; demgegenüber hat der Antrieb in der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 3 eine wirksame Langsamgangzahl von 19 mit einem Umdrehungsverhältnis von 0,7:1. Im schnellsten Gang des herkömmlichen 10-Gangantriebs ist die Zahnradzahl 100 mit einem Zahnverhältnis von 52:14 und einem Umdrehungsverhältnis von 3,71:1, während der Antrieb nach der Ausführungsform der Fig. 3 eine wesentlich schnellere Einstellung mit einem Umdrehungsverhältnis von 4,67:1 erlaubt. Die Fig. 8 zeigt weiterhin, daß die Lage der zehn festen Gänge bei dem herkömmlichen Antrieb im wesentlichen begrenzt ist durch die Forderung nach einer ganzzahligen Anzahl von Zähnen auf den Zahnrädern. Die zehn Gänge lieger. also in einem Extrem verhältnismäßig nahe beinander, im anderen Extrem sind sie verhältnismäßig weit voneinander getrennt. Demgegenüber erlaubt der Antrieb nach der vorliegenden Erfindung die ahl jeder möglichen wirksamen Zahnradzahl sowie einen uneingeschränkten Übergang von einer wirksamen Zahnradzahl auf eine andere innerhalb eines gegebenen Geschwindigkeitsbereichs, während in herkömmlichen Antrieben die Zahnradzahlen in zu- oder abnehmender Reihenfolge gewählt werden müssen.
Wie sich aus Fig. 8 ergibt, sind die letzlich vorteilhaften Ergebnisse der Verbesserungen der Geschwindigkeitswahl nach der vorliegenden Erfindung, daß das Rad sowohl schneller als auch langsamer als ein herkömmliches 10-Gang-Fahrrad und mit jeder wählbaren Geschwindigkeit innerhalb des Geschwindigkeitsbereichs fahrbar ist, während das herkömmliche Fahrrad nur mit einer von zehn Geschwindigkeiten fahrbar ist, die in ansteigender oder absteigender Reihenfolge gewählt werden müssen.
Es wird nun auf die in den Fig. 10 bis 16 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte Bezug genommen. Wie ersichtlich,weist jede der Nockeneinrichtungen 30, 32 eine Nockenscheibe 200 auf, die fest, aber auswechselbar an der Tretwelle 52 angeordnet ist, die die Kurbelarme 20, 22 durch ein herkömmliches, auf dem Rahmen 10 angeordnetes Tretlagergehäuse 56 verbindet. Eine konturierte Nockenfläche 202 verläuft stetig um den Umfang der Nockenscheibe 200 herum, die an einem vorbestimmten Ort auf der Tretwelle 52 relativ zum Kurbelarm 22 sitzt. Die Kontur der Nockenfläche 202 kann unterschiedlich gewählt sein, um die Eingangskraft, die der Fahrer auf die Kurbelarmanordnung aufbringt, mit dem theoretischen Widerstand R der Antriebseinrichtung 38, 40 oder dem im System tatsächlich vorliegenden Zusammenhang zwischen Kraft und Widerstand zu korrelieren.
Die Nockenscheibe 220 ist abnehmbar relativ zu der Kurbelarmeinrichtung 20 und den anderen Bestandteilen des Antriebs befestigt, damit sie leicht auswechselbar ist, so daß Nockenscheiben mit unterschiedlich konturierten Nockenflächen 202 sich entsprechend den Eigenheiten der Kraftaufbringung eines bestimmten Radfahrers oder einer bestimmten Gruppe von Radfahrern - bspw. Männer oder Frauen, Erwachsene oder Kinder, Sportfahrer, Freizeitfahrer und dergl. - montieren lassen.
Die Nockenfläche 202 ist dahingehend ausgelegt, daß die Schwingeinrichtung 36 eine vorbestimmte Drehbewegung hinsichtlich der Drehlage des Kurbelarms 22 ausführt, um die Eingangskraft und die Widerstandseigenschaften des Antriebs zu korrelieren im Hinblick auf eine maximale Ausnutzung der verfügbaren Eingangslei -stung des Radfahrers, während gleichzeitig auch die durchschnittlichen Eingangsleistungseigenschaften des Systems verbessert werden.
Die beispielhafte Nockenkontur der Fig. 10 ergibt eine harmonische Anpassung, wie oben beschrieben, kann aber auch geändert werden, um unterschiedliche Ergebnisse für andere Fahreigenschaften und unterschiedliche Fähigkeiten verschiedener Fahrer zu erbringen, wie im folgenden ausführlich beschrieben wird.
Wie dargestellt, weist jede der Schwingeinrichtungen 34, 36 ein allgemein L-förmiges Element 204 auf, daß relativ zum Rahmen 10 verschwenkbar auf einer Welleneinrichtung sitzt, die in Form der entgegengestzten Enden eines gemeinsamen Wellenelements 206 vorliegen kann, das durch ein auf dem Rahmen befestigtes Gehäuse 208 läuft. Der langgestreckte Zugarm 210 des Schwingelements 204 verläuft radial auswärts vom Wellenelement hinweg und ist um diese zwischen den mit den gestrichelten Linien 212, 214 angedeuteten aüßersten Vor- und Rückschwingstellungen schwenkbar.
Ein langgestreckter radialer Schlitz 216 ist im Arm 210 vorgesehen und weist eine nach vorn gewandte hintere Fläche 218 auf.
Eine geeignete Eingriffeinrichtung wie bspw. eine Rändelung, Zahnung, Rippung oder dergl. ist auf der Oberfläche 218 vorgesehen. Das Schwingelement weist weiterhin einen ockenarm 220 auf, der im wesentlichen rechtwinklig zum Arm 210 nach hinten absteht. binde Nockenrolle 222 ist drehbar auf dem hinteren Ende des Arms 220 gelagert und wird auf der Umfangsfläche der Nockenscheibe 200 durch eine geeignete çorrichtung- bspw. eine Feder oder einen Führungsschlitz oder dergl.- gehalten, um die Lage des Schwingelements 204 relativ zum Schwerpunkt 206 zu kontollieren.
Eine wahlweise lösbare Verbindungseinrichtung 224 ist gleitend verschiebbar und einstellbar auf dem Arm 210 befestigt und kann sich auf diesem radial ein- und auswärts zwischen einer radial innersten ersten und einer radial äußersten zweiten Lage bewegen, wie mit den gepunkteten Konturen 226, 228 gezeigt. In der radial innersten Lage 226 wird also die Verbindungseinrichtung 224 vom Arm 210 auf einer Kreisbahn minimaler Umfangslänge geführt, während in der radial äußersten Lage 228 der Arm 210 die Verbindungseinrichtung auf einer Kreisbahn mximaler Umfangslänge führt. Die Verbindungseinrichtung 224 ist vorzugsweise auf dem Arm 210 durch den Reibschluß zwischen der Fläche 229 und des Elements 224 einstellbar festgelegt, die zwischen der innersten und der äußersten Lage verläuft, so daß die Verbindungseinrichtung zwischen diesen beiden Lagen an jedem beliebigen Punkt festgelegt werden kann.
Die zugehörige abgestzte Einstelleinrichtung 46 der Fig. 1 kann in Form einer handbetätigbaren Stelleinrichtung vorliegen, wie sie in Fig. 10 als Hebel 230 gezeigt ist, der an einem obenliegenden Rahmenteil zwischen dem zeitz und der Lenkstange angebracht werden kann. ßin bewegliches Verbindungselement 232 wie bspw. ein bowdenzug ist in tTeei;neter reise mit einem Ende am Hebel 230 und mit dem anderen sunde an der Verbindungsvorrichtung 224 festgelegt, so daß, wenn man den Hebel aus der hintersten Stellung nch vorn in die vorderste stellung drückt, die Verbindungseinrichtung 224 relativ zum Arm 210 radial nach außen gleitet, während eine Rückwärtsbewegung des Hebels eine radial einwärts gerichtete Verschiebun, der Verbindungseinrichtung 224 relativ zum Arm ,O bewirkt. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Verbindungseinrichtungen 224 auf dem Arm 210 jeder Schwingeinrichtung 34, 36 durch die Bewegung eines einzigen Hebels 230, der gleichermaßen mit beiden Verbindungseinrichtungen 224 verbunden ist, gleicunäßig verstellt werden.
Die beiden }tinterachsäntriebe 38, 40 sind betrieblich an die Greifeinrichtung 224 über eine Verbindungseinrichtung 233 in Form eines Drahts, einer Stange, eines Seils oder dergl. und an die hinterachse 234 und an das Zahnrad 236 gekoppelt. Der Hinterrad antrieb 40 der Fig. 10 liegt in Form eines Flaschenzugsystems vor, bei dem eine Kette 238 über das Antriebszahnrad 236 und die Zahnräder 240,242, 244 und 246 läuft, Die Zahnräder 242, 244 sind drehbar ortsfest auf dem Rahmen 10 gelagert. Die Zahnräder 240, 246 sind verschiebbar in einer (nicht gezeigten) langgestreckten Führung gelagert, die am Rahmen 10 befestigt ist, und können sich in dieser relativ zum Rahmen verschieben. Das Zahnrad 240 ist mit der Verbindungsvorrichtung 233 durch ein schwenkbar gelagertes Verbindungsglied 248 verbunden und unter der Einwirkung des Schwingelements gradlinig hin- und herbewegbar. Eine Rückführeinrichtung ist mit dem Zahnrad 246 mit einem schwenkbar gelagerten Verbindungselement 250 verbunden und weist ein Seil 252 auf, daß mit einem Ende auf dem Fahrradrahmen 254 und mit dem anderen Ende 256 am Verbindungselement befestigt ist. Das Seil 252 istum eine Seilscheibe 258 geführt, die über eine Feder 260 am Fahrradrahmen befestigt ist. Eine Einwegklinke 262 ist dem Zahnrad 240 zugeordnet und läßt eine Bewegung der Kette 238 relativ zum Zahnrad 240 nur in der Richtung des Pfeiles 264 zu, so daß bei der Bewegung des Zahnrades 240 in Richtung des Pfeiles 266 die Kette direkt mit dem Zahnrad 240 sich bewegt und so die Achse 234 sich in einem Geschwindigkeitsverhältnis 1:1 dreht. Bei der Rückwärtsbewegung des Zahnrades 240 entgegen dem Pfeil 266 unter der Einwirkung der Feder 260 rastet die Klinke 262 aus und erlaubt eine Bewegung der Kette relativ zu ihr, so daß sich eine antriebslose Bewegung der Kette relativ zum Zahnrad 236 ergibt.Um das Geschwindigkeitsverhältnis des Antriebs von 1:1 auf 2:1 zu ändern, ist dem Zahnrad 242 eine wahlweise betätigbare Klinkeneinrichtung 268 zugeordnet. Wenn die Klinke 268 in die Kette 238 auf dem Zahnrad 242 einrastet, bewirkt die gradlinige Vorwärtsbewegung des Zahnrades 240 in Richtung des Pfeils 266 eine Bewegung der Kette um das doppelte und folglich eine doppelt so weite Drehung des Zahnrads 236 und der Hinterachse als bei gelöster Klinke 268.
Die Klinke 268 ist weiterhin so angeordnet, daß eine Relativbewegung zwischen der Kette und dem Zahnrad möglich ist, wenn eine Rückziehkraft in Richtung des Pfeils 264 von der Feder 260 ausgeübt wird. Die abgesetzte Stellvorrichtung 48 weist eine handbetätigbare Stelleinrichtung wie bspw. einen Hebel 270 auf, der auf dem oberen Rahmenteil neben dem Hebel 230 angebracht sein kann. Die beiden Antriebe 38, 40 weisen jeweils ein bewegliches Verbindungselement 272 wie bspw. einen Bowdenzug auf, der mit einem Ende am Hebel 270 und mit dem anderen Ende mit der Klinke 268 verbunden ist, so daß das Umlegen des Hebels in die rückwärtige Lage - entsprechend der rückwärtigen Lage des Hebels 230 - die Klinke 268 eingreifen läßt, während das Umlegen des Hebels 270 in die vordere Lage - entsprechend der Vorderstellung des Hebels 230 - die Klinke ausrasten läßt.
Mit dem vorliegenden System läßt sich also aus einem breiten Bereich die Geschwindigkeit beliebig wählen. In der langsamsten Stellung befinden sich die Hebel 230, 270 in entsprechenden hinteren Stellungen, in denen die Verbindungseinrichtung 224 sich in der radial innersten Lage auf den Schwingarmteilen 210 befinden und die Klinken 268 ausgerastet sind, so daß der Kettentrieb 38, 40 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 arbeitet.
Ein Bereich im wesentlichen beliebig einstellbarer langsamer Geschwindigkeiten entsteht durch die wahlweise gleichzeitige Einstellung der Verbindung 224 zwischen der radial innersten und der radial äußersten Lage auf dem Schwingarm 210, indem man den Hebel 230 zwischen der hinteren und der vorderen Lage verschiebt.
Wenn der Fahrer die Kettentriebe 38, 40 aus dem niedrigen Geschwindigkeitsverhältnis 1 : 1 in das Übersetzungsverhältnis 2 : 1 schalten will, betätigt er den hebel 270, so daß die Klinke 263 in die Kette 238 einrastet. Im Schnellbereich sind die Verbindungseinrichtungen 224 am Schwingelement ebenfalls voll einstellbar zwischen einer radial innersten und einer radial äußersten Stellung, so daß die Geschwindigkeit auch im Schnellbereich beliebig gewählt werden kann. Um einen glatten, leichten Übergang zwischen dem Langsam- und dem Schnellbereich zu erzeugen, können die Hebel 230, 270 nebeneinander angeordnet und ihre Bewegungen miteinander gekoppelt werden. Bspw. ordnet man den Hebel 230 vorzugsweise so an, daß bei seiner Vorwärtsbewegung die Geschwindigkeit zunimmt, bei der Rückwärtsbewegung die Geschwindigkeit abnimmt, und zwar in beiden Bereichen. Der Hebel 270 wird vorzugsweise so angeordnet, daß in der vordersten Lage, die der vordersten Lage des Hebels 230 entspricht, die Klinke 268 ausgerastet ist und der Kettentrieb 38, 40 sich mit dem Übersetzungsverhältnis 1 : 1 im Langsambereich befindet.
Wenn man also den Hebel 230 in die Vorwärtslage gelegt hat, kann man beide Hebel 230, 270 ergreifen und gleichzeitig nach hinten legen, um den Kettentrieb 38, 40 in den Schnellbereich mit dem Übersetzungsverhältnis 2 : 1 zu schalten, während man weiterhin die Verbindungseinrichtung 224 in die radial am weitesten innenliegende Langsamlage im Schnellbereich bringt, aus der heraus die Geschwindigkeit wieder allmählich und beliebig erhöht werden kann, wenn man den flebel 230 nach vorn legt, so daß die Verbindungseinrichtung 224 radial nach außen gleitet.
Die Fig. 11 zeigt nun eine beispielhafte und derzeit bevorzugte ockeneinrichturlD 30, 32 mit jeweils einer Nockenscheibe 200, die auf einer Tretwelle 52 sitzen, die drehbar in einem Tretlaper 56 gelagert ist, das an den Rahmenteilen 280, 282 befestigt ist. Die retwelle 52 und die Nockenscheibe 200 sind um die Zentralachse 284 in Richtung des Pfeils 286 durch die radial vertafenden Kurbelarme, die schematisiert mit der Radiallinie 288 angedeutet sind, sowie die schwenkbar gelagerten Pedale drehbar, die schematisch bei 290 gezeigt sind und in Richtung des Pfeils 292 gedreht werden. Die Kurbelarmlinie 288 stellt die aufwärts weisende vertikale Lage (00) dar; die Nockenscheibe 200 ist vollstandig in der 0°-Stellung des Kurbelarms und des Pedals 290 gezeigt. Die ßezugsbezeichnungen P1 bis P16 bezeichnen Radiallinien, die verschiedene Drehstellungen des Kurbelarms mit Pedal zeigen, und zwar beginnend mit der 3450-Stellung und endend mit der vertikal nach unten weisenden 180°-Stellung.
Die Bezugsbezeichnungen Cl bis C16 betreffen die Nockenscheibe 200 und deren Teile in unterschiedlichen Drehlagen der Nockenscheibe, die den verschiedenen Drehlagen Pl - P16 des Kurbelarms mit Pedal entsprechen.
Die Zugehörigkeit der Schwirgeinrichtungen 34, 36 ist schematisch gezeigt, wobei die Schwingwelle 206 in einem Lager 202 läuft, das bei 294 am Rahmen befestigt ist und eine Schwenkachse 296 darstellt, die in der beispielhaften Ausführungsform auf der vertikalen Radiallinie 288 liegt, aber auch anderswo angeordnet sein kann. Der Zugarmteil 210 der Schwingeinrichtung ist mit der Radiallinie 298 dargestellt, entlang der er verläuft, wenn der Kurbelarm 288 sich in der vertikal aufwärts weisenden 0°-Lage P4 befindet, während der Armteil 200 für die Nockenlaufrolle von der Radiallinie 300 dargestellt wird, auf der er sich befindet, wenn der Kurbelarm 116 in der vertial aufwärts weisenden 0 0-Stellung P4 liegt. In der beispielhaften Ausführungsform sind die zentrale Längsachse des Zugarms 298 und der Rollenarm 300 in Umfangsrichtung etwa 950 beabstandd; Das Nockenlaufelement, die Rolle 222 mit ihrer Drehachse bei 302, ist drehbar auf dem radial äußeren Endteil des Arms 300 gelagert und liegt kontinuierlich auf der Umfangsnockenfläche 202 der Scheibe 200 auf. Die Bezugsbezeichnungen R1 bis I'16 bezeichnen die Rolle 222 und deren Teile in unterschiedlichen Stellungen der Auslenkung zwischen einer am weitesten oben liegenden Stellung - vergl. die Radiallinie 304 - und einer am weitesten unten liegenden Stellung (vergl. die Radiallinie 306) entlang den Kreisbögen 308, 310, 312 mit den Mittelpunkten bei 296, die jeweils die Bewegungsbahn des radial innenliegenden Umfangsteils, der Drehachse und des radial außenliegenden Umfangsteils der Rolle 222 darstellen.
Die Bezugsbezeichnungen Ri bis R16 bezeichnen die verschiedenen Stellungen der Rolle, die den entsprechenden Drehstellungen P1 bis P16 des Kurbelarms 208 mit Pedal 290 sowie den verschiedenen Drehstellungen C1 bis C16 der Nockenscheibe 200 entsprechen. Die Bezugsbezeichnungen Ol bis 016 betreffen den Zugarm 298 des Schwingelements in verschiedenen Lagen der Auslenkung in Umfangsrichtung zwischen einer am weitesten vorn liegenden Stellung, die mit der Radiallinie 320 dargestellt ist, und einer am weitesten hinten liegenden Stellung, die die Radiallinie 322 zeigt, wobei diese Jtellungen den verschiedenen Stellungen Pl bis P16 des Kurbelarms 288 und des Pedals 290, den verschiedenen Stellungen C1 bis C16 der ockenscheibe 200 und den verschiedenen Stellungen 1 bis 1t16 der Rolle 222 entsprechen.
Die Umfangsfläche 202 der Isockenscheibe 200 weist einen Flächenteil 324 auf, in dem die Kraftübertragung auf die Schwingeinrichtung erfolgt und die zwischen den Linien 326, 328 verläuft, um eine Vorwärtsauslenkung des Zugarms 298 aus der hintersten Lage Ol bei 322 in die vorderste Lage 016 bei 320 zu bewirken.
Die Umfangsfläche 202 der Nockenscheibe 200 weist weiterhin einen Flächenteil 330 zur Rückführung der Schwingeinrichtung auf, der zwischen den Linien 326, 328 verläuft und die rückwärtige Auslenkung des Zugarms 298 aus der vordersten Lage 016 bei 320 in die hinterste Lage 01 bei 322 führt. Die Flächenteile 324, 330 der Iqockenscheibe sind über einen Ubergangsflächenteil an und neben der Linie 328 im größten radialen Abstand von der Zentralachse 284 und über eine Übergangsfläche an und neben der Linie 326 mit dem geringsten radialen Abstand von der Zentralachse 284 miteinander verbunden, in denen die Nachlaufrolle eine Rückführung bzw. einen Antrieb erfährt.
Die Ubergangsfläche 326 ist so gestaltet und angeordnet, daß sie die rückwärts gerichtete Rückkehrbewegung des Zugarms 298 der Schwingeinrichtung beendet und dessen Vorwärtsbewegung einleitet, bevor der Kurbelarm 288 und das Pedal die vertikale 0°-SXllung P4 erreichen. Auf diese Weise entsteht eine Überlappung für die Vorwärtsbewegung, in der beide Schwingeinrichtungen 34, 36 sich während eines Teiles jeder Umdrehung der Tretwelle 52 gleichzeitig vorwärts bewegen. Die beispielhafte Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Aufwärtsbewegung der Rolle 222 in der Stellung R1 entlang der Radiallinie 306 beginnt, wenn die Nockenscheibe 200 sich in der Stellung C1 befindet, wobei der Kurbelarm 288 und das Pedal 290 sich in der Stellung P1 nach 345 0Drehung des Kurbelarms 288 aus der vertikalen 0°-Lage P4 bzw. 150 vor dem erneuten Erreichen der vertikalen 0 0Lage befinden. Zu dieser Zeit liegt der andere Kurbelarm um 1800 gegenüber dem Kurbelarm 288 versetzt in der 1650-Lage P15, wobei der Zugarm der anderen Schwingeinrichtung in der 015-Lage nach vorn bewegt wird. Während der Kurbelarm 288 aus der Stellung Pl bei 3450 aufwärts in die Stellungen P2 bei 353°, P3 bei 357° und P4 bei 0° dreht, wird die Rolle 222 aus der Lage R1 in die entsprechenden Lagen R2, R3 und R4 gedrückt und damit der Zugarm 298 aus der Lage Ol in die entsprechenden Lagen 02, 03 und 04 nach vorn bewegt. Gleichzeitig dreht der andere Kurbelarm aus der Lage P1S,bei 1650 in die Lage P16 bei 1800, so daß, wenn die Rolle sich in der Lage C4 aufwärts bewegt, die andere Rolle sich in der obersten Lage R 16 und damit auf der Übergangsfläche bei 328 befindet. Das Ausmaß der überlappenden Vorwärtsbewegung der Zugarme 298 der Schwingeinrichtungen läßt sich verändern, indem man die Krümmung der Übergangstläche bei 326 so gestaltet, wie es erwünscht oder erforderlich ist.
Der Teil 324 der Nockenfläche 202 zwischen den dbergangsflächenteilen bei 326, 328 stellt eine Arbeitsfläche dar, die so ausgestaltet und angeordnet ist, daß der Zugarm 298 relativ zur Lage des Kurbelarms 288 so angeordnet und korreliert wird, daß sich eine Singang/Ausgang-Kraftabstimmeinrichtung ergibt, die gestattet, den wirksamen Ort der Aufbringung der Eingangskraft in Radial- und Umfangsrichtung, wie sie auf den Kurbelarm 288 durch das Pedal 290 aufgebracht wird und auf den Zugarm 298 der schwingeinrichtung über die Nockenscheibe 200 und die Nockenrolle 222 übergeht, entsprechend unterschiedlichen Eigenschaften der Kraftaufbringung und der Kraftübertragung stetig zu verändern und auch die in einem Fahrradantrieb auftretenden unterschiedlichen Widerstands- und Drehmomenteigenschaften zu verändern.
Im allgemeinen ist ein Betrachtungspunkt für die Ausgestaltung der Arbeitsfläche die Tatsache, daß der wirksame Arbeitsbereich des Kurbelarms 288 und des Pedals von etwa 00 bis 1800 reicht.
H.a.W.: Die ingangskraft, die über das Bein und den Fuß des Fahrers auf das Pedal 290 übertragen wird, läßt sich auf den Fahrradantrieb nur innerhalb des wirksamen Arbeitsbereiches während der Abwärtsbewegung des Kurbelarms 288 übertragen.
Weiterhin liegt die maximal effektive Arbeitslage des Kurbelarms 288 in der waagerechten 90°-Stellung Plo, wo die verfügbare Eingangskraft rechtwinklig und voll auf den Kurbelarm 288 übertragen wird. Ein weiterer Betrachtungspunkt, der im Hinblick auf die vorliegende Erfindung Beachtung verdient, ist, daß die verfügbare Eingangskraft an jedem Punkt innerhalb des wirksamen Arbeitsbereichs fahrerabhängig und bei derselben Person gewöhnlich auch für die beiden Beine unterschiedlich ist. In der Tat hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß erhebliche Unterschiede in der Art der Kraftaufbringung zwischen Personen vorliegen, die einerseits erfahrene Radfahrer und andererseits solche Radfahrer sind, die nur zu Erholungszwecken radfahren. Die vorliegende Erfindung erbringt daher das sehr wünschenswerte Resultat, daß sich die Nockenscheibe auf die unterschiedlichen Fähigkeiten unterschiedlicher Fahrer und auch auf die unterschiedlichen Beinschubfähigkeiten eines einzelnen Fahrers einstellen läßt.
Die beispielhafte Ausgestaltung einer Nockenscheibe nach Fig. 11 basiert auf der allgemeinen Annahme, daß sich eine maximal wirksame Kraftübertragung vom Kurbelarm 288 und dem Pedal 290 zur Schwingeinrichtung und von dort zum Hinterrad des Fahrrads erreichen läßt, indem man auf die maximale Kraftübertragungsfähigkeit des Antriebs die maximale Eingangskraftfähigkeit des Fahrers abstimmt.
enn - vergl. Fig. 11 - der lvurDelarns 288 und das Pedal 290 mit der verfügbaren bingangskraft des Fahrers aus der Lage P4 bei 00 in die Lage Plo bei 900 getrieben werden, bewegt die liockenrolle 222 sich weiter nach oben aus der Lage R4 in die Lage R10, die in der beispielhaften Ausführungsform etwa waagerecht liebe, und zwar bei im allgemeinen allmählich kleiner werdender Verschiebung in Umfangsrichtung, während der Zugarm 298 aus der Lage 04 in die Lage 010 weiter abwärts bewegt wird, die in der beispielhaften Ausführungsform etwa vertikal liegt.
Während der Kurbelarm 288 und das Pedal 290 von der verfügbaren Dingangs.<raft des Fahrers weiter abwärts aus der Lage Plo bei 900 in die Lage P16 bei 1800 gebracht werden, läuft die Rolle 222 aus der Lage R10 weiter aufwärts in die Lage R16, und zwar mit allgemein zunehmender Verschiebung in Umfangsrichtung; der Zugarm 298 geht dabei aus der Lage 510 weiter nach vorn in die Lage 016.
Die sich dabei einstellenden Ergebnisse lassen sich an den unterschiedlichen Weglängen in Umfangsrichtung darstellen, die der Kurbelarm 288, die Rolle 222 und der Zugarm 298 zurücklegen.
Während der Kurbelarm 288 zwischen den Lagen P4 und P16 in gleichen Umfangsweglängen abwärts läuft, läuft die Rolle 22 in allmählich abnehmenden Umfangsweglängen von der Lage R4 aufwärts in die Lage R10 und in allmählich zunehmenden Umfangsweglängen von der Lage R10 zur Lage R16. Gleichzeitig bewegt der Zugarm 298 sich anfänglich um eine verhältnismäßig große Umfangswegstrecke aus der Lage 04 vorwärts in die Lage 05 und danach aus der Lage 05 in verhältnismäßig kleinen gleichmäßigen Umfangswegabständen vorwärts zur Lage 015; am znde der Vorwärtsbewegung bewegt er sich zwischen den Lagen 015 und 016 wiederum um eine verhältnismäßig große Weglänge. Als Ergebnis werden die verfügbaren Eingangskräfte in den Lagen P 5 bis P15 des Kurbelarms 288 über die Nockenscheibe 200, die Rolle 222, den Rollenarm 300 und den Zugarm 298 so übertragen, daß der Zugarm auf das Hinterrad immer eine gewünschte maximale wirksame Ausgangskraft weitergeben kann. Es liegt also eine Kraftabstimmanordnung vor, die den Fahrer in die Lage versetzt, zwischen den Lagen P5 und P15 des Kurbelarms eine erheblich höhere wirksame Ausgangskraft auf das Hinterrad zu übertragen als bei einem herkömmlichen Fahrrad.
Die Nockengestalt der Fig. 11 ist an einem Prüffahrrad mit dem oben beschriebenen Übertragungssystem getestet worden, die erhaltenen ergebnisse wurden mit denen eines herkömmlichen 10-Gang-Fahrrades verglichen, das mit einem üblichen Getriebe mit mehreren Kettenrädern arbeitete. Bei einer Prüfung wurde dabei die vertikale Kraft auf dem Pedal jedes Fahrrads bei verschiedenen Drehlagen des Pedals gemessen, die erforderlich war, um einen gleichhohen Widerstand am Hinterrad auszugleichen, wenn die beiden Getriebe jeweils auf den gleichen mechanischen Vorteil eingerichtet waren, d. h. die gleiche wirksame Zahnradzahl aufwiesen.
Die Ergebnisse der statischen Prüfung für eine wirksame Zahnradzahl von 33,75 (Zahnverhältnis 40/32) sind im folgenden in der Tabelle I u.d.Kurve d.Fig. 12 der Zeichnung dargestellt.

TABELLE I

PP° P6/300P7/450 P8/600 P9/750 P10/90° P11/105° P12/1200 P13/135° P14/150°

PWC 21,5 13,5 11,3 11,0 9,0 10,0 11,0 13,2 18,5

PWT 12,8 8,6 8,4 7,6 5,5 4,5 7,2 8,6 14,0

PWC 68 57 34,5 44,7 63,6 122,2 52,8 53,5 37,1

PWT

WPC° 30 45 60 75 90 105 120 135 150

WPT° 49,2 61 71,6 81,4 90,3 100,4 110,3 120,6 130,8

WPV° +19,2 + 16 +11,6 +6,4 +0,3 -4,6 -9,7 -14,4 -19,2

9/PWC 0,42 0,67 0,80 0,82 1,0 0,90 0,82 0,68 0,49

9/PWT 0,70 1,05 1,07 1,18 1,64 2,00 1,25 1,05 o,64

PF = Pedallage in (0) innerhalb des Bereichs maximal vegfügbarer Eingangskraft, gemessen von der vertikalen 0°-Lage.

PWC = Pedalgewicht bei einem herkömmlichen 10-Gang-Fahrrad in Einheiten von 0,454 kp (lbs.), das aufgebracht werden mußte, um ein bei 90 des Ilinterrades und 381 mm (15 in.) hinter der Hinterradachse vertikal abwärts aufgebrachtes Gewicht von 1,82 kp (4 lbs.) auszugleichen.
P-WT = Pedalgewicht bei einem Prüffahrrad in Einheiten von 0,454 kp (lbs.), das vertikal abwärts auf das Pedal aufgebracht wurde, um ein bei 90 des Ilinterrades und 381 Imn (15 in., hinter der Ilinterradachse vertikal abwärts aufgebrachtes Gesicht von 1.82 kp (4 lbs.) auszugleichen.
StJU/P{J' Zunahme (in Prozent) der zum Ausgleich des gleichen Hinterradgewichts bei einem herkömmlichen Fahrrad gegenüber einem Prüfling erforderlichen Kraft.
WPC - Radlage eines herkömmlichen 10-Gang-Fahrrades relativ zur Pedallage beim Übersetzungsverhältnis 1:1.
WPT - Radlage des Prüfrades relativ zur Pedallage bei einem Übersetzungeverhältnis 1:1.
WPV = Radlageabweichung des Hinterrads des Prüfrades gegenüber dem Hinterrad eines herkömmlichen l0-Gang-ahrrades.
9/PWC , Umwandlung der Pedalgewichtdaten beim herkömmlichen 10-Gaeg-Fahrrad auf eine Basis von 4,09 kp (9 lbs.) in der 90 -Pedallage.
9/PWT - UmBandlung der Pedalgewichtdaten beim Prüfrad in der 90 -Pedallage auf eine Basis von 4,09 kp (9 lbs.).
Die Testergebnisse in der Tabelle I zeigen, daß das Prüffahrrad nach der vorliegenden Erfindung eine wesentlich geringere Eingangskraft als das herkömmliche 10-Gang-Fahrrad erforderte, um den Widerstand des Hinterrades in jeder gemessenen Pedallage zu überwinden. Gleichzeitig ergibt die Nockengestalt im Prtlffahrrad eine solche Varianz der Hinterradlage gegenüber der Pedallage, daß der Widerstand des Hinterrades auf das Pedal unterschiedlich stark abhängig von den vorbestimmten Pedaleigenschaften der Nockenscheibe übertragen wird.
Die hockenscheibe ist derart ausgelegt, daß bei den Pedallagen 00(P4) , 900 (P1o) und 1800 (P16) die Radstellung entsprechend 00, 900 bzw. 900 beträgt; bei 150 (p5) und 1650 (P15) beträgt die Radstellung 35,40 bzw. 144,80. Zwischen 00 (P4) und 15°(P5) der Pedallage eilt die relative Radstellung also von der übereinstimmenden 0 0Lage bis zur am weitesten vorgeeilten Lage von etwa 200 schnell vor, während zwischen 1650 (pos) und 1800 (P16) Pedallage die relative Radstellung wiederum schnell aus einer maximal zurückliegenden Stellung bei etwa 200 auf die übereinstimmende 1800-Lage voreilt. Die maximal Vorgeeilte Radstellung in der Pedallage von 150 wird von der 150-Lage (P5) bis zur 300 Pedallage (P6) im wesentlichen konstant gehalten, während die maximal zurückliegende Radstellung, die in der 1500-Lage des Pedals (P14) erreicht wird, von der 1500-Lage (P14) bis zur 1650-Lage des Pedals (P15) ebenfalls im wesentlichen konstant bleibt.
Wie in der Tabelle I gezeigt ist, nimmt zwischen der Pedallage P6 (300) und der Pedallage P 10 (900) die Vorlaufstellung des Hinterrads beim Prüffahrrad relativ zur Lage des Pedals und der entsprechenden Hinterradstellung beim herkömmlichen 10-Gang-Fahrrad zunehmend ab. Der Hinterradvorlauf nimmt von etwa 19,20 in der Pedallage P6 (300) auf im wesentliche gleiche Winkellagen in der Pedallage P 10 (900) zunehmend ab. Der wirksame Widerstand des Hinterrads gegen die Drehung von 00 auf etwa 49,20 ist also in demjenigen Teil der Pedalumdrehung von 0° bis 300 konzentriert worden, wo die Fähigkeit des Fahrers, auf das Pedal Eingangskraft aufzubringen, minimal ist und sich zur verwindung des Hinterradwiderstands am besten Trägheitseffekte ausnutzen lassen.
Der wirksame Widerstand des Hinterrads gegen eine Drehung von 49,20 bis 900 ist auf deren Pedalumdrehungsteil von 300 bis 900 verteilt, wo die Fähigkeit des Fahrers, auf das Pedal Vortriebskraft aufzubringen, allmählich zunimmt, und zwar so, daß der wirksame Widerstand des Hinterrads gegen eine Drehung aus der Peaallage P7 (350) in die Pedallage P10 (900) im Bereich zunehmender Fähigkeit des Fahrers, Vortriebskraft aufzubringen, fortschreitend abnimmt.
Zwischen der Pedallage P10 (900) und der Pedallage P16 (1800) wird die Stellung des Hinterrads im Prüffahrrad relativ zur Lage des Pedals und der entsprechenden Stellung des Hinterrads eines herkömmlichen 10-Gang-Fahrrades fortschreitend verzögert. Das Ausmaß der Verzögerung nimmt von etwa 0° in der Pedallage P10 (900) bis etwa 200 inder Pedallage P14 (1500) zu, bleibt zwischen den Pedallagen P 14 (1500) und P15 (1650) im wesentlichen konstant auf etwa 200 und nimmt dann von etwa 200 in der Pedallage P15 (1500) bis zum Gleichlauf mit dem Pedal in dessen Lage P16 (1800) schnell ab. Der wirksame Widerstand des Hinterrads gegen eine Drehung von 900 bis 180 0ist iso hinsichtlich der Pedallagen umverteilt worden. Der wirksame Widerstand des Hinterrads gegen Drehung von etwa 130,80 bis 1800 (d.h. etwa 500 Drehung) ist in dem von 1500 (P14)bis 1800 (P16) reichenden bereich der Pedalumdrehung konzentriert, wo die Fähigkeit des Radfahrers, Vortrieoskraft auf des Pedal aufzubringen, allmählich abnimmt und zur ihre Überwe@indung des hinterradwiderstandes am besten Trägheitseffekte ausgenutzt werden. Der effektive Widerstand des Hinterrads gegen Drehung von etwa 900 bis etwa 130,80 (d.h. etwa 400 Drehung), wo die Fähigkeit des Radfahrers, Vortriebskraft auf das Pedal aufzubringen, fortschreitend abnimmt, ist so verteilt, daß der wirksame widerstand des Hinterrads gegen Drehung aus der Pedallage P10 (900) in die Pedallage P14 (1500) in einem 3ereich fortschreitend abnehmender Fähigkeit des Fahrers liegt, Vortriebskraft zu liefern.
In der Fig. 12 stellen nun die Kurve 340 das theoretisch verfügbare Ausgangsmoment am @interrad des herkömmlichen 10-Gang-Fahrrades, die Kurve 342 das berechnete verfügbare Drehmoment an Hinterrad des herköiiinilichen 10-Gang-Rades auf der Grundlage vorliegender Prüfergebnisse und die Kurve 344 das berechnete verfügbare Drehmoment am Hinterrad des Prüffahrrades aufgrund erhaltener Prüfergebnisse dar. Dabei sind auf der Ordinate 346 das verfügbare Ausgangsmoment und auf der Abzisse 348 die Drehlagen des Hinterrads und des Kurbelarms aus der vertikal oberen 0°-Lage bis zu einer vertikal unteren 1800-Lage des Kurbelarms aufgetragen. Das verfügbare Ausgangsmoment ist dabei prozentual berechnet worden, wobei das maximal verfügbare Drehmoment des herkömmlichen 10-Gang-Rades bei einer Radstellung von 900 (und der Pedallage 900) als bezugsmoment von 100So diente, so daß die vertikalen Datenpunkte der Kurve den Rechenwerten 9/PWC und 9/PWT der Tabelle I entsprechen. Die Punkte CP6, CP7, CP8, CP9, CP10, CP11, CP12, CP13 und CP14 der Kurve 342 für das herkömmliche Fahrrad liegen also auf der vertikalen Achse bei 0,42, 0,67, 0,80, 0,82, 1,0 (Bezugswert), 0,90, 0,82, 0,68 bzw. 0,49, die Punkte TP6,TP7, TP8, TP9, TP10, TP11, TP12, TP15 und TP14 der Kurve 344 für das Prüffahrrad auf der vertikalen Achse bei 0,70, 1,05, 1,07, 1,18, 1,64, 2,00, 1,25, 1,05 bzw. 0,64 und die Punkte P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13uP14 der theoretischen Kurve 340 für das herkömmliche Fahrrad auf der vertikalen Achse bei 0,50, 0,71, 0,86, 0,96, 1,00, 0,96, 0,86, 0,70 bzw. 0,50.
Hinsichtlich der waagerechten Achse liegen die Punkte CP6, CP7, CP8, CP9, CP10, CP11, CP12, CP13 und CP14 der Kurve 342 für das herkömmliche Fahrrad sowie die Punkte P6, P7, PS, P9, P10, P11, P12, P13 und P14 der theoretischen Kurve 340 für das herkömmliche Fahrrad bei 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1350 bzw.
1500, die sowohl die Pedal- als auch die Radlagen sind. Bei den gleichen Pedallagen des herkömmlichen Fahrrades liegen die Punkte TP6, TP7, TP8, TP9, TP10, TP11, TP12, TP13, und TP14 der Kurve 344 für das Prüffahrrad bei 49,20, 610, 71,60, 81,40, 90,3°, 100,40, 110,30, 120,60 bzw. 130,80; diese Werte gelten nur für die Radstellung des Prüffahrrads.
Die Bereiche 346, 348, 350 der Diagramms zwischen der Kurve 342 für das herkömmliche Fahrrad und der Kurve 344 für das Prüfrad zeigen die Änderung des theoretischen betrags des verfügbaren Drehmoments am Hinterrad, die die vorliegende Erfindung erbringt.
Die Bereiche 346, 350, in denen die Kurve 344 unterhalb der Kurve 342 liegt, zeigen, daß das System nach der vorliegenden Erfindung von der Pedallage 0° bis etwa 350 und von etwa 1450 bis etwa 1800 weniger verfügbares Drehmoment liefert als ein herkömmlicher Itadantrieb. Der bereich 348, wo die kurve 344 über der Kurve 342 liegt, zeigt, daß das system nach der vorliegenden Erfindung von etwa 350 Pedallage bis etwa 1450 ein wesentlich höheres Drehmoment liefert. Zusätzlich zeigt die Kurve 344 eine starke Konzentration des verfügbaren Drehmoments zwischen etwa 600 und 1200 Pedallage, d.h. dort, wo die Fähigkeit des Fahrers, Vortriebskraft aufzubringen, am höchsten ist.
Diese Testergebnisse und Berechnungen stellen natürlich nicht die tatsächlichen Radfahrbedingungen in Rechnung, unter denen der tatsächliche Widerstand, den das Hinterrad auf den Antrieb ausübt, die oben beschriebenen theoretischen Zusammenhänge zwischen den Pedalen, Kurbelarmen, den Nockenscheiben und den Schwingarmen beeinflußt. Nichtsdestoweniger berücksichtigen die oben beschriebenen Eigenschaften für die Ausgestaltung der Nockenscheiben den tatsächlichen Widerstand des Hinterrads und erbringen im vorgeschlagenen Antrieb die gewünschten Ergebnisse.
Während das obenausgeführte Beispiel einer Nockenscheibengestalt besonders gut brauchbare Ergebnisse auf der Grundlage des Konzept einer Anpassung der maximalen, vom Fahrer erzeugten Vortriebskraft an dext minimalen Systemwiderstand ergibt, lassen die erfinderischen Konzepte sich auch zum Brreichen anderer Ergebnisse einsetzen. Bspw. kann man die Nockenscheibe so gestalten, daß man die theoretische maximale Vortriebskraft des Fahrers an den maximalen Systemwiderstand anpaßt, wie es die Nockengestalt der Fig. 13 zeigt. Diese Konstruktion kann am sinnvilsten für Rennfahrer sein, die in der Lage sind, sehr hohe Vortriebskräfte am 3eginn der abwärtsführenden Pedalbewegung aufzubringen. Wie die Fig. 13 zeigt, ergibt die Konstruktion der hockenscheibe 200 eine überlappende Übergangsfläche zwischen den Linien 360, 362, einen verhältnismäßig geringen Ausgangsmomentvorteil im Anfangsteil der Arbeitsfläche von der Pedallage 0° bei 362 bis zur Pedallage 150 etwa bei 364, dann einen verhältnismäßig großen Ausgangsmomentvorteil von etwa 150 Pedallage bei 364 bis etwa 1000 Pedallage bei 3660, einen verhältnismäßig großen Ausgangsmomentnachteil von etwa 1000 Pedallage bei 366 bis etwa 1650 Pedallage bei 368, und schließlich einen verhältnismäßig geringen Ausgangsmomentvorteil von etwa 1650 Pedallage bei 368 bis etwa 1800 Pedallage bei 370.
In einem weiteren beispiel kann die lqockenscheibe so ausgestaltet sein, daß sie die Vortriebsfähigkeit des Fahrers unterschiedlich an den Widerstand des Hinterrads anpaßt, und zwar eher entsprechend einer allgemeinen theoretischen harmonischen Kurve der wirksamen Ningangskraft, wobei die Nockenscheibengestalt einen verhältnismäßig hohen Ausgangsmomentvorteil von 0° Pedallage bei 372 bis etwa 150 Pedallage bei 374, einen verhältnismäßig geringeren Ausgangsmomentvorteil von etwa 150 Pedallage bei 374 bis etwa 35 Pedallage bei 376, einen verhältnismäßig geringen usgangsmomentnachteil von etwa 350 Pedallage bei 376 bis etwa 650 Pedallage bei 378, einen verhältnismäßig großen Ausgangsmomentnachteil von etwa 650 Pedallate bei 378 bis etwa 1300 Pedallage bei 380, einen verhältnismäßig geringen Ausgangsmomentnachteil von etwa 1300 Pedallage bei 380 bis etwa 1450 Pedallage bei 382, einen verhältnismäßi kleinen Ausgangsmomentvorteil von etwa 1450 Pedallage bei 382 bis etwa 1650 Pedallage bei 384 und schließlich einer verhältnismäßig großen Ausgangsmomentvorteil von etwa 1650 Pedallage bei 384 bi etyja 1800 Pedallage bei 386 erbringt.
bin vJesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die ockenscheibengestalt sich an die individuelle Fähigkeit des einzelnen Radfahrers anpassen läßt, Vortriebskraft aufzubringen, um bestimmte Eigenschaften des Ausgangsmoments zu erzielen. ßspw.
lassen sich allgemeine Nockenscheiben für unterschiedliche Arten von Radfahrern erstellen - bspw. Rennfahrer oder Freizeitfahrer, Männer und Frauen, Jungen und Nädchen und auch für die Fahrt in flachem oder hügeligem Gelände. Weiterhin kann man die Gestalt der rechten und der linken Nockenscheibe, entsprechend der unterschiilichen Fähigkeit des linken und des rechten Beins, Vortriebskraft aufzubringen, ausgestalten und dies für eine bestimmte Gruppe von Radfahrern oder einen bestimmten Radfahrer, dessen Fähigkeit, Vortriebskraft zu liefern, gemessen werden kann, um eine Nockenscheibengestalt zu erreichen, die dem bedarf dieses Fahrers am besten entspricht. Um unterschiedlich gestaltete Nockenscheiben für unterschiedliche Radfahrer leichter montieren zu können, ist vorgesehen, daß die Nockenscheiben auswechselbar befestigt sind, so daß man sie leicht und schnell austauschen kann.
Die zeigt 15 bis 17 zeigen nun bestimmte i'eile des Antriebs nach der vorliegenden Erfindung ausführlicher in alternativen Konfigurationen und Anordnungen der Bestandteile. Der Fahrradrahmen 10 weist beispielsweise die herkömmlichen Rohrrahmenteile 400, 402, 404, 406 auf. Die Teile 400, 402, 404 sind fest an einem herkömmlichen Tretlager befestigt, in dem die Tretwelle 52 drehbar gelagert ist. Wie üblich, ist jede der Tretkurbeln 20 abnehmbar an der Tretwelle 52 mit einer herkömmlichen Einrichtung 410 befestigt, während die Pedale 24, 26 drehbar an ihren äußeren Enden sitzen. Die Nockeneinrichtungen 30, 32 weisen jeweils eine Nockenscheibe 200 auf, die abnehmbar auf jeweils einem der Enden der Tretwelle 52 zwischen der zugehörigen Tretkurbel 20 und dem Ende des Tretlagers 408 angebracht ist und sich mit der Tretwelle relativ zum Tretlager dreht. Die Schwingeinrichtungen 34 36 weisen jeweils ein Schwingelement 204 auf, das schwenkbar und abnehmbar zwischen der Nockenscheibe 200 und dem Rahmenteil 402 auf den Außenenden der Schwenkwelle 412 sitzt, die fest in einem Gehäuse 414 sitzen kann, das seinerseits am Rahmen 402 durch geeignete Mittel 416 befestigt ist, wie es die Fig. 17 zeigt.
Jedes Schwtgelement 204 weist einen Zugarm 210 mit einer gezahntdn nach vorn weisenden langgestreckten Kraftübertragungsfläche 218 sowie einen seitlich versetzten Rollenarm 220 auf, auf dem seitlich nach außen versetzt eine Rolle 222 drehbar gelagert, die kontinuierlich auf der Nockenfläche 202 aufliegt.
Eine Verbindungseinrichtung 224 zur Kraftübertragung ist schwenkbar auf dem Schwenkbolzen 420 zwischen den Enden der Zugstangenelemente 422, 424 angeordnet, verbindet diese und trägt sie schwenkbar. Die Verbindungseinrichtung 224 weist einen Stab 425 mit den Zahnteilen 426, 428 auf, die klinkenartig in die Zahnung auf der Fläche 218 in verschiedenen radial ein- und auswärts einstellbaren Lagen eingreifen können. Diese Freigabe und Einstellung erfolgt durch die Seilzüge 430, 432, von denen eine an einem Ende des Stabelements 425 bei 434 mittels eines Drahtseils 436 befestigt ist, das vom unteren Ende der Fläche 218 aufwärts verläuft, während das andere Ende bei 438 an einem Drahtseil 440 befestigt ist, das vom oberen Ende der Fläche 218 nach unten verläuft. Das Drahtseil 440 kann geführt in einer ljut 442 am oberen Ende des Zugarmteils 210 verlaufen und verläuft auf der nach hinten gewandten Endfläche nach unten und unten um das Schwingelement 204 herum.
Die Anordnung ist so getroffen, daß das Betätigen eines Hebels, der mit dem Drahtseil 430 verbunden ist, um das Seil 436 in Richtung des Pfeils 444 zu bewegen, ein Schwenken des Stabs 425 um den Bolzen 420 bewirkt, so daß der Zahnteil 426 von der Fläche 418 abhebt und der Stab 425 auf der Fläche 218 abwärts gezogen werden kann, wobei die geneigte Außenfläche des Zahnteils 428 über die Zahnung gleitet, bis die Einstellkraft entfällt. Dann schwenkt das Stabelement sofort wieder in den Eingriff mit der Fläche 218 zurück. Das Stabelement 425 kann auf entsprechende Weise freigesetzt und in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden durch eine Kraft, die mit dem Drahtseil 440 in Richtung des Pfeils 446 aufgebracht wird.
Jeder der Hinterrad-Antriebe 38, 40 ist betrieblich am hinteren Ende eines Zugstangenelements 424, 426 befestigt - bspw. mit einer Schwenkstiftanordnung 450, die ein Zahnrad 452 drehbar trägt,das zwischen den Stabelementen sitzt und sich mit diesen bewegt. Wie oben beschrieben, läuft über das Zahnrad 452 eine geschlossene Antriebskette; sie verläuft gleichermaßen über die Zahnräder 456, 458, die relativ zum Rahmen und dem Hinterrad ortsfest auf einem geeigneten Ansatz 460 laufen, sowie um das bewegliche Zahnrad 462, das mit einem schwenkbar gelagerten Gabelkopf 468 mit einer der Rückführung unterstützenden Federanordnung 464 verbunden ist, die ihrerseits bei 466 auf dem Rahmen festgelegt ist. Falls erforderlich oder erwünscht, kann eine Ketten- und/oder Zahnradführung 470, 472 fest auf dem Rahmen auf herkömmliche Weise vorgesehen werden. Die allgemeine Funktionsweise des Systems ist wie oben bereits beschrieben.
Die Fig. 18 bis 20 zeigen bestimmte zusätzliche und alternative Ausführungsformen der erfinderischen Konzepte, in denen der Rahmen 10 auf- und vorwärts verlaufende, beabstandete und allgemein parallele Rohrteile 500, 501, auf- und rückwärts verlaufende, beabstandete und allgemein parallele Rohrteile 502, 503, die zwischen sich einen Raum für den Antrieb bilden, rückwärts und quer verlaufenden, beabstandete und allgemein parallele Rohrteile 504, 506, die zwischen sich einen Raum für den Antrieb bilden, auf- und vorwärtsverlaufende hintere Rohrteile 508, 510, die zwischen sich einen Raum für den Antrieb bilden, einen Nabenteil 512, der mit den Teilen 500, 501, 502, 503, 504, 506 verbunden ist und von diesen getragen wird, sowie die Lagerflächen 514 für die Hinterachse, von denen nur eine gezeigt ist, aufweist, die mit dexl Teilen 504, 508 bzw. 506, 510 verbunden sind und von diesen getragen werden.
Der Antrieb weist zwei getrennte Antriebseinheiten gleichen Aufbaus auf, die jeweils den beiden Kurbelarmen und den beiden Pedalen zugeordnet sind, von denen die Fig. 18 bis 20 nur jeweils eine zeigen. Ein Kurbelarm 516 mit Pedal 518 ist um die Achse 520 einer Tretwelle (nicht gezeigt) drehbar, die im retlager 512 gelagert ist.
Ein Rollentragarm 522, der die iSockenantriebsrolle 534 trägt, ist von der Achse 520 jeder Tretkurbel entgegengesetzt radial auswärts vorgesehen und wird von dieser in Richtung des Pfeils 527 auf einer kreisförmigen bewegungsbahn 526 herumbewegt.
Eine kombinierte Isocken- und Schwingeinrichtung 530 ist antreibbar jeder Rolle 524 zugeordnet und schwingt zwischen einer Lage weitester Auslenkung nach hinten (durchgezogen gezeigt) und einer Lage weitester Auslenkung nach vorn (gestrichelt gezeigt) auf einer bogenförmigen Bewegungsbahn 526. Die lGocken-Schwingeinrichtungen 530 sind schwenkbar auf einer gemeinsamen Welle 532 gelagert, die zwischen den beabstandeten Rahmenteilen 504, 506 verläuft und dabei eine gemeinsame Schwenkachse 534 aufspannt, die in der beispielhaften Ausführungsform hintervder Schwenkachse 520 allgemein querverläuft. Wie in Fig. 19 gezeigt, weist jede Nocken-Schwingeinrichtung 530 einen Zugarm 536 mit einer nach vorn gewandten langgestreckten Kraftübertragungsfläche 538 auf, die mit einer Eingriffszahnung versehen sein kann und sich allgemein radial auswärts von der Schwenkachse 534 hinwegerstreckt. Jede Nocken-Schwingeinrichtung 530 weist weiterhin einen Nockentragarm 540 auf, auf dem eine allgemein nach vorn gewandte konturierte Nockenfläche 542 fest gelagert ist. Eine Rollenführung sowie zusätzliche Nockenflächen entstehen durch die seitlichen Plattenteile 544, 546, die einwärts gebogene Stege 548, 550 aufweisen, die zusätzliche Steuerflächen in Form paralleler koplanarer Nockenlaufflächen 552, 554 bilden, die von einem Punkt etwa auf einer gedachten Radiallinie 556, die allgemein quer zur Fläche 538 von der Schwenkachse 435 parallel zur Nockenfläche 542 über deren oberen Teil liegt, verlaufen. Ein Schlitz 558 befindet sich zwischen den Stegen 548, 550 und nimmt locker einen Rollenarm 522 auf, der sich relativ zu diesem bewegen kann. Die Anordnung ist 80 aufgebaut und angeordnet, daß bei der Drehung des zugehörigen Kurbelarms 516 aus etwa der 0°-Lage (aufwärts weisende Vertikale) bzw. etwa vor dieser, um eine Überlappung herzustellen, bis in die 900-Lage (nach vorn gerichtete Waagerechte) die Rolle 524 erst auf dem unteren Teil der Fläche 542 liegt, dann aufwärts auf der Fläche 542 läuft, während der Zugarmteil 536 des Schwingelements nach vorn in eine Lage gedrückt wird, die allgemein etwa auf der Radiallinie 556 liegt. Dann, bei weitergehender Drehung des zugehörigen Kurbelarms 516 aus etwa der 90Lage in etwa die 1800-Lage (vertikal nach unten weisend) liegt die Rolle 524 auf den Flächen 552, 554 auf, um den Arm 536 weiter in die am weitesten vorn liegende ochwinglube zu bringen. ßei weiterer Drehung des Kurbelarms 516 aus etwa der 180Lage in die 0°-LaOe liuft die Rolle 524 über das obere bunde des Jchlitzes 558 hinaus und löst sich von der Nockenfläche auf der Iocken-Scliwingeinrichtung 530, die dann von einer Rückführeinrichtung, die im folgenden zu beschreiben sein wird, sofort aus der am weitesten vornliegenden sofort in die am weitesten hintenliegende Lage gebracht wird, während der andere Kurbelarm die andere Nocken-Schwingeinrichtung nach vorn drückt, um das Fahrrad stetig vorzutreiben. Die Länge und Kontur der isockenflächen 542, 552, 554 lassen sich variieren, um unterschiedliche Resultate zu erreichen, wie oben beschrieben.
Wie oben beschrieben, ist jeder Zugarm 535 axlriebsmäßig mit einem zugeordneten der Hinterradantriebe 38, 40 durch eine Verbindungseinrichtung 560 verbunden, die relativ zum Zugarm 536 wahlweise radial ein- und auswärts einstellbar auf der Fläche 538 sind, um für das Fahrrad einen im wesentlichen kontinuierlichen einstellbaren Geschwindigkeitsbereich herzustellen. Eine alternative Form eines Hinterradantriebs ist in üen Fig. 18 und 20 gezeigt, in denen jeweils eine in sich geschlossene Kette 562 über ein Antriebszahnrad 564 auf dem Hinterrad sowie um Leerlauf-Radeinheiten 566, 568, 570, 572 läuft, um eine Geschwindigkeitsübersetzung von 2 : 1 zwischen der Nocken-Schwingeinrichtung und dem Hinterrad-Antriebszahnrad 564 herzustellen. Die Zahnradeinheit 566 ist mit dem Zugarm 536 durch eine Verbindungsstangeneinrichtung 574 verbunden, die bei 576 mit ihrem vorderen Ende schwenkbar mit der einstellbaren Verbindungseinrichtung 560 und bei 578 mit dem hinteren Ende schwenkbar mit der Zahnradeinheit 566 verbunden ist und sich zwischen einer hintersten Lage (durchgezogen dargestellt) und einer vordersten Lage (gestrichelt dargestellt) entsprechend der hintersten bzw. der vordersten Lage des Zugarms 536 der zugehörigen Nocken-Schwingeinrichtung 530 hin- und herbewegen kann. Wie bereits beschrieben, kann einer der Zahnradeinheiten 568 eine Einweg-Sperrklinkenanordnung 580 zugeordnet sein, um eine Rückbewegung der Kette 562 zuzulassen.
Eine tabilisiervorrichtung kann für den Hinterradantrieb vorgesehen sein in Form eines freitragenden stabes 582, der bei 584 schwenkbar auf der Lagerfläche 514 des Rahmens angebracht ist und nach vorn allgemein parallel zur und mit der Verbindungsstange 574 verläuft. Eine Fürungs- und Verbindungseinrichtung 586 ist in einer beispielhaften Ausführungsform als Winkelelement 588 (Fig. 20) vorgesehen, das mit einem Ende 590 fest an der Stange 574 sitzt und mit dieser beweglich ist und in dem anderen Ende 594 einen querverlaufenden langgestreckten Schlitz 592 aufweist, der locker die ?rgstange 582 aufnimmt und sie führt, so daß diese eine relative ochwenkbewegungr ausführen kann. Eine Vorspanneneinrich-tglg ist zwischen der Verbindungsstange 582 und dem Win.>el 588 bspw. in Form einer Druckfeder 596 im Schlitz 592 vorgesehen, die ein auf- und abwärts bewegbares Führungselement 598 gleitend verschiebbar auf die Stange 582 aufdrückt.
Die Antriebe der Fig. 18 bis 20 weisen weiterhin eine Rückführeinrichtung für die Iqocken-Schwingeinrichtung in Form eines Seils 600 auf, das mit einem Ende 602 am Zahnrad 570 befestigt ist, das auf geeignete eise gleitend auf einer Führungsschiene 604 gelagert ist und sich zwischen einer obersten (durchgezogen gezeigten) und einer untersten Stellung (gestrichelt gezeigt) hin-und herbewegen kann, die der hintersten bzw. der vordersten Lage des Zahnrades 566 entsprechen. Mit dem anderen Ende 606 ist es am Zahnrad 566 befestigt. Das Seil 600 ist um eine Seilscheibe 608, die fest auf einem der Rahmenteile 508, 510 über dem Zahnrad 570 sitzt, eine Seilscheibe 610, die koaxial auf der Schwenkachse der Tragstange 582 sitzen kann, und eine Seilscheibe 612 geführt, die auf dem äußeren Ende der Tragstange 582 sitzt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß, wenn das Zahnrad 566 aus der hintersten Lage nach vorn in die vorderste Lage gezogen wird und das Zahnrad 570 entsprechend aus der oben hinunter in die unterste Lage gezogen wird, das Seil 600 um die Seilscheiben 608, 610, 612 läuft, um jederzeit die Kettenspannung aufrechtzuerhalten. Das Seil 600 arbeitet auf die gleiche Weise während der Rückbewegung der Kette 562 und der Zahnräder 566, 570, die auf beliebige Weise herbeigeführt werden kann - bspw. durch eine nicht gezeigte Federanordnung zwischen dem Zahnrad 570 und dem Rahmen 10.
Die Anordnung ist derart getroffen, daß sich eine Einrichtung zur Aufnahme des Antriebs bildet, die im wesentlichen die gesamte xntriebsanordnung vollständig zwischen den Rahmenteilen 500, 501 und 502, 503 und 504, 506 sowie 508, 510 und in dem zwischen diesen entstehenden Raum aufnimmt. Um den Radfahrer weiter gegen eine versehentliche Berührung mit dem Antrieb zu schützen, kann ein Schutz bspw. in Form von radspeichenartigen Elementen 620 vorgesehen sein, die auf den Rahmenteilen und/oder zusätzlichen Lageriementen 622 entlang jeder Seite des Fahrrads angebracht sind und sich zwischen diesen erstrecken. In dieser Hinsicht wird darauf hingewiesen, daß in der Fig. 18 aus Gründen der Darstellung der Hinterradantrieb dargestellt ist, während der Hinterradantrieb der Fig. 18 ansonsten als Teil eines rechtsseitigen Systems hinsichtlich des rechtsseitigen Pedals, Kurbelarms, Schwingelements sowie der rechtseitigen holle und Nockenscheibe gezeigt ist. Wie also in Fig. 18 gezeigt, sitzen der rechte und der linke Hinterradantrieb zwischen den Rahmenteilen 504, 506 und 508, 510 sowie zwischen zwei beabstandeten Lagerflächen 514, in denen die iLinterraflachse und das Hinterrad gelagert sind. Die beiden beabstandeten Lagerflächen stellen einen zweckmäßigen Ort für die Lagerung der verschiedenen Teile der Hinterradantriebe dar, die keiner Hin- und Herbewegung unterliegen.
Die Fig. 21 zeigt nun einen weiteren alternativen Hinterradantrieb, der entsprechend zwischen beabstandeten rohrförmigen Rahmenteilen 630, 632 und 634, 636 sowie den Lagerflächen 638 (von denen nur eine dargestellt ist) gelagert ist. Jeder Hinterradantrieb weist eine offene Kette 640 auf, die mit einem Ende bei 642 am Rahmen befestigt und über die Zahnräder 644, 646 sowie das Hinterradantriebszahnrad 648 geführt ist, das eine herkömmliche (nicht gezeigte) Freilaufkupplung enthält, während das andere Ende 650 der Kette auf ein federgespanntes Kettenrad 652 gewickelt ist. Um eine Geschwindigkeitsübersetzung im Verhältnis 2 : 1 zwischen dem Zugarm 536 der Schwingeinrichtung und dem Hinterradantriebszahnrad 648 zu erreichen, wie bereits beschrieben, ist das Zahnrad 644 mit dem zugehörigen Zugarm 536 durch eine Verbindungsstange 574 verbunden, die schwenkbar bei 576 an einer verstellbaren Verbindungseinrichtung 560 an deren vorderen Ende und mit dem hinteren Ende bei 578 schwenkbar an dem Zahnrad 644 befestigt ist.
Während oben die erfinderischen Konzepte an beispielhaften und derzeit bevorzugten Ausführungsformen dieser Konzepte erläutat worden sind, lassen die verschiedenen erfinderischen Konzepte sich auch anders ausführen. Während bspw. die oben offenbarte Schwingeinrichtung als in einer derzeit bevorzugten, allgemein vertikal aufwärts verlaufenden Lage angeordnet und als zwischen einer hintersten und einer vordersten Stellung hin- und herbewegbar beschrieben worden ist, kann die Shwingeinrichtung auch ander gelagert und angeordnet sein. Auch können die oben beschriebenen Nockeneinrichtungen unterschiedlich aufgebaut, angeordnet und betrieblich zwischen die Kurbelarme, Rollerarme, Rollen, Nockenflächen und Schwingeinrichtungen eingefügt werden, die ihrerseits auf unterschiedliche Weise anders aufgebaut, angeordnet, kombiniert oder durch alternative Ausführungsformen ersetzt werden können. Weiterhin sind oben unterschiedliche Radantriebseinrichtungen offenbart, die ebenfalls anders aufgebaut, gelagert, angeordnet, kombiniert oder durch alternative Ausführungsformen ersetzt werden können. In Verbindung mit hier offenbarten Hinterradantriebseinrichtungen wird darauf verwiesen, daß die Ausdrücke "Kette" und "Zahnrad", verschiedene andere alternative Einrichtungen und Elemente umfassen sollen, bei denen es sich nicht um die Gliederketten und die hierfür gedachten Zahnräder handelt, wie sie derzeit für herkömmliche Fahrräder üblich sind. Bspw.
können einige der hier offenbarten erfinderischen Konzepte alternativ mit Seil- und Seilscheibenanordnungen ausgeführt werden, die in der Lage sind, die gleichen Funktionen wie eine Gliederkette und die dazugehörigen Zahnräder zu erfüllen. Weiterhin sind die erfinderischen Konzepte allgemein auch auf andere selbstangetriebene Fahrzeuge als Fahrräder anwendbar (bspw. Dreiräder); der Ausdruck "Fahrrad" soll derartige Fahrzeuge umfassen.

Claims

Patentansprüche 1. Fahrrad, gekennzeichnet durch eine Anordnung aus drehbaren Rädern, um dem Fahrrad Bewegung zu erteilen, eine Pedaleinrichtung, die den Fuß des Fahrers abfängt und Vortriebskraft vom Fuß des Fahrers auf die Radanordnung überträgt, eine drehbare Kurbelarmanordnung, die mit der Pedaleinrichtung verbunden ist und betrieblich beim Drehen die Vortriebskraft von der Pedaleinrichtung auf die Radanordnung während eines 9600 -Eingangszyklus überträgt, eine Tretwelle, die mit der Kurbelarmanordnung verbunden ist und die Kurbelarmanordnung drehbar lagert, eine die Ein- und die Ausgangskraft miteinander ab -stimmende Vorrichtung, die betrieblich an die Kurbelarmanordnung angeschlossen ist und von dieser betrieben wird, um die von der Kurbelarmanordnung abgehende Eingangskraft mit der während des Leistungseingabezyklus an das Hinterrad abgegebenen Ausgangskraft abzustimmen und innerhalb des gesamten Leistungszyklus Ausgangskraft auf das Hinterrad zu geben, und durch einen Hinterradantrieb, der an die Eingangs/Ausgangskraftab -stimmeinrichtung angeschlossen ist und von dieser betrieben wird, um die Kraft von dieser auf das Hinterrad zu übertragen.
2. Fahrrad nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmvorrichtung eine bockeneinrichtung aufweist, die eine Kraftübergangsfläche hat, um die Krafteingabeeigenschaften der drehbaren hurbelarmanordnung auf vorbestimmte weise zu ändern.
3. Fahrrad nach anspruch 2, gekennzeichnet weiterhin durch eine Geschwandigkeitsanderungseinrichtung, die an die Abstimmeinrichtung, angeschlossen ist und von ihr betrieben wird, um für das Fahrrad einen bereich wählbarer Fahrgeschwindigkeiten zu schaffen.
4. Fahrrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterradantrieb eine Sinrichtung zur Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses aufweist, um wahlweise die wählbaren Fahrgeschwindigkeiten zu wechseln, die die Geschwindigkeitsänderungseinrichtung schafft.
5. Fahrrad nach Anspruch 3, dadurch Gekennzeichnet, daß die úeschwindibkeitänderunseinrichtung eine ochwingeinrichtung aufweist, die schwenkbar auf dem Fahrrad gelagert ist und zwischen einer hinteren und einer vorderen Lage schwingen kann, die einen ArDeitsbereich für die Kraftübertragung definieren.
6. Fahrrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelarmeinrichtung zwei Kurbelarme aufweist, die relativ zur Tretwelle radial entgegengesetzt von dieser abstehen und in Umfangsrichtung 1800 beabstandet sind, und das die Pedalein -richtung zwei Pedale aufweist, die jeweils mit einem der Kur -belarme verbunden sind, um Kraft von einem Fuß des Fahrers auf das Rad zu übertragen, und das andere Pedal mit dem anderen Kurbelarm verbunden ist, um Kraft vom anderen Fuß des Fahrers auf die Radanordnung zu übertragen, wobei die Nockeneinnchtung zwei Nockenelemente aufweist, von denen eines mit einem der Kurbelarme verbunden ist und von diesem angetrieben wird und das andere mit dem anderen Kurbelarm verbunden ist und von diesem angetrieben wird, wobei die Nockenelemente jeweils konturierte Flächen aufweisen, um Kraft von den Kurbelarmen auf die Schwingeinrichtung zu bestimmten Zeiten während der Umdrehung der Kurbelarme zu übertragen und die von den Kurbelarmen auf die Schwingeinrichtung übertragenen Kräfte entsprechend der Drehstellung der Kurbelarme zu variieren.
7. Fahrrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingeinrichtung zwei Schwingarme aufweist, von denen einer betrieblich mit einem der Nockenelemente und der andere betrieblich mit dem anderen der Nockenelemente verbunden ist, daß eine zweite Welle die Schwingarme schwenkbar lagert, die so angeordnet und aufgebaut sind, daß sie relativ zu der zweiten Welle in gleiche Umfangslängen schwenkbar und entgegengesetzt zueinander bewegbar sind.
8. Fahrrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingarme weiterhin so angeordnet und eingerichtet sind, daß die Rückwärtsbewegung jedes Schwingarms endet und seine Vorwärtsbewegung beginnt, bevor die Vorwärtsbewegung des anderen Schwingarms endet, um eine Überlappung in der Kraftübertragung von jeder Schwingeinrichtung zum Hinterrad zu schaffen.
9. Fahrrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem der schwenkbaren Arme eine Verbindungseinrichtung gelagert ist, die sich mit diesem bewegt und dabei Kraft vom Schwingarm auf den Hinterradantrieb überträgt, und daß eine Einstellvorrichtung der Verbindungseinrichtung zugeordnet ist, die die radiale Lage der Verbindungseinrichtung relativ zu jeweiligeal Schwingarm verändert, um so auch die Länge der Bogenbewegung der Verbindungseinrichtung zu ändern, die dieser durch die Schwingbewegung der Schwingarme erteilt wird.
1O.Fahrrad nach Anspruch 9, weiterhin gekennzeichnet durch eine abgesetzte Steuerung, die betrieblich mit der Einstelleinrichtung verbunden ist und vom Radfahrer betätigt werden kann, um eine gleichmäßige Verstellung der Radiallage der Verbindungseinrichtungen zu bewirken.
11.Fahrrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die abgesetzte Steuereinrichtung eine der Einstelleinrichtung zugeordnete Freigabeeinrichtung aufweist, um die Radialllage der Verbindungseinrichtung während der Schwingbewegung der Schwingarme zu verstellen.
12.Fahrrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterradantrieb zwei Hinterradantiebssysteme aufweist, von denen eines mit einem der Schwingarme verbunden ist und von diesem angetrieben wird und das andere mit dem anderen Schwingarm verbunden ist und von ihm angetrieben wird, wobei die Hinterradantriebssysteme so angeordnet und aufgebaut sind, daß die abwechselnd Vortriebskraft auf das Hinterrad übertragen.
13.Fahrrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingarme und die Nockenelemente so angeordnet und aufgebaut sind, daß sich eine überlappende Vortriebsbewegung der Schwingarme und der Antriebssysteme ergibt.
14.Fahrrad nach Anspruch 13, weiterhin gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einstellung der Kraftaufbringung, die den Hinterrad-Antriebssystemen zugeordnet ist, um das Verhältnis der Kraftübertragung von den Hinterradantrieben auf das Hinterrad zu ändern und damit wahlweise den Geschwindigkeitsbereich des Fahrrads zu ändern.
15.Fahrrad nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine zweite abgesetzte Steuereinrichtung, die betrieblich mit der Krafteinstelleinrichtung verbunden und vom Fahrer betätigbar ist, um das Verhältnis der Kraftübertragung von den Hinterradantriebesystemen auf das Hinterrad gleichzeitig und gleichmäßig zu ändern.
16.Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Eingangsausgangskraft-Abstimmeinrichtung weiterhin so angeordnet und aufgebaut ist, daß sie den wirksamen Widerstand des Hinterrads gegen die Drehung entsprechend den Pedallagen ändert.
17.Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Ausgangskraft-Abstimmeinrichtung so angeordnet und aufgebaut ist, daß sie die Fähigkeit des Fahrers, maximale Vortriebskraft aufzubringen, mit dem Drehungswiderstand des Rades verslderlich abstimmt.
18.Fahrrad nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Ausgangskraft-Abstimmvorrichtung weiterhin so angeordnet und aufgebaut ist, daß sie sSz die maximale Kraftaufbringfähigkeit des Fahrers auf den minimalen Drehwiderstand des Rades veränderlich abstimmt.
19.Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Ausgangskraft-Abstimmeinrichtung so angeordnet und aufgebaut ist, daß sie die maximale Vortriebsfähigkeit des Fahrers auf die maximale Kraf-tübertragungsfähigkeit des Antriebs abstimmt.
20.Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Eingangs-Ausgangskraft-Abstimmeinrichtung so angeordnet und aufgebaut ist, daß sie das am Rad verfügbare Drehmoment allgemein zwischen etwa 0° bis etwa 350 Pedallage erhöht.
21. Verfahren zum unterschiedlichen Aufbringen einer Eingangskraft währen sich wiederholender Leistungseingangseyklen eines drehenden oder hin- oder hergehenden Eingangssystems eines Fahrrads, daß betrieblich mit einem drehenden Ausgangssystem eines Fahrrads verbunden ist, wobei auf das Eingangssystem die Eingangskraft auf mit sich verändernder Größe und Richtung aufgebracht wird und der Widerstand des Ausgangssystems innerhalb jedes Le i stungseingangszyhlus sich ändert, dadurch gekennzeichnet.

daß man die Größe und Richtung der übertragenen Eingangskraft innerhalb jedes Leistungseingangszyklus ändert, indem man den wirksam radialen und Umfangsort der Aufbringung der übertragenen Eingangskraft entsprechend den unterscheedlichen Widerstandseigenschaften ändert, die das Eingangssystem erfährt, und daß man innerhalb jedes Leistungseingangszyklus die Beaufschlagung des drehenden Ausgangssystem mit übertragener Eingangskraft kontinuierlich aufrechterhält.
22.Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,daß man die Eingangskraft maximal an denJenigen Umfangsorten überträgt, an denen die wirksame Eingangskraft ihr Minimum hat.
23.Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß man die Eingangskraft maximal an denjenigen Umfangsorten überträgt, an denen die wirksame Eingangskraft ihr Maximum hat.

24.Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet. daß man die Änderungen der Größe und Richtung der übertragenen Eingangskraft entsprechend vorbestimmten Unterschieden der Eingangskraft wählt.

25.Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichne~1 daß die vorbestimmten Unterschiede der Lingangskraft auf den unterschiedlichen Fähigkeiten der Radfahrer basieren.

26.Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet. daß man weiterhin die Stellung des Hinterrads relativ zu Pedallage innerhalb jedes 3600 -Zxklus der Eingangskraftbeaufschlagung so verändert, daß der wirksame Widerstand des Hinterrades gegen Drehung auf vorbestimmte Weise unterschiedlich auf die Pedale übertragen wird.

27.Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß man die Größe der Eingangskraft, die erforderlich ist, um den wirksamen Widerstand des Hinterrades gegen Drehung zu überwinden, in jeder Drehstellung des Hinterrades innerhalb des 3600 - Eingangskraft-Beaufschlagungszyklus reduziert, während man die Stellung des Hinterrades gegen Drehung unterschiedlich auf die Pedale während jedes 3600 -Singangskraft-Beaufschlagungszyklus auf vorbestimmte Weise übertragen wird.

28.Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß man den wirksamen Widerstand des Hinterrades gegen eine Drehung entsprechend und relativ zu den Pedallagen ändert.

29.Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin dadurch gekennzeichnet.

daß man die maximale Eingangskraft, die der Fahrer aufbringen kann, auf Drehung des Hinterrades abstimmt.

3ç.Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß man die maximale Eingangskraft, die der Fahrer aufbringen kann, dem maximalen wirksamen Widerstand des Hinterrades gegen Drehung anpaßt.

31.Fahrrad nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch eine Rahmenanordnung, die die Radanordnung und einen Fahrer tragen kann, durch eine Antriebswelle, die betrieblich der Radanordnung im Sinne einer einfachgerichteten Drehbewegung durch Beaufschlagung mit Ausgangskraft zugeordnet ist, um die Radanordnung zu drehen und das Fahrrad vorzutreiben, durch eine Nockeneinrichtung, die auf dem Rahmen relativ zu diesem um eine zur Drehachse parallele Nockenachse bewegbar gelagert und jeder der drehbaren Kurbelarmanordnungen betrieblich zugeordnet ist, um die Beaufschlagung der Antriebsselle mit Eingangskraft entsprechend vorbestimmter Kraftübertragungseigenschaften zu steuern, und durch eine Schwingeinrichtung, die auf dem Rahmen relativ zu diesem um eine Schwenkachse bewegbar gelagert und der Nockeneinrichtung betrieblich zugeordnet ist, um die Eingangskräfte auf die ockeneinrichtung zu übertragen und so eine Schwingbewegung der Schwingeinrichtung entsprechend den vorbestimmten Kraftübertragungseigenschaften, die dieNockeneinrichtung aufweist, zu bewirken, wobei der Hinterradantrieb der Antriebswelle und der Schwingeinrichtung im Sinne einer bewegung relativ zu Antriebswelle und einer Übertragung der Eingangskräfte von der Schwingeinrichtung auf den Hinterradantrieb und einer Beaufschlagung der Antriebswelle mit Ausgangskraft betrieblich zugeordnet ist, und durch eine Geschwindigkeitsänderungseinrichtung, die der Schwingeinrichtung zugeordnet ist, um die Geschwindigkeit der bewegung des Hinterradantriebes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches wählbarer Geschwindigkeiten wahlweise ändern zu können.

32.Fahrrad nach Anspruch 31, weiterhin gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Vervielfachung des Geschwindigkeitsverhältnisses, die dem Hinterradantrieb zugeordnet ist, um die Geschwindigkeit, die dem Hinterradantrieb von der Schwingeinrichtung erteilt wird, innerhalb des gesamten Bereiches wählbarer Geschwindigkeiten zu erhöhen oder zu senken.

33.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut wnd angeordnet ist, daß das Ausmaß der Bewegung der Schwingeinrichtung relativ zum Ausmaß der Bewegung der Kurbelarmanordnug innerhalb jedes 360°-Leistungseingangszyklus verändert werden kann.

34.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet. daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, daß sie das Ausmaß der Bewegung der Kurbelarmanordnung relativ zum Ausmaß der Bewegung der Schwingeinrichtung verändert.

35.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, daß sie das relative Ausmaß der Bewegung beider Kurbelarme und Schwingeinrichtungen ändert.

36.Fahrrad nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung weiterhin so aufgebaut und angeordnet ist, daß Ausgangskraft vom Hinterradantrieb auf die Antriebswelle übertragen wird, wobei die Ausgangskraft gleichzeitig von beiden Kurbelarmen während jeweils eines gewählten Teils jedes Leistungseingangszyklus abgeleitet wird.

37 .Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, daß sich harmonische Kraftübertragungseigenschaften entsprechend den harmonischen Kraftübertragungseigenschaften der Kurbelarm anordnung ergeben.

38. Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, daß sich harmonische Kraftübertragungseigenschaften ergeben, die den harmonischen Kraftübertragungaeigenschaften der Kurbelarman -ordnung invers entsprechen.

39.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, daß sich veränderliche Kraftübertragungsei genschaften entsprechend den veränderlichen Kraftübertragungseigenschaften jedes Kurbelarmes ergeben, die sich aus den veränderlichen Kraftübertragungseigenschaften der beine und Füße des jeweiligen Radfahrers ergeben.

40.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut und angeordnet ist, daß sich Kraftübertragungseigenschaften ergeben, die die Kraftübertragungseigenschaften der Kurbelarmanordnung entsprechen, die sich aus den veränderlichen Kraftbeaufschlagungseigenschaften und -fähigkeiten unterschiedlicher Arten von Radfahrern ergeben.

41.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Kurbelarmanordnungen betrieblich mit der Antriebswelle über separate Antriebssysteme verbunden sind, die jeweils eine der ockeneinrichtungen, der Schwingeinrichtungen, einen der Ifinterradantriebe und eine der Geschwindigkeitsänderungseinrichtungen aufweisen.

42.Fahrrad nach Anspruch 41, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß eine abgesetzte Steuereinrichtung auf dem Rahmen angeordnet ist, vom Fahrer von Hand innerhalb eines Leistungseingangszyklus bestätigt werden kann und betrieblich mit beiden Geschwindigkeitsänderungseinrichtungen verbunden ist, um wahlweise die Bewegungsgeschwindigkeit jedes der Iiinterradantriebe während des gleichen Leistungseingangszyklus gleichmäßig zu ändern.

43.Fahrrad nach Anspruch 42, weiterhin gekennzeichnet durch eine einrichtung zur Vervielfachung des Geb hwindigkeitsverhältnisses, die jedem der Hinterradantriebe zugeordnet ist, um das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Hinterradantrieb und ler Schwingeinrichtung innerhalb des Bereiches wählbarer Geschwindigkeiten, den die Geschwindigkeitsänderungseinrichtung erzeugt, zu vergrößern oder zu verkleinern.

44.Fahrrad nach Anspruch 43, weiterhin gekennzeichnet durch eine weitere abgesetzte Steuereinrichtung, die auf dem Rahmen angeordnet und vom Fahrer von Hand während eines Leistungseingangszyklus betätigt werden kann und betrieblich mit den beiden Vervielfachseinrichtungen verbunden ist, um wahlweise das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Hinterradantrieben und den zugehörigen Schwingeinrichtungen während des gleichen Leistungseingangszyklus gleichmäßig zu ändern.

45.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingeinrichtung einen Zugarm aufweist, der allgemein vertikal aufwärts von der Schwingachse vorsteht und zwischen einer hintersten und einer vordersten Lage relativ zum Hinterrad bewegbar ist, wobei der Hinterradantrieb mit dem Zugarm verbunden und mit diesem bewegbar ist, um der Antriebswelle Bewegung in nur einer wichtung während der Bewegung des Zugarms aus der hintersten in die vorderste Lage zu erteilen.

46.Fahrrad nach aspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterradantrieb weiterhin so aufgebaut und angeordnet ist, daß er relativ zur Antriebswelle eine Hin- und Herbewegung ausführen kann.

47.Fahrrad nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung und die Schwingeinrichtung weiterhin so aufgebaut und angeordnet sind, daß sie eine Hin- und Herbewegung des Hinterradantriebs mit variabler Geschwindigkeit erzeugen können.

48.Fahrrad nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsänderungseinrichtung ein in Radialrichtung verstellbares Verbindungselement aufweist, das auf dem Zugarm auf diesem radial ein- und auswärts verstellbar relativ zur Achse der Schwingbewegung angeordnet und mit dem Hinterradantrieb verbunden ist.

49.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterradantrieb ein Flaschenzugsystem aufweist, in dem ein hin-und herbewegbares, Kraft übertragendes Element betrieblich der Antriebswelle zugeordnet ist.

50.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung ein drehbares Scheibenelement, daß auf dem Kurbelarm mit diesem drehbar angebracht ist, eine Nockenfläche auf dem Scheibenelement, die der Kurbelarm vorbestimmt fest zugeordnet ist, und ein Nockenlaufelement aufweist, das betrieblich mit der Schwingeinrichtung verbunden und auf die Nockenfläche auflegbar ist, um eine vorbestimmte veränderliche Lagezuordnung zwischen der Schwingeinrichtung und dem Kurbelarmwkhrend eines Leistungseingangszyklus beizube halten.

51 .Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung eine Nockenfläche, die fest auf Schwingeinrichtung und mit dieser schwenkbar angeordnet ist und eine vorbestimmte Lagezuordnung relativ zum Kurbelarm aufweist, und ein Nockenelement aufweist, das betrieblich mit dem Kurbelarm verbunden, von diesem bewegbar und diesem in einer festen relativen Lage zugeordnet ist, wobei das antreibende Nockenelement betrieblich mit der Nockenflächeaif der Schwingeinrichtung in Anlage bringbar ist, um eine vorbestimmte variable Lagezuordnung zwischen der Schwingeinrichtung und dem Kurbelarm während einem Leistungseingangszyklus aufrechtzuerhalten.

52.Fahrrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung ein antreibendes Nockenelement, das betrieblich mit dem Kurbelarm verbunden ist, von diesem bewegt wird und eine feste Lagezuordnung zu diesem aufweist, sowie ein angetriebenes Nockenelement aufweist, das betrieblich mit der Schwingeinrichtung verbunden und mit der antreibenden Nockeneinrichtung verbindbar ist, um eine vorbestimmte variable Lagezuordnung zwischen der Schwingeinrichtung und dem Kurbelarm während eines Leistungseingabezyklus aufrechtzuerhiten.

53.Fahrrad nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung weiterhin so aufgebaut und angeordnet ist, daß sie eine Übertragung der Ausgangskraft vom Hinterrandantrieb auf die Antriebswelle bewirkt, und diese Ausgangskraft gleichzeitig von beiden Kurbelarmen während jeweils eines gewählten Teils jedes Leistungseingabezyklus abgeleitet wird.

54.Fahrrad nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung so aufgebaut und anordnet ist, daß sie Kraftübertragungseigenschaften erzeugt, die den Kraftübertragungseigenschaften des Kurbelarms entsprechen, die sich aus den unterschiedlichen Kraftbeaufschlagungseigenschaften und -fähigkeiten unterschiedlicher Arten von Radfahrern ergeben.

55.Fahrrad nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugarm eine nach vorn gewandte langgestreckte und in Radialrichtung verlaufende Kraftübertragungsfläche sowie auf dieser Kraftübertragungsfläche eine Greifeinrichtung aufweist, die in Eingriff milder Geschwindigkeitsänderungseinrichtung steht, wobei die Geschwindigkeitsänderungseinrichtung jeweils ein verbindendes Gleitelement mit einer nach hinten weisenden Greifeinrichtung aufweist, die in Eingriff mit der Greifeinrichtung auf der Kraftübertragungsfläche treten kann, und daß eine Seilanordnung an das verbindende Gleitelement angeschlossen ist, um die Greifeinrichtung wahlweise freigeben und die Lage des Gleitelements auf der Kraftübertragungsfläche radial verstellen zu können.

56.Fahrrad nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet. daß die Schwingeinrichtung weiterhin einen Nockenarm, der allgemein quer zum Zugarm verläuft, eine auf dem Nockenarm gelagerte Rolle aufweist und die Nockeneinrichtung eine drehbare Nockenscheibe aufweist, die fest und mit diesem drehbar und dem Kurbelarm angebracht ist und eine Nockenfläche aufweist mit fester Zuordnung zum Kurbelarm, wobei die Rolle betrieblich auf der Nockenfläche aufliegt, um eine vorbestimmte variable Lagezuordnung zwischen der.Schwingeinrichtung und dem Kurbelarm während eines Leistungseingabezyklus aufrechtzuerhalten.

57.Fahrrad nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Kurbelarme jeweils betrieblich mit der Antriebswelle über einen separaten Antrieb verbunden sind, der jeweils eine der Nockeneinrichtungen, der Schwingeinrichtungen, der Geschwindigkeitseinrichüungen und einen der Hinterradantriebe aufweist.

58.Fahrrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet weiterhin durch einen Rahmen, der die Fahrradteile trägt, eine Hinterradadriebsanordnung, die auf dem Rahmen gelagert ist und das Hinterrad drehen kann, durch eine Kurbelarmanordnung, die drehbar auf dem Rahmen gelagert ist und deren Drehachse parallel zu den Drehachsen der Radanordnung verläuft, um normalerweise allgemeiii harmonisch verlaufende Eingangskräfte aufzubringen und so das Fahrrad während eines 360°-Leistungseingabezyklus vorzutreiben, durch eine bewegliche Nockeneinrichtung mit einer zur Drehachse der Kurbelarmanordnung parallelen Drehachse, wobei die Iockeneinrichtung auf dem Rahmen in der Nähe der Kurbelarmanordnung angeordnet und von den Kurbelarmen jeweils antrieSar ist, um Kraft von den Kurbelarmen auf den Hinterradantrieb zu übertragen, durch eine bewegliche Schwingeinrichtung mit einer bewegungsachse, die auf dem Rahmen an der Nockeneinrichtung angeordnet, dieser betrieblich zugeordnet und zwischen einer hintersten und einer vordersten Stellung schwenkbar ist, um Kraft von der Nockeneinrichtung auf den Hinterradantrieb zu übertragen, wobei die normalerweise allgemein harmonischen Eigenschaften der von der Drehbewegung der Kurbelarme übertragenden Kraft von der Nockeneinrichtung so geänderterden, daß die Schwingeinrichtung mit entsprechend anderen als normalerweise allgemein harmonischen Krafteigenschaften unterschiedlich bewegt wird, und durch eine verstellbare erste Verbindungseinriching, die wahlweise in Radialrichtung auf der Schwingeinrichtung verstellbar ist, um die Schwingeinrichtung mit dem Hinterradantrieb zu verbinden, einen Bereich veränderlicher Drehgeschwindigkeiten erzeugt, die dem Hinterrad erteilt werden, und Kräfte entsprechend den vorbestimmten Kraftübertragungseigenschaften auf den Hinterradantrieb zu übertragen.

59. Fahrrad nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingeinrichtung und die Nockeneinrichtung eine gemeinsame Bewegungsachse aufweisen.

60.Fahrrad nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung eine Nockenfläche aufweist, die auf der Schwingeinrichtung liegt und mit dieser sich bewegt.

61.Fahrrad nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenfläche langgestreckt ist.

62.Fahrrad nach Anspruch 58, gekennzeichnet weiterhin durch einen Rollenarm, der betrieblich mit dem Kurbelarm verbunden und mit diesem drehbar ist, um die Eingangskräfte vom Kurbelarm auf die Nockeneinrichtung zu übertragen, durch eine drehbare Rolle, deren Drehachse parallel zur Drehachse des Kurbelarms verläuft und die auf dem Rollenarm gelagert ist, um die Eingangskräfte vom Rollenarm auf die Nockeneinrichtung zu übertragen.

63.Fahrrad nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken- mit der Schwingeinrichtung einheitlich aufgebaut ist und einen Zugarin, der allgemein in Radialrichtung aus- und aufwärts von der gemeinsamen Bewegungsachse absteht, eine langgestreckte, nach vorn gewandte Kraftübertragungsfläche auf dem Zuxgarm, die allgemein radial auswärts von der gemeinsamen bewegungsachse vorsteht, wobei die erste Verbindungseinrichtung auf dem Zugarm gelagert und mit der Kraftübertagungsfläche in verschiedenen wählbaren, radial versetzten Lagen auf dieser in Eingriff bringbar ist, um Kraft auf den Hinterradantrieb zu übertragen und den Bereich veränderlicher Drehgeschwindigkeiten des Hinterrads zu erzeugen, weiterhin einen allgemein radial aus- und vorwärts von der gemeinsamen Jchwenkachse vorstehenden Nockenarm, eine langgestreckte, allgemein nach vorn weisende Nockenfläche auf dem Nockenarm, auf der die Rolle aufliegen kann und die während der rück- und aufwärts gerichteten Bewegung der Rolle den Zugarm aus der hintersten in die vorderste Lage treibt, einen Rollenführungskanal entlang der nach vorn weisenden Nockenfläche und eine langgestreckte, allgemein rückwärts weisende Nockenfläche auf dem Nockenarm ausweist, auf die die Rolle auflegen kann und die während der vor-- und aufwärts gerichteten Bewegung der Rolle den Zugarm weiter in die vorderste Lage treibt, wobei ein Teil des Rollenführungskanals auch entlang der rückwärts weisenden Nockenfläche verläuft.

64.Fahrrad nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein erstes Paar beabstandeter, allgemein waagerechter und paralleler Rahmenelemente zwischen den Kurbelarmen und den Hinterradantrieben, ein zweites Paar beabstandeter, allgemein vertikaler paralleler Rahmenelemente, die von der Drehachse der Kurbelarmeanordnung aufwärts vorstehenen und ein drittes Paar beabstandeter, allgemein vertikaler para; leler Rahmenelemente, die von den Hinterradantrieben aus aufwärts vorstehen, ausweist, wobei das erste, das zweite und das dritte Paar beabstandeter paralleler Rahmenelemente zwischen sich einen Raum für den Antrieb ausbilden und die Nocken-, die Schwing-, und die Verbindungseinrichtungen sowie der Hinterradantrieb sich innerhalb dieses Raumes befinden.

65.Fahrrad nach Anspruch 64, weiterhin dadurch gekennzeichnet durch einen auf dem Rahmen gelagerten Schutz, der die Seitenöffnungen zwischen den beiden ersten, zweiten und dritten Rahmenelementen abdeckt, um eine versehentliche Berührung des Antriebs durch den Radfahrer auszuschließen.

66.Fahrrad nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Schutz um eine Vielzahl von langgestreckten radspeichenartigen Elementen handelt.