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Beim Fahren mit dem Fahrrad muß der Benutzer die gesamte
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Vortriebskraft über die Pedale mit den Beinen erzeugen.
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Insbesondere an Steigungsstrecken oder bei Gegenwind ist dies sehr
anstrengend und der Benutzer muß den gesamten Körper kräftig spannen, um eine ausreichende
Kraft zu erzeugen. Verursacht durch die kreisende Bewegung der Pedale wird mit den
Armen dann eine wechselnde Zugbelastung auf den Lenker ausgeübt, da der Benutzer
sich zum wechselseitigen Strecken der Beine am Lenker abstützen muß. Bei einem Fahrrad
ohne Hilfsmotor reicht die Kraft der Beine jedoch oft nicht mehr aus, so daß bei
starken Steigungen oder starkem Gegenwind abgestiegen und das Fahrrad geschoben
werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahnad zu schaffen,
das die bei Bergfahrt oder bei kräftigem Gegenwind zwangsweise auftretende Pendelbewegung
des Oberkörpers dazu benutzen läßt, eine zusätzliche Vortriebskraft zu der durch
die Beinbewegung erzeugten Vortriebskraft zu erzeugen.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die bei größerem
Fahrwiderstand auftretende Pendelbewegung des Oberkörpers bzw. das Ziehen mit den
Armen am Lenker harmonisch und wechselweise erfolgt und besonders geeignet ists
einen Zusatzantrieb für das Vorderrad zu betätigen.
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Die gestellte Aufgabe wird bei einem Fahrrad durch die im kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Damit wird in besonders einfacher
Weise die Pendelbewegung des Oberkörpers bzw. das Ziehen und Schieben mit den Armen
nicht mehr in den starren Fahrradrahmen
übergeleitet, sondern zu
einer Steigerung der Vortriebskraft für das gesamte Fahrrad genutzt, ohne daß das
an sich einfache Fahren mit dem Fahrrad beeinträchtigt wird.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform eines anmeldegemäßen Fahrrades
sind die im Anspruch 2 angegebenen Merkmale verwirklicht. Das an sich frei drehbare
Vorderrad wird für diesen Fall eines zusätzlichen Vortriebskraftbedarfes für den
Antrieb des Fahrrades mitverwendet, wobei der Lenker ein der natürlichen Bewegung
des Benutzers entsprechende Pendelbewegung ausführt, die in Drehkraftimpulse für
das Vorderrad umgewandelt wird. Die einzelnen Teile des Zusatzantriebssind fahrradübliches
Zubehör und können'mit geringem Kostenaufwand eingebaut sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrrades
zeichnet sich durch die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale aus. Da die auf das Vorderrad
durch die Pendelbewegung des Lenkers aufgebrachte Vortriebskraft naturgemäß nicht
so groß ist, wie die durch die Beine auf das Hinterrad aufgebrachte Vortriebskraft,
genügt ein leichter Treibriemen oder ein flexibles Treibband als Antriebs teil.
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Ein zweckmäßiges und einfach ausführbares Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Fahrrades läßt Anspruch 4 erkennen. Diese Teile sind leicht und
vergrößern demzufolge das Gesamtgewicht des Fahrrades nicht unzulässig.
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Ein weiteres, bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Fahrrades geht aus Anspruch 5 hervor. Ein solcher Schiebefreilauf ist ein einfaches
und wartungsarmes Teil.
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Trotzdem gestattet es, bei der Pendelbewegung des Lenkers
aus
beiden einander entgegengesetzt gerichteten Bewegungskomponenten zwei in der gleichen
Richtung auf das Vorderrad einwirkende Vortriebskraftkomponenten zu erzeugen.
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Ein weiteres, zweckmäßiges Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Fahrrades läßt Anspruch 6 erkennen. Die Kuppelglieder werden auf diese Weise nach
außenhin abgeschirmt und beseitigen jegliche Verletzungsgefahr in diesem Bereich.
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Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes
geht aus Anspruch 7 hervor. Der aus wenigen Einzelteilen bestehende Schiebefreilauf
ist sehr einfach und trotzdem funktionssicher. Die Beanspruchung des Antriebsteils
ist gering, da das jeweils nicht mitgenommene Antriebsteil nahezu kraftlos über
das andere Kuppelglied läuft und von der Gegendruck fläche abgehoben bleibt.
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Ein besonders präzises Eingreifen des Schiebefreilaufes ergibt sich
bei einer Ausführungsform, wie sie in Anspruch 8 gekennzeichnet ist.
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Ein weiteres, zweckmäßiges Ausführungsbeispiel eines anmeldegemäßen
Fahrrades ist aus Anspruch 9 erkennbar. Dadurch liegt es im Ermessen des Benutzers,
wenn er den Zusatzantrieb benutzen will oder nicht. Er braucht dazu nur das Lager
zu blockieren oder freizugeben.
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Eine besonders einfache Handhabung der den Lenker freigebenden bzw.
blockierenden Bremse wird erreicht, wenn die Maßnahmm gemäß Anspruch 10 vorgesehen
sind Um an unterschiedlich kräftige Benutzer bzw. an die jeweiligen
äußeren
Bedingungen anpaßbar zu sein, ist es zweckmäßig, wenn das Merkmal von Anspruch 11
vorhanden ist. Durch einfache Verstellung der Hebellänge kann sozusagen das - ähnlich
wie bei einer Gangschaltung - eine leichtere oder eine schwerere Betätigungskraft
gewählt werden.
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Schließlich ist ein besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Fahrrades durch die im Anspruch 12 angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Stationär aufgestellte Trimmräder sind in der Regel zur Kräftigung der Beinmuskulatur
gedacht. Es ist zwar bekannt, den Lenker eines Trimmrades mit seinem Antrieb so
zu koppeln, daß den Benutzer eine Gegenbewegung des Lenkers überlagert wird, trotzdem
sind die bekannten Trimmfahrräder nicht geeignet, auch eine spezielle Kräftigung
der Oberkörper- bzw. Armmuskulatur herbeizuführen. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen
Fahrrades als Trimmgerät ist hingegen dieser bisher in Kauf zu nehmende Nachteil
beseitigt. Der Benutzer kann -selbstverständlich wieder nach Wunsch - eine zusätzliche
Arbeitsleistung beim Schwenken des Lenkers vollbringen, die der natürlichen Bewegung
des Oberkörpers und der Arme beirn Treten entgegenkommt.
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Anhand der Zeichnungen werden nachstehende Ausführungsformen des Anmeldungsgegenstandes
näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Gesamtseitenansicht eines erfindungsgemäßen
Fahrrades, Fig. 2 ein vergrößertes Detail aus Fig. 1 und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Fahrrades als Trirnmfahrrad.
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Ein Fahrrad 1, das in Fig. 1 ohne übliches Zubehör wie Schutzbleche,
Radspeichen,
Beleuchtungsanlage und dgl. gezeigt ist, besteht aus einem Rohrrahmen 2, in dem
ein Vorderrad 3 und ein Hinterrad 4 sowie ein Sattel 5 eingeordnet sind.
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Das Hinterrad 4 ist über eine Tretscheibe 6 mit Hilfe von Pedalen
7 und einer über einen Freilauf 8 geführte Antriebskette 9 vom Benutzer antreibbar.
Im Rahmen 2 ist ein eine Vorderradgabel 11 drehbar lagerndes Rahmenrohr 10 eingegliedert.
Ein Gabelrohr 13 trägt einen Lenker 12, das vom Benutzer an den Lenkerenden mittels
Handgriffen gehalten wird.
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Der Lenker 12 ist mit dem Gabelrohr 13 über ein Gelenk 14 verbunden,
in dem eine nicht näher dargestellte Bremse von Hand über einen Zug 15 und einen
Handhebel 16 eingerückt oder gelöst werden kann. Bei gelöster Bremse ist der Lenker
12 in einer zum Vorderrad 3 parallelen Ebene in Richtung eines Doppelpfeiles 25
hin- und herschwenkbar. Bei eingerückter Bremse ist der Lenker fest wie bei üblichen
Fahrrädern.
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Das Vorderrad 3 ist auf einer nicht näher dargestellten Vorderradachse
3a gelagert, welche auch einen Freilauf 17 mit einer Antriebsscheibe 17a lagert.
Dieser Freilauf wird bei einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn mit dem Vorderrad
gekuppelt. Am Rahmenrohr 10 ist eine in etwa der Scheibe 17a gleich große Gegenscheibe
18 frei drehbar gelagert. Die Scheiben 17a und 18 werden von einem Antriebsteil
19, z.B.
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einer Gliederkette, einem Treibriemen oder einem Antriebsband umspannt.
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Am Lenker 12 ist ein nach vorn ragender Hebel 20 fest angebracht,
der mit einer Stange 21 in einem Gelenk 22 verbunden ist. Das Gelenk 22 kann zur
Änderung der wirksamen Hebellänge des Hebels 20 in Bohrungen 23 verstellt werden.
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Mit dem unteren Ende der Stange 21 ist fest ein Schiebefreilauf 24
verbunden, mit dem bei hin- und herpendelnden Bewegungen des Lenkers 12 (Doppelpfeil
25) die von der Stange 21 in Richtung eines Doppelpfeiles 26 ausgeführten Bewegungen
in Richtung eines Pfeiles 27 verlaufende Antriebsimpulse für den Antriebsteil 19
umwandelbar sind.
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Die in Richtung des Pfeiles 27 erzeugten Antriebsimpulse bewirken
über den Freilauf 17 eine zusätzliche Vortriebskraft für das Fahrrad. Der Schiebefreilauf
24 wird nachstehend anhand Fig. 2 näher erläutert.
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Vorausgesetzt, daß mit der Stange 21 gerade eine in Kichtung des Pfeils
28 verlaufende Bewegung ausgeführt wird, nimmt ein in Fig. 2 links gezeichnetes
Kuppelglied 30,31,32 das Antriebs-Trum 19A in Richtung des Teiles 28 mit. Zu diesem
Zweck besteht der Schiebefreilauf 24 aus einem Rahmen 29, der den bei den Antriebsteil-Trumen
19A und 19U zugewandt Führungs- bzw. Gleitflächen 33 bildet. Die Kuppelglieder liegen
jeweils den Innenseiten der Antriebsteil-Trume 19A, 19B zugewandt. Sie bestehen
aus Lagerzapfen 30, auf denen ein exzentrisch angeordneter Vorsprung 31, z.B.
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in Zahnform drehbar gelagert ist. Eine Spiralfeder 32 belastet den
Vorsprung 31 im Uhrzeigersinn gegen die linke Druckfläche 33. Die Exzentrizität
und Bemessung des Vorsprunges 31 in Bezug auf den Drehzapfen 30 bzw. seinen Abstand
zur Gegendruck fläche 33 ist derart abgestimmt, daß sich der Vorsprung im Uhrzeigersinn
nicht durchdrehen kann.
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Das in Fig. 2 rechte Kuppelglied besteht entsprechend aus einem Drehzapfen
34 und einem exzentrischen Vorsprung 35, der durch eine Spiralfeder 36 im Uhrzeigersinn
in Richtung auf die ihm zugeordnete Gegendruckfläche hin belastet wird. Beide Kuppelglieder
30,31,32 und 34,35,36 sind derart ausgelegt, daß sie der Antriebskette 19 ausschießlich
in Richtung des Pfeiles 27 gerichtete(Fig. 1) Antriebsimpulse
erteilen.
Das heißt, das linke Kuppelglied klemmt das Antriebsteil-Trum 19A bei einer Bewegung
der stange 21 in Richtung des Pfeiles 28 gegen die Gegendruckfläche 33 und nimmt
es nach unten mit. Dabei gleitet das in Fig. 2 rechte Antriebsteil-Trum 19B relativ
zum Schiebefreilauf 24 nach <ben und den Vorsprung 35 entlang, der entgegen der
Belastung durch die Spiralfeder 36 entgegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Dabei
hebt sich das Antriebsteil-Trum 19B von der Je-57e;-,druckfläche 33 ab.
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wird danach die Stange 21 nach oben, d.h. entgegengesetzt zut Richtung
des Pfeil es 28 bewegt, so klemmt das Kuppelglied 34,35,36, das rechte Antriebsteil-Trum
19B fest und nimmt dies nach oben mit, wobei der Vorsprung 31 entgegen dem Uhrzeigersinn
weggedreht und das linke Antriebsteil-Trum l9A von seiner t;egendruckfläche 33 abgehoben
wird und im wesentlichen leicht durchgleitet. Auf diese Weise werden einzelne Vortriebskraftimpulse
in den Freilauf 17 am Vorderrad 3 eingeleitet.
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In Fig. 3 ist ein sog. Trimmfahrrad 40 erkennbar, das z.B.
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in ymnastikräumen oder im Haus stationär aufgestellt wird und zum
Trimmen oder zu Kräftigungsübungen des menschlichen Körpers benutzt werden kann.
Das Trimmfahrrad 40 ist dazu auf einer Bodenplatte 41 mit seinem Rahmen 42 montiert
un< weist zur Kräftigung der Beine eine Antriebsscheibe 43 mit Pedalen 44 auf,
die gegen einen wählbaren Widerstand drehbar ist. Am Rahmen 42 ist über ein Gelenk
45 ein Lener 46, vorzugsweise parallel zur Tiauptebene des Rahmens 42, hin und herschwenkbar
gelagert. Am Lenker 46 ist ein Hebel 47 starr befestigt, der über ein Gelenk 48
mit einer Stange 49 verbunden ist. Wie bei Fig. 1 ist eine untere Anlriebsscheibe
17 vorgesehen, der am Rahmen 42 eine ebenfalls drehbare Gegenscheibe 18 zugeordnet
ist, die gemeinsam von
einer Antriebskette 19 umfaßt werden. Auf
der Antriebskette 19 sitzt der in Fig. 2 näher erläuterte Schiebefreilauf, der mit
der Stange 49 fest verbunden ist. Die Antriebsscheibe 18 ist mit einer Bremse 50
versehen, die bei einem Zug 51 mittels eines Handhebels 52 vom Benutzer wahlweise
beta'-tigt werden kann. Über die Bremse 50 wird somit der Bewegung der Antriebskette
19 ein einstellbarer Widerstand entgegengesetzt, Beim Trimmen kann der Benutzer
sowohl mll dtn Beinen über die Pedale 44 arbeiten als auch über den Lenker 46 mit
einstellbarer Gegenkraft.
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Der in Fig. 2 näher erläuterte Schiebefreilauf 24 stellt nur eine
einfache Ausführungsform dar. Selbstverständlich können die Kuppelglieder auch anders
ausgebildet sein. Beispielsweise genügt bei Verwendung eines quadrate Antriebsriemens
oder eines Antriebsbandes ein Paar wechselseitig ur Wirkung kommender federbelasteter
Nocken, die den Antrieb riemen bzw. das Band gegen die jeweilige Gegendruckfläche
pressen und auf diese Weise die Vortriebskraftimpulse für das Vorderrad erzeugen.
Weiterhin ist denkbar, daß der 1-lebel mit der Stange dem Benutzer zugewandt hinter
dem Lenke angebracht sind. Damit vor dem Lenker keine gefährlichen, vorstehenden
Teile vorliegen.
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