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Beschreibung: Hydraulischer Fahrradantrieb von Kurt Willig
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Blatt 1 Diese Erfindung betrifft einen neuartigen hydraulischen Antrieb
für Fahrräder. Er läßt sich an einen einfachen freilauf aber auch an eine Mehrgang-
Nabenschaltung an schließen.
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Er reduziert bei jeder obersetzung die Tretkraft an den Pe= dalen
um etwa 50% gegenüber dem Kettenantrieb mit Zahnrädern.
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Das bringt einen unschätzbaren Vorteil vor allem in gebir= gigen Landschaften
und überhaupt auf jeder ansteigenden Straße.
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Bei einem Eettenantrieb ist das Hinterradzahnrad im Durch messer etwa
halb so groß wie das Pedalzahnrad. Das Hinter= rad dreht sich zweimal während einer
Umdrehung der Pedale.
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Macht man das Hinterradzahnrad im Verhältnis kleiner zum Pedalzahnrad,
so muß man weniger treten, benötigt aber mebr Kraft - und umgekehrt - Prinzip der
Gangschaltung.
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Bei diesem hydraulischen Antrieb ist jedoch schon im Normal= fall
das hintere Antriebsrad so groß wie das Pedalrad, - statt Zahnräder hydraulische
Lamellenräder - und es kommen trotzdem zwei Umdrehungen des Hinterrades auf eine
Umdrehung der Pedale. Bei zusätzlicher Nabenigangschaltung ändert sich dies natürlich
genau wie beim Kettenantrieb, jedoch immer mit etwa 50 -tiger Kraftersparnis bei
jeder Übersetzung.
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Der hydraulische Fahrradantrieb arbeitet nach dem Prinzip der Ölverdrängung.
Beide lamellenräder, die dazu benötigt werden, wurden von mir schon in der Zusatzanmeldung
P 3026 593.1 zur Patentanmeldung 29 40 191.0/13 im Prinzip an gemeldet- es ist ein
pneumatisch hydraulischer Energie wandler mit mechanischem Verstärker. Die beiden
Lamellen räder sind Jedoch nur ein Teil dieser Anmeldung für den Fahrradantrieb
müssen sie in einigen 1)eteils geändert werden, auch Ihre Anordnung ist eine andere.
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Das Hydrauliköl macht einen ständigen Kreislauf vom Pedal= lamellenrad
A zum hinteren Antriebslamellenrad B und wieder zurück. Die Auslassöffnung (85 des
Padallamellen
Beschreibung: Hydraulischer Fahrradahtrieb von Kurt
Willig Blatt 2 rades ist mit der Einlassöffnung (7) des Antriebslamellen= rades
und die Auslassöffnung (8) Antriebslammellenrad illit der h:inlassöffnung (7) -Pedallamellenrad-
durch Druck= schläuche oder feste leitungen verbunden.
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Das Pedallamellenrad hat nur zwei schmale lamellen, das hintere sntriebslamellenrad
jedoch so viele, wie nur unter zu bringen sind. Sie dienen als Ölverdränger, so
daß bei einer Umdrehung nur die Hälfte etwa des vom Pedalrad gepumpten Öles hindurch
laufen kann.
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dadurch entstehen bei einer Umdrehung des Pedallamellenrades zwei
Umdrehungen des Antriebsiamellenrades bei gleichem rIubraumRerschnitt, Größe sowie
Hebelarm der beiden Räder.
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Zum Bremsen werden die Pedale und damit der Ölkreislauf einfach rückwärts
gedreht, so daß der Freilauf bremsen kann.
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Das Pedallamellenrad A ( Abkurz. Pedalrad - Zeichnug Blatt 2+3) Das
Pedalrad ist eine hydraulische Lamellenpuepe, die im Verhältnis zu herkömmlichen
Lamellenpumpen für den Einsatz im Fahrrad sehr schmal gehalten ist, mit entspechend
großem Umfang.
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Die Gestaltung der äuseren Gehäusewand (1) trägt der Gegeben= heizt
Rechnung, daß der Läufer (2) -Rundkolben - nur zwei federbelastete Lamellen (4)
haben darf, da weitere Lamellen nur den Hubraum und damit die nötige Pedalkraft
vergrößern würden. Der Hubraumtunnel erstreckt sich also über den halben Umfang
der äuseren Gehäusewand.
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Sonst wäre darüber weiters nichts zu sagen, da Lamellen= pumpen seit
langem bekannt sind und gebaut werden.
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Erfindungsgemaß neu sind jedoch die Abdichtungen der Welle und des
Gehäuses.
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Beschreibung: Hydraulischer Fahrradantrieb von Kurt Willig Blatt 3
Die Abdichtung der Welle erfolgt hauptsächlich durch neue Scheibenringe aus Federnstahl
oder Hartstahl (9(, die in die seitliche Gehäusewand mit einer Gummiunterlage eingelassen
sind und mit ihrem scharf geschliffenen äuseren Rand gegen das Laufrad (2) drücken.
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Im Gegensatz zu Gummi- oder Kunststoffdichtungen gibt es bei ihnen
keinen Verschleiß, da sie ständig im Öl laufen, Im Gegenteil, sie schleifen sich
immer dichter ein.
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Auf der Welle sitzt jedoch noch eine Kunststoffdichtung (1o), die
mittels einer Ringscheibe und einem Schraubenring (11) mit Ausengewinde in den Wellenfortsatz
des Gehäuses und die Zelle angedrückt wird. Der Schraubenring kann nachgezogen und
die Dichtung dadurch nachgestellt werden.
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Auf der Pedal seite wird mit den gleichen Dichtelementen abgedichtet,
nur wird noch ein Wälzlager (12) für die Lagerung der Welle zwischen Ringscheibe
und Schraubring (11) eingebaut.
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Die zweite lagerung der Pedaiwelle erfolgt auf der anderen Pedalseite
im Tretlagergehäuse.
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Zwischen Stahldichtung (9) und Kunststoffdichtung (lo) ist eine kleine
Bohrung in der Gehäusewand, damit Sickeröl mit einer kleinen leitung zum nicht ständig
unter Druck stehen Reserve= behälter (13) abgeleitet werden kann.
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Damit bei sehr langsamer Fahrt - z; B. Bergfahrt- mit hohem hydraulischen
Druck, kein Sickeröl durch die Lkmellenschächte kommen kann, sind in der Lamellenschächtne
des laufrades kleine Federstahlplättchen (17)- angebracht, welche sich seitlich
an die Lamellen anlegen, haupsächlich auch bei den vielen Lamellen im Antriebslamellenrad
B.
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Die Gehäusewände beider Lamellenräder A+ B werden Metall auf Metall
verschraubt und durch Gummiringe abgedichtet -(16), die in einseitig eingefräßte
Nuten eingelegt werden.
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Die Gehäuse der Lamellenräder A + B werden an Scheiben angeschraubt,
die mit dem Fahradrahmen verschweißt sind, eine weitere Halterung kann noch am Rohrrahmen
des Fahrrades erfolgen.
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Beschreibung: Hydraulischer Fahrradantrieb von Kurt Willig Blatt 4
Das Antriebslamellenrad B ( Zeichn. Blatt 1+2 Das Antriebslamellenrad -Abkürz: Antriebsrad-
am Hinterrad des Fahrrades ist eigentlich ein hydraulischer Lamellen= motor, bei
dem jedoch einige absolut neue Erfindungen zum tragen kommen. Ein hydraulischer
lamellenmotor alter Bauart würde nichts bringen Entscheident ist, daß so viele lamellen
(4)wie nur unter zu bringen sind in den Läufer (2) eingebaut werden, ohne dessen
Stabilität zu gefährden. Sie dienen hauptsächlich als Öl= verdränger, und es würde
genügen, nur jede zweite mit einer Dichtleiste zu versehen.
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Aus fertigungs- und bearbeitungstechnischen sowie preislichen Erwägungen
-ist die äusere Gehäusewand (1) ganz rund gestaltet und der Läufer im Gehäuse vom
Mittelpunkt versetzt aufgehängt, so daß Hubraum und Abdichtung entstehen. ( Siehe
Zeichn.) Der Läufer (2) ist eine einseitig offene Walze, bei der die Führungen für
die lamellen einfach von der Seite her in die - bei dieser Zeichnung Blatt 1- 25mm
starke runde Walzen wand eingefräßt sind. Die tragende , stabile Seitenscheibe des
Läufers ist mit der Welle aus einem Stück gefertigt, oder aufgeschweißt.
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Da der Hubraumtunnel des Pedalrades A wegen der sahmalen Bauweise
einen sehr kleinen Qerschnitt hat, entstehen sehr hohe Drücke im Antriebsrad B -
bei voller Tretkraft am Pedal bis loo Bar oder noch mehr.
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Aus diesem Grunde müssen die Lamellen beim Laufe durch die Einlassöffnung
( 7) mit einem Stützrad ( 6) in diesem Falle ein kleines Eugel- oder Walzenlager
abgestützt werden.
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I,8Tit Federn kann man die Lamellen meines Erachtens nicht aus dem
Läufer drücken. Sie müßten sehr stark sein , und die Lamellen laufen ja durch die
Auslassöffnung ( 8), wo sie wieder hineingedrückt werden müssen, was mit großem
Kraftverlust des hydraulischen Antriebs verbunden wäre.
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Beschreibung: riydraulischer Fahrradantrieb von Kurt Billig blatt
5 Das Stützrad- Wälzlager- ( 6) sitz auf einem einseitig an der Gehäusewand angeschweißtem
Stück Rohr (5) , so die Ge= häusewand nicht gegossen ist. Rohrmittelachse und Gehäuse=
mittelachse stimmen überein.
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Die Lamellen (4) können gleichmäßig rechteckige Stahl- oder Kunststoff-Plättchen
sein . Man kann sie aber auch nach etwa halber Länge absetzen (Zeichn. Blatt 1 )
, so daß nur eine schmale Platte bis zum Stützrad reicht. Dadurch sind mehr Lamellen
im Läufer unter zu bringen.
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Die lamellenführungen sind etwas schräg zur Mittelachse des Läufers
eingefräßt, so daß die Lamellen in der Einlassöffnung senkrecht auf dem Stützrad
stehen, da sie hier unter vollem Druck von oben stehen. Im weiteren Verlauf der
Umdrehung des Läufers spielt ihre Stellung keine Rolle.
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Lamellen (4),die abgedichtet werden, haben einen Schlitz eingefräßt,
in dem eineLeiste aus Metall oder Kunststoff ( 14) läuft, die durch einen unterlegten
Gummiring gefedert ist. 15) Die Abdichtung der Welle erfolgt wie beim Pedalrad A,
jedoch nur einseitig, da die Welle nicht durchgehend istW Gelagert wird die Welle
durch ein Walzenlager. (12) Auch die kleine Rückflußleitung für Sickeröl zum Reservebe
hält er muß angebracht werden.
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Auf der Rückflußleitung vom Antriebsrad zum Pedalrad sitzt ein luftdicht
verschließbarer Reservebehälter zum Ein - und Nachfüllen von Öl. Der ganze Ölkreislauf
muß ja Luftfrei sein In Großserie hergestellt dürfte dieser hydraulische Antrieb
nicht allzu teuer sein. Sicher kann man z.B. die Gehäuse aus Aluminium- oder soger
Kunststoffguß herstellen, auch lamellen und andere Teile. Bei diesen geringen Drehzahlen
und im Ol= bad unterliegen sie ja kaum einem Verschleiß. Außerdem hat man ja im
Bau von lamellenrädern längst Erfahrung. Wenn man bedenkt aus wieviel Einzelteilen
, mit welcher Präzision und Material zum Beispiel eine Kette hergestellt werden
muß, und die Zahnräder fallen ja auch weg, da lohnt sich der Aufwand für eine 50%-tige
Kraftersparnis.
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