DE3113806C2 - Fahrrad mit einem zusätzlich, armbetätigten Antrieb - Google Patents

Abstract

Fahrrad mit einem zusätzlichen armbetätigten Vorderradantrieb, bei dem zwei horizontal angeordnete Antriebshebel ihre Bewegungen über zwei Pleuelstangen und zwei Kurbeln auf eine Welle übertragen, auf der ein Kettenrad sitzt, welches über eine Kette und ein Ritzel das Vorderrad antreibt und bei welchem zum zweckmäßigeren Gebrauch zwischen jeweils zusammengehörigen Horizontalhebeln und Pleuelstangen je eine Zugfeder gespannt ist, bei dem des weiteren am Kettenrad eine Rückdrehsperre angeordnet ist und bei dem schließlich die Handgriffe drehbar an den Horizontalhebeln angebracht sind.

Description

Ausführungen an einem einzigen Fahrrad dargestellt sind.

Das Fahrrad gemäß F i g. 1 besitzt eine Vorderradgabel 5 mit dieser zugehörigen Teilen und einen Rahmen 18 mit jenen zugehörigen Teilen. Die zu dem Rahmen 18 zugehörigen Teile sowie der Rahmen selbst können üblicher Bauart sein und sind hier nicht weiter beschrieben.

Die Vorderradgabel 5 ist im Steuerkopf 17 des Rahmens 18 um die Längsachse 1 drehbar gelagert An der Vorderradgabel 5 ist ein Vorderrad 16 gelagert, an dem ein Antriebsritzel 19 mit einem Freilauf angebracht ist (zur Erfüllung der eingangs erwähnten Bedingung 4). An der Vorderradgabel 5 ist über eine Lagerung 6 ein Kettenrad 2 gelagert und oberhalb des Kettenrades 2 ein Distanzhalter 7 angebracht, der gleichzeitig zur Auflagerung zweier zweiarmiger Hebel 8a und Sb dient Die Mittelachse des Distanzhalters 7 ist gleichzeitig die Drehachse der beiden Hebelarme 8a und 8b.

Das Kettenrad 2 treibt in bekannter Weise mittels einer Antriebskette 15 entweder direkt oder über eine Schaltung das Vorderrad Ϊ6 an. Anstelle des Kettenrades könnte natürlich auch ein Kardanantrieo benutzt werden.

An dem Kettenrad 2 sind Kurbeln 3a und 3b angebracht, die mit Pleuelstangen 9a und 9b gelenkig verbunden sind, die selbst wiederam vor der Drehachse der zweiarmigen Hebel 8a und 8b an jenen angelenkt sind. Hinter der Drehachse der beiden zweiarmigen Hebel 8a und 86, also am hinteren Arm der beiden Hebel sind Handgriffe 4a und 4b drehbar angebracht, die der Fahrer mit seinen Händen umfaßt und über die die Armkräfte auf den Antrieb für das Vorderrad eingeleitet werden. Diese Anordnung der Hebelarme 8a und 8b, deren Handgriffe 4a und Ab Kreisbögen um die Drehachse beschreiben, bewirkt eine Krafteinleitung, die praktisch kein Drehmoment um die Lenkachse 1 bewirkt (zur Erfüllung der oben genannten Bedingung 3). Die Dfehbarkeit der Handgriffe 4a und 4b verhindert Reibungskräfte zwischen den Handflächen des Fahrers und den Griffen der Auf- und Abbewegung der Hebel 8a und 8b in Folge der unterschiedlichen Kinematik von Hand und Handgriff.

Zur Erfüllung einer zu den eben erwähnten Bedingungen 1. bis 4. noch hinzu kommenden Bedingung 5, wonach Mittel zur kontinuierlichen Totpunktüberwindung vorhanden sein müssen, enthält das Fahrrad Zugfedern Ha und Ub, wonach die Zugfeder Ha den Hebel 8a und die Pleuelstange 9a und die Zugfeder Hb den Hebel 8b und die Pleuelstangen 9b miteinander verbindet (siehe F i g. 1 und 2). Diese Zugfedern arbeiten nahezu verlustlos und geben die beim Spannvorgang aufzuwendende Energie bei der Entspannung wieder vollständig ab. Durch geeignete Wahl der Anlenkpunkte der Zugfedern Ha und 116 an den Hebeln 8a, Sb und den Pleuelstangen 9a und 9b im Verein mit einer geeigneten, ungespannten Federlänge ist es möglich, Drehmomente am Kettenrad zu erzeugen, die in den beiden Totpunktstellungen der Pleuelstangen ?a und 9b und der Kurbeln 3a und 3b immer im gewünschten vortreibenden Drehsinn (siehe Pfeil) wirken und damit die Totpunkte fiberwinden. Totpunkte sind dadurch bestimmt, daß die Mittellinien der Pleuelstange 9a und der Kurbel 3a einerseits sowie die Mittellinie der Pleuelstange 9b und der Kurbel 3b andererseits parallel verlaufen. Dadurch gibt es bei genauer kinematischer Betrachtung insgesamt vier Totpunkte, von denen zwei praktisch immer zusammenfallen. Bezeichnet man den Anlenkpunkt der Pleuelstange 9a am Kettenrad 2 mit 20a, dann befindet sich dabei dieser Punkt in den Winkelstellungen 0 Grad und 180 Grad, wenn man mit 0 Grad seine räumlich tiefste Position bezeichnet und im übrigen in Pfeilrichtung (gewünschter Drehsinn des Kettenrades 2) zählt (F i g. 1,4). Dabei befinden sich dann die Handgriffe 4a und 4b wechselweise in ihrer höchsten respektive tiefsten Positionen.
In den Positionen 90° und 270° hingegen stehen die

ίο Hebel 8a, b zueinander parallel, und die Krafteinleitung an den Handgriffen 4a, b hat ihren höchsten kinematischen Wirkungsgrad (nicht dargestellt).

In der F i g. 3 sind drei Möglichkeiten einer Rückdrehsperre eingezeichnet Man erkennt eine erste Art einer Rückdrehsperre, bei der an der Vordergabel 5 ein Lagerbock 30 angebracht ist, an dem eine Sperrklinke 10 angelenkt ist, die mittels einer Zugfeder 31 dauernd gegen einen Anschlag 32 beaufschlagt iit Die Sperrklinke 10 gleitet auf der Spitze der Zähne entlang, wenn das Kettenrad ?. in Pfeiirichtung verdreht wird; sobald die Drehrichtung umgekehrt wird, greift 4"e Sperrklinke 31 unter dem Zug der Feder zwischen zwei Zähne des Kettenrades 2 und legt sich gegen einen Anschlag 32, so daß eine Verdrehung im Uhrzeigersinn, also entgegen der Pfeilrichtung, verhindert ist

Anstatt einer derartigen Sperrklinke 10 kann auch eine Sperrklinke 14 vorgesehen sein, die ebenfalls an der Gabel 5 gelenkig befestigt ist Diese Sperrklinke 14 besitzt einen Zahn 33, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß er in den Zwischenraum zwischen zwei Kettenbolzen 34 und 35 eingreifen kann. Die Sperrklinke 14 kann sich dann frei bewegen, wenn sich das Kettenrad 2 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt Dann gleitet jeder Kettenbolzen auf der Fläche 36 der Sperrklinke ab. Sobald sich die Drehrichtung des Kettenrades 2 umkehrt, legt sich die Sperrklinke 14 gegen einen nicht näher dargestellten Anschlag an Vorderradgabel 5, wodurch die Kette selbst festgehalten ist
Eine weitere Lösung ist ebenfalls in der F i g. 3 dargestellt Man erkennt eine Ratsche 12, die von einer Druckfeder 37 gegen ein Ratschenrad 38, das mit der Kurbelwelle 13 verbunden ist, angedrückt wird. Bei Drehrichtung in Pfeilrichtung, also entgegen dem Uhrzeigersinn, gleitet die Ratsche 12 auf dem Ratschenrad 38 ab; bei Umkehrung der Drehung legen sich die Zähne 38 des Ratschenrades gegen die Ratsche 12, wodurch die Drehbewegung gehindert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 werden können. Das heißt die Kraftwirkungen dür- Patentansprüche: fen keine resultierenden Momente um die Lenkachse ergeben, da sonst ein unbeabsichtigtes Kur-

1. Fahrrad mit einem zusätzlichen, armbetätigten ven- oder Schlangenlinienf ahren erzeugt würde.
Antrieb des Vorderrades, bestehend aus je einem 5 4. Der Armantrieb soll zweckmäßigerweise völlig unjeweils seitlich der Rahmenebene am Lenker in ei- abhängig vom Beinantrieb sein (also kein erzwunner zur Rahmenebene parallelen Ebene schwenkbar gener Synchronismus). Dies kann einerseits damit gelagerten zweiarmigen Hebel, dessen dem Fahrer begründet werden, daß die Anatomie der Arme anzugewandtes Ende einen Handgriff trägt und an des- ders als die der Beine ist, nämlich schwächet, aber sen dem Fahrer abgewandten Ende eine Pleuelstan- 10 auch leichter, diese somit grundsätzlich einer andege angelenkt ist, die über eine Kurbel ein an der ren Obersetzung bedürfen. Andererseits wird man Vorderradgabel gelagertes Kettenrad antreibt, das bei besonders leichten Fahrbedingungen (Bergabüber eine Antriebskette ein über einen Freilauf mit fahren, Rückenwind) den Armantrieb stillsetzen dem Vorderrad verbundenes Antriebsritzel antreibt, wollen, den Beinantrieb aber weiterbedienen. Dawobei die zu beiden Seiten des Kettenrades ange- 15 mit tritt Bedingung 2. anstatt 3. in Kraft, nämlich ordneten Kurbeln um 180° versetzt sind, dadurch wieder die Abstützung der Arme zu deren Erhogekennzeichnet, daß in dem Antrieb eine lung.

Rückdrehsperre angeordnet ist, die eine Bewegung

des Kettenrades (2) entgegen der Vortriebsrichtung Ein Fahrrad der eingangs genannten Art, bei dem die

verhindert 20 genannten Probleme zumindest teilweise gelöst sind, ist

2. Fahrrad nach Anspruch!, dadurch gekenn- aus der CH-PS 2 11 589 bekanntgeworden. Der Antrieb, zeichnet, daß die Rückdrehsperre als eine von einer der als Kettenantrieb ausgebildet ist, besitzt einen Frei-Feder (31) in Eingriff mit dem Kettenrad (2) oder der lauf, weswegen die beiden doppelarmigen Antriebshe-Kette (15) gehaltene Sperrklinke (10 bzw. 14) ausge- bei nicht stillgesetzt bzw. festgesetzt werden können, da bildet ist 25 sie sich entweder zum Antrieb oder im Freilauf bewe-

3. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gen. Der Fahrer wird sich im Fahrbetrieb daher auf den zeichnet, daß die Rückdrehsperre als zwischen dem doppelarmigen Hebele nicht abstützen können, wie dies Lagergehäuse (Lagerung 6) und der das Kettenrad bei den normalen Fahrzeugen ohne zusätzlichen armbetragenden Kurbelwelle (13) angeordnete Ratsche tätigten Antrieb der Fall ist

(12,38) ausgebildet ist 30 Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrrad der

eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Mög-

lichkeit des Ausruhens und der Abstützung der Arme

während des Fahrbetriebs gegeben ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad &emäß dem Ober- 35 die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen begriff des Anspruches 1. Merkmale.

Die Entwicklung von Fahrrädern, bei denen ein zu- Die Rückdrehsperre kann dabei vorteilhaft als eine

sätzlicher Armantrieb entweder auf das Vorderrad oder von einer Feder in Eingriff mit dem Kettenrad oder der das Hinterrad wirkt, ist nicht neu. Auch sind die Vorteile Kette gehaltene Sperrklinke oder als ^wischen dem Laeines zusätzlichen Antriebs — entweder zum Zwecke 40 gergehäuse und der das Kettenrad tragenden Kurbelder allseitigen körperlichen Betätigung aus sportlichen welle angeordnete Ratsche ausgebildet sein.
Gründen oder zwecks Heilgymnastik (vergleichbar mit Zwar ist aus der FR-PS 5 97 188 eine Art Rückdreh-

Rudern, Schwimmen oder Skilanglauf) — oder zur bes- sperre bekanntgeworden, die das als Dreirad ausgebilseren Fortbewegung bei hohen Bremsmomenten (Berg- dete Fahrrad am Rückwärtsrollen hindert, was nur im anfahren, Gegenwind) hinlänglich beschrieben. Jedoch 45 Stillstand des Fahrrades möglich ist Darüber hinaus hat hat sich offenbar keine der bekannten Ausführungen die Rückdrehsperre bei dem bekannten Fahrrad die wegen offensichtlicher Nachteile bis jetzt durchsetzen Aufgabe einer Geräuscherzeugung, in dem nämlich die können. Klinke auf dem Sperrad entlang ratscht Nicht möglich

Um dies zu begründen, muß zunächst auf die Funk- ist es, nach Belieben während des Fahrens die Arme tionsteilung bei einem normalen Fahrrad eingegangen so auszuruhen oder beim Bergabfahren sich auf die Handwerden. Bei diesem wird über die Arme in den Lenker griffe abzustützen. Vielmehr ist bei der bekannten Ausführung der Fahrer immer gezwungen, Arme und Beine

1. eine Drehbewegung um die Lenkachse zur Erhal- mitzubewegen.

tung des Gleichgewichtes und zu Kurvenfahrten Erst mit der erfindungsgemäßen Ausführung werden

und 55 alle oben angegebenen Bedingungen, insbesondere aber

2. eine ruhende Abstützung des Teiles des Körperge- die Bedingung 4. erfüllt, wonach der vom Beinantrieb wichtes vorgenommen, welches nicht über den Sat- unabhängige Armantrieb bei besonders leichten Fahrtel in den Rahmen geht bewegungen so stillgesetzt werden kann, daß der Fahrer sich auf die zweiarmigen Hebel direkt aufstützen ~

Beide Funktionen werden so vollzogen, daß keine die 60 und sich dabei ausruhen kann.

andere behindert Sie stellen demnach notwendige Be- Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbei- ';

dingungen dar. Bei einem zusätzlichen Armantrieb sind spiele der Erfindung dargestellt sind, soll die Erfindung

nun, wenn das Fahrrad voll gebrauchstüchtig sein soll, näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt - ■,

die Erfüllung weiterer Bedingungen unumgänglich: F i g. 1 eine Seitenansicht eines Teils eines Fahrrades .·.·.

65 mit einem zusätzlichen Armantrieb,

3. Die Krafteinleitung durch die Arme muß alternativ F i g. 2 das Fahrrad gemäß F i g. 1 von vorn,

zur Abstützung 2. möglich sein und ebenso wie die- F i g. 3 eine Darstellung dreier Rückdrehsperren für '■-■'■

se ohne Beeinträchtigung von 1. vorgenommen das Fahrrad gemäß der Fig. 1 und 2, wobei alle drei