DE3132204A1

DE3132204A1 - "verfahren und vorrichtung zum erzeugen einer antriebskraft"

Info

Publication number: DE3132204A1
Application number: DE19813132204
Authority: DE
Inventors: Josef 8899 Gachenbach Schnell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-14
Filing date: 1981-08-14
Publication date: 1983-03-03
Also published as: FR2511461A1; DE3132204C2; IT8222780A0; IT1152349B; FR2511461B1; IT8222677V0

Description

Anmelder: Josef Schnell, Sportweg 9, 8898 Peutenhausen

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Antriebskraft, wie eine solche z.B. für ein Gerat mit angetriebener Welle benötigt und vom menschlichen Körper geleistet wird.

Seit eh und je werden die physischen Kräfte des Menschen dazu ausgenutzt, Geräte und Werkzeuge zu bedienen, um erforderliche Arbeiten dem Leistungsvermögen des Menschen angepaßt durchführen zu können. Ebenso wird das Leistungsvermögen eines Menschen als Antriebskraft ausgenutzt, wie eine solche z.B. für ein Fahrrad erforderlich ist. Wenn man jedoch die Leistung eines Radfahrers analysiert, ergeben sich außerordentlich ungünstige Verhältnisse, d.h., die jeweils fahrende Person ist zwar gewissermaßen mit dem ganzen Körper in Bewegung und erbringt damit vom Energiebedarf her eine erhebliche Leistung, jedoch wird diese Leistung nur zu einem

verhältnismäßig geringen Teil als Antriebskraft wirksam. Wenn man z.B. einen Radrennfahrer beim Spurt beobachtet, sieht man deutlich, daß dem ganzen Körper und allen Muskeln Hochleistung abgefordert wird und dennoch im wesentlichen nur das Gewicht und die Fahrtechnik wirksam werden, wobei zur Fahrtechnik zu sagen ist, daß ein großer Teil der Muskulatur nur Übertragungsarbeit leistet und für die effektive Antriebsleistung unbedeutend ist.

Demgegenüber wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, ein Verfahren zu finden, bei dem einmal eine Aus ^nI für den Einsatz einer bestimmten Muskulatur des Körpers getroffen wird, und bei dem ferner diejenige Muskulatur eines menschlichen Körpers entlastet wird, die keine unmittelbare Leistung abzugeben vermag. Außerdem gehört es zur Aufgabe der Erfindung, für die Durchführung des zu findenden Verfahrens eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen.

Die Verfahrensaufgäbe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für die Erzeugung einer Antriebskraft das Kräftepotential der stärksten Muskeln des menschlichen Körpers, wie das der Schultermuskulatur und/oder das der Hüftgelenkmuskulatur und dies bevorzugt paarweise und gegengleich ausgenutzt w_.;d, wobei die Muskeln zwischen der erwähnten Leistungsmuskulatur und den Stellen der Leistungsabgabe, z.B. an Händen und/oder Füßen, durch mechanische Überbrückung von Arbeit bzw. Leistung

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entlastet werden. Bei eiaem solchen Einsatz der Muskulatur des menschlichen Körpers kommt es zu einer außerordentlichen Verbesserung bzw. Erhöhung der wirksamen Leistung, zumal lediglich diejenigen Muskeln des menschlichen Körpers vom Organismus, also vom Energievorrat voll versorgt werden müssen, die in effektive Leistung umsetzbare Arbeit leisten. Diese Erkenntnisse auf einen Radfahrer umgesetzt bedeuten, daß die Fahrgeschwindigkeit ganz wesentlich erhöht werden kann, ohne daß die jeweilige Person über den bisher erforderlichen Kräftehaushalt hinaus belastet werden muß.

Für die Durchführung des Verfahrens wird nach der Erfindung eine Vorrichtung für zweckmäßig angesehen, bei der ein in etwa der Rückenpartie eines Vorrichtungsbenutzers folgender Rahmen zu beiden Seiten der Schultergelenke und/oder der Hüftgelenke des Benutzers liegende und an Auslegern vorgesehene Widerlager trägt, an denen Lenker·, bevorzugt scharniergelenkig angreifen, die als Winkelhebel den abgewinkelten Armen und Beinen des Benutzers angepaßt sind und an ihren' freien Enden Handgriffe bzw. Fußaufsetzstücke aufweisen, wobei an die Lenker angeschlossene Übertragungsmittel die mit einer Laufbewegung eines Menschen vergleichbare Bewegung der Lenker in eine Drehbewegung umsetzen. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch eine verblüffende Einfachheit aus, wodurch nicht nur eine hohe Wirtschaftlichkeit, sondern auch eine hohe Funktionsfähigkeit gegeben ist. Dies vor allem deshalb, weil

einfache Konstruktionselemente zur Anwendung kommen» die noch dazu einem geringen Verschleiß unterliegen. Daß sich auch geringe Gewichte ergeben, versteht sich von selbst.

Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß in den Eckbereichen der Winkelhebel darstellenden Lenker besondere Abpolsterungen für die Knie und/oder für die Ellbogen des jeweiligen Benutzers vorgesehen sind. Diese Abpolsterung fördert die Bequemlichkeit für den Benutzer und trägt auch dazu bei, daß Stützkräfte schmerzlos übertragen werden.

Zweckmäßig erscheint es ferner, daß die Übertragungsmittel der Vorrichtung von Pleuelstangen gebildet sind, die einmal an den Winkelhebeln, bevorzugt an ihren Knickstellen angreifen und zum anderen - bei vier Lenkern - mit einer vierfach gekröpften Kurbelwelle in Verbindung stehen, die am Rahmen gelagert ist und als Abtriebswelle dient. Dies schließt aber nicht aus, daß die Übertragungsmittel von den Lenkern zu einer Abtriebswelle von Kettentrieben gebildet sind, wobei die einen Kettenräder auf den Scharnierachsen der Lenker sitzen und als selbsttätig auf die unterschiedlichen Pendelbewegungen der Lenker umschaltende Mitnehmerkupplungen ausgebildet sind. Es versteht sich, daß die Pleuelstangen die einfachere Art der Umsetzung der Pendelbewegungen in eine Drehbewegung darstellen, wenn auch nicht verschwiegen

werden kann, daß die Pleuelstangen sich zusammen mit den Lenkern frei im Raum bewegen und zumindest Abweiser zweckmäßig erscheinen, wenn man Unfälle durch Hängenbleiben oder Einklemmen vermeiden will. Kettentriebe sind von diesem Mangel frei, jedoch ist der Bauaufwand für die Mitnehmerkupplungen größer als bei Pleuelstangen.

Um die Vorrichtung den Körpermaßen eines Benutzers anpassen zu können, wird ferner vorgeschlagen, daß die Schenkel der als Winkelhebel ausgeführten Lenker verstellbar sind. Es ist auch denkbar, die Schenkel der Winkelhebel gegeneinander verstellbar, also nicht starr auszuführen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Damit der Benutzer der Vorrichtung sich nicht nur auf Armen und Beinen abstützt, was zu Druckstellen führen könnte, wird zusätzlich vorgeschlagen, daß.der die Lenker tragende Rahmen der Vorrichtung mit einem Sattel für die die Arbeit leistende Person ausgestattet ist.

Eine weitere günstige Einzelheit der Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung mit der Rahmenkonstruktion eines Fahrrades vereint ist, wobei .die Abtriebswelle der Vorrichtung mit dem bevorzugt einen Freilauf mit Rücktrittbremse aufweisenden Hinterrad des Fahrrades in Triebverbindung steht. Der Freilauf ist deshalb von besonderer Bedeutung, da auf

diese Weise bei einer Bergabfahrt der Fahrer die Lenker nicht zu bewegen braucht, also sich wie bei einem üblichen Fahrrad gewissermaßen ausruhen kann. Es versteht sich, daß die Vorrichtung nicht nur auf Fahrräder beschränkt ist, sondern ganz allgemein als Antriebsmittel verwendet werden kann. Im besonderen ist z.B. an die sog. Tretboote gedacht; auch Flugversuche erscheinen nicht ausgeschlossen.

Für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrräder, ist es zweckmäßig, daß die Handgriffe der Lenker zumindest nach einer Seite hin und/oder nach vorn oder hinten bewegbar sind und diese Bewegung für Brems-, insbesondere jedoch für Lenkungszwecke ausgenutzt ist, wobei Bowdenzüge als Übertragungsmittel dienen können. Als günstig erscheinen nach der Erfindung auch Hebelhandgriffe, die den Handgriffen zugeordnet sind. Solche an Fahrradlenkern bekannte Hebelhandgriffe eignen sich besonders gut für die Betätigung von Bremsen.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise.veranschaulicht ; es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des eingangs behandelten Verfahrens ;

Fig. 2 die gleiche Vorrichtung in Oberansicht und Fig. 3 eine schematisierte Seitenansicht der Vorrichtung,

die mit einem Fahrrad kombiniert ist und von einem Menschen benutzt wird.

Die Vorrichtung 1 nach den Fig. 1, 2 und 3 besteht im wesentlichen aus einem .Rahmen 2, der an U-förmigen, nach vorn gerichteten bügelartigen Auslegern 3, 4 Widerlager 5, 6 bzw. 7, 8 aufweist. An diesen Widerlagern sind als Winkelhebel ausgeführte Lenker 9.', 10 bzw. 11, 12 scharniergelenkig gelagert. Die Schenkel der Winkelhebel 9 bis 12 sind, wie beim Lenker 9 der Fig. 1 veranschaulicht, in der Länge teleskopartig verstellbar, wodurch sie sich den Körpermaßen eines Benutzers 13 (vgl. Fig* 3) anpassen lassen. Es versteht sich, daß die Schenkel der Winkelhebel auch auf andere Weise in ihrer Länge verändert werden könnten, z.B. dadurch, daß man ganz einfach Schenkelstücke längenverstellbar miteinander verschraubt. Ferner liegt es im'Bereich des Möglichen, die Knickstellen 14, 15 bzw. 16, 17 leicht winkelverstellbar zu gestalten. Wie sich Arme und Beine 18, 19 bzw. 20,21 des Benutzers 13 in die Lenker 9 bis 12 einfügen, ist besonders gut der Fig. 3 zu entnehmen.

An den freien Enden der Lenker 9 bis 12 sind Handgriffe 22, "bzw. Fußäüfsetzstücke 24, 25 vorgesehen. Außerdem sind in den Eckbereichen der Lenker 9 bis 12 Abpolsterungen 26, 27 bzw. 28, 29 angeordnet*

In den Eckbereichen z.B., d.h. an den Knickstellen 14 bis 17

der Lenker 9 bis 12 sind Pleuelstangen 30, 31 bzw. 32, 33 angelenkt, die mit ihren freien Enden an den Kurbeln einer vierfach gekröpften Kurbelwelle 34 (vgl. insbesondere Fig. 1 und 2) angreifen, die auf beliebige Weise gegenüber dem Rahmen 2 ortsfest gelagert ist.

Die Kurbelwelle 34 steht beim Ausführungsbeispiel nach Fig. über eine Kette 35 mit der Hinterradnabe 36 eines Fahrrades in Triebverbindung, das ähnlich einem Damenfahrrad ausgebildet ist. Der Rahmen des Fahrrades 37 ist mit dem Rahmen der Vorrichtung 1 verbunden. Der Rahmen 2 ist außerdem mit einem Sattel 38 ausgestattet.

Das Fahrrad 37 (vgl. die Fig. 2 und 3) weist nur einen kurzen Lenker 39 für das Vorderrad-auf und der Lenker 39 ist über Bowdenzüge 40, 41 an die Handgriffe 22, 23 angeschlossen, die sich z.B. nach vorn ader rückwärts kippen lassen und so das Lenken des Fahrrades 37 ermöglichen. Die Handgriffe 22, 23 können aber auch nach den Seiten hin bewegbar sein, um die Lenkbewegung zu erzielen.

An den Handgriffen 22, 23 sind ferner Hebelhandgriffe 42, Kλ gelagert, mit denen sich Bremsen über Seil- bzw. Bowdenzüge 44, 45 betätigen lassen, was nur angedeutet ist.

Wie sich der Fahrbetrieb bei einem Fahrrad 37 vollzieht, ist

besonders gut der Fig. 3 zu entnehmen, in der die Bewegungen der gewissermaßen gesperrten Ellbogen und Knie durch Bogenpfeile 46, 47 dargestellt sind.

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Claims

e, φ »ft * ■* ·» Patentansprüche

1.) Verfahren zum Erzeugen einer Antriebskraft, wie eine solche z.B. für ein Gerät mit angetriebener Welle benötigt und vom menschlichen Körper geleistet wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung einer Antriebskraft das Kräftepotential der stärksten Muskeln des menschlichen Körpers, wie das der Schultermuskulatur und/oder das der Hüftgelenkmuskulatur und dies bevorzugt paarweise und gegengleich ausgenutzt wird, wobei die Muskeln zwischen der erwähnten Leistung .,luskulatur und den Stellen der Leistungsabgabe, z.B. an Händen und/oder Füßen durch mechanische Überbrückung von Arbeit bzw. Leistung entlastet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des·Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in etwa der Rückenpartie eines Vorrichtungsbenutzers (13) folgender Rahmen (2) zu beiden Seiten der Schultergelenke und/oder der Hüftgelenke.des Benutzers (13) liegende und an Auslegern (3, 4) vorgesehene Widerlager (5 - 8) trägt, an denen Lenker (9 - 12), bevorzugt scharniergelenki'g angreifen, die als Winkelhebel den abgewinkelten Armen (18, 19) und Beinen (20, 21) des Benutzers (13) angepaßt sind und an ihren freien Enden Handgriffe bzw. Fußaufsetzstücke (22, 23 bzw, 24, 25) aufweisen, wobei an die Lenker (9 - 12) angeschlossene Übertragungsmittel (vgl. 30 - 33) die mit einer Laufbewegung eines Menschen (vgl. 13) vergleichbare Bewegung der Lenker (.9 - 12^ m eine Drehbewegung umsetzen.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eckbereichen der Winkelhebel darstellenden Lenker (9 - 12) besondere Abpolsterungen (26 -. 29) für die Knie und/oder für die Ellbogen des jeweiligen Benutzers (13) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel der Vorrichtung von Pleuelstangen (30 - 33) gebildet sind, die einmal an den Winkelhebeln (vgl. 9 - 12), bevorzugt an ihren Knickstellen angreifen und zum anderen - bei vier Lenkern (9 - 12) mit einer vierfach gekröpften Kurbelwelle (34) in Verbindung stehen, die am Rahmen (2) gelagert ist und als Abtriebswelle dient.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel von den Lenkern (9 - 12) zu einer Abtriebswelle von Kettentrieben gebildet sind, wobei die einen Kettenräder auf den Scharnierachsen (vgl. 5-8) der Lenker (9 - 12) sitzen und als selbsttätig auf die unterschiedlichen Pendelbewegungen der Lenker (9 - 12) umschaltende Mitnehmerkupplungen ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der als Winkelhebel ausgeführten Lenker (9 - 12) in ihrer Länge verstellbar sind.

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7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Lenker (9 - 12) tragende Rahmen (2) der Vorrichtung (1) mit einem Sattel (38) für die die Arbeit leistende Person (13) ausgestattet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) mit der Rahmenkonstruktion eines Fahrrades (37) vereint ist, wobei die Abtriebswelle (34) der Vorrichtung (1) mit dem bevorzugt einen Freilauf mit Rücktrittbremse aufweisenden Hinterrad (vgl. 3 6) des Fahrrades (37) in Trfebverbindung (vgl. 35) steht.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Handgriffe (22, 23) der Lenker (9 - 12) zumindest nach einer Seite hin und/oder nach vorn oder hinten bewegbar sind und diese Bewegung für Brems-, insbesondere jedoch für Lenkungszwecke (vgl; 39) ausgenutzt ist, wobei Bowdenzüge (40, 41) als Übertragungsmittel dienen können.

ΙΟ» Vorrichtung nach Anspruch 9₉ dadurch gekennzeichnet, daß den Handgriffen (22, 23) besondere Hebelhandgriffe (42, 43) zugeordnet sind.