DE3132204C2

DE3132204C2 - Muskelkraftbetätigte Antriebsvorrichtung, z.B. für Fahrräder

Info

Publication number: DE3132204C2
Application number: DE3132204A
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: 1985-09-26
Also published as: IT8222780A0; FR2511461A1; IT8222677V0; DE3132204A1; IT1152349B; FR2511461B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Antriebskraft, wie eine solche z.B. für ein Gerät, wie ein Fahrrad, mit angetriebener Welle benötigt und vom menschlichen Körper geleistet wird. Zur Vermeidung von Energie und um diejenige Muskulatur eines menschlichen Körpers zu entlasten, die keine unmittelbare Leistung abzugeben vermag, wird es für vorteilhaft angesehen, daß für die Erzeugung einer Antriebskraft das Kräftepotential der stärksten Muskeln des menschlichen Körpers, wie das der Schultermuskulatur und/oder das der Hüftgelenksmuskulatur und dies bevorzugt paarweise und gegengleich ausgenutzt wird, 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 entlastet werden.

Description

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die; entsprechend einer Laufbewegung abgeknickten anschaulicht; es zeigt

Arme bzw. Beine angepaßte und eine Aufnahme für F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung einer erfin-

diese bildende Winkelhebel ausgebildet sind dungsgemäßen Antriebsvorrichtung;

Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß für die Erzeu- F i g. 2 die gleiche Vorrichtung in Draufsicht und gung einer Antriebskraft das Kräftepotential der stärk- 5 F i g. 3 eine schematisierte Seitenansicht der Vorrich-

sten Muskeln des menschlichen Körpers allein, wie das tung, die mit einem Fahrrad kombiniert ist und von

der Schultermuskulatur und/oder das, der Hüftgelenk- einem Menschen benutzt wird.

muskulatur, und dies bevorzugt paarweise und gegen- Die Vorrichtung 1 nach den F i g. 1,2 und 3 besteht im

gleich ausgenutzt wird, wobei die Muskeln zwischen der wesentlichen aus einem Rahmen 2, der an U-förmigen, erwähnten Leistungsmuskulatur und den Stellen der 10 nach vorn gerichteten bügelartigen Auslegern 3 und 4

Leistungsabgabe, z. B. an Händen und/oder Füßen, Widerlager 5 und 6 bzw. 7 und 8 aufweist An diesen

durch mechanische Überbrückung von Arbeit bzw. Lei- Widerlagern sind als Winkelhebel ausgeführte Lenker 9

stung entlastet werdea Bei einem solchen Einsatz der und 10 bzw. 11 und 12 scharniergelenkig gelagert Die

Muskulatur des menschlichen Körpers kommt es zu ei- Schenke! der Winkelhebel 9 bis 12 sind, wie beim Len-

ner außerordentlichen Verbesserung bzw. Erhöhung 15 ker 9 der F i g. 1 veranschaulicht, in der Länge teleskop-

der wirksamen Leistung, zumal lediglich diejenigen artig verstellbar, wodurch sie sich den Körpermaßen

Muskeln des menschlichen Körpers vom Organismus, eines Benutzen 13 (vgL F i g. 3) anpassen lassen. Es ver-

also vom Energievorrat voll versorgt werden müssen, steht sich, daß die Schenkel der Winkelhebel auch auf

die in effektive Leistung umsetzbare Arbeit leisten. Die- andere Weise in ihrer Länge verändert werden könnten,

se Erkenntnisse auf einen Radfahrer umgesetzt bedeu- 20 z. B. dadurch, daß man ganz einfach Schenkelstücke län-

ten, daß die Fahrgeschwindigkeit ganz wesentlich er- genverstellbar miteinander verschraubt. Ferner liegt es

höht werden kann, ohne daß die jeweilige Person über im Bereich des Möglichen, die Knickstellen 14,15 bzw.

den bisher erforderlichen Kräftehaushalt hinaus bela- 16, 17 leicht winkelverstellbar zu gestalten. Wie sich

stet werden muß. Diese Vorrichtung zeichnet sich auch Arme und Beine 18,19 bzw. 20,21 des. Benutzers 13 in

durch Einfachheit aus, wodurch nicht nur eine hohe 25 die Lenker 9 bis 12 einfügen, ist besonders gut der

Wirtschaftlichkeit, sondern auch eine hohe Funktionsfä- F i g. 3 zu entnehmen.

higkeit gegeben sind. Letzteres vor allem deshalb, weil An den freien Enden der Lenker 9 bis 12 sind Handeinfache und verschleißfeste Konstruktionselemente griffe 22, 23 bzw. Fußaufsetzstücke 24, 25 vorgesehen, zur Anwendung kommen. Außerdem sind in den Eckbereichen der Lenker 9 bis 12

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemä- 30 Abpolsterungen 26,27 bzw. 28,29 angeordnet

ßen Vorrichtung besteht darin, daß in den Eckbereichen In den Eckbereichen z. B, d. h. an den Knickstellen 14

der Winkelhebel darstellenden Antriebslenker besonde- bis 17 der Lenker S bis 12, sind Kurbeisiangen 30, 31

re Abpolsterungen für die Knie bzw. für die Ellbogen bzw. 32,33 angelenkt die mit ihren freien Enden an den

des Benutzers vorgesehen sind. Diese Abpolsterung for- Kurbeln einer vierfach gekröpften Kurbelwelle 34 (vgl.

dertdie Bequemlichkeit für den Benutzer und trägt auch 35 insbesondere Fig. 1 und 2) angreifen, die auf beliebige

dazu bei, daß Stützkräfte schmerzlos übertragen wer- Weise gegenüber dem Rahmen 2 ortsfest gelagert ist

den. Die Kurbelwelle 34 steht beim Ausführungsbeispiel

Zweckmäßig erscheint es ferner, daß an den Knick- nach F i g. 3 über eine Kette 35 mit der Hinterradnabe

stellen der Winkelhebel Kurbelstangen angreifen, die 36 eines Fahrrades 37 in Triebverbindung, das ähnlich

mit einer Kurbelwelle in Verbindung stehen, die am 40 einem Damenfahrrad ausgebildet ist Der Rahmen des

Rahmen gelagert ist und als Abtriebswelle dient Dies Fahrrades 37 ist mit dem Rahmen 2 der Vorrichtung 1

i| schließt aber nicht aus, daß das Übertragungsgetriebe verbunden. Der Rahmen 2 ist außerdem mit einem Sat-

i| von den Lenkern zur Abtriebswelle von Kettentrieben tel 38 ausgestattet

gebildet ist wobei die einen Kettenräder auf den An- Das Fahrrad 37 (vgl. die F i g. 2 und 3) weist nur einen

[? lenkachsen der Antriebslenker am freien Ende der Aus- 45 kurzen Lenker 39 für das Vorderrad auf und der Lenker

η leger sitzen und als Einwegkupplungen ausgebildet sind. 39 ist über Bowdenzüge 40,41 an die Handgriffe 22,23

ν Um die Vorrichtung den Körpermaßen eines Benut- angeschlossen, die sich z. B. nach vorn oder rückwärts

zers anpassen zu können, ist es ferner zweckmäßig, daß kippen lassen und so das Lenken des Fahrrades 37 er-

: die Schenkel der als Winkelhebel ausgeführten An- möglichen. Die Handgriffe 22, 23 können aber auch

triebslenker in ihrer Länge verstellbar sind. Es ist auch 50 nach den Seiten hin bewegbar sein, um die Lenkbewe-

■_l:. denkbar, die Schenkel der Winkelhebel gegeneinander gung zu erzielen.

verstellbar, also nicht starr auszuführen, ohne den Rah- An den Handgriffen 22,23 sind ferner Hebelhandgrifmen der Erfindung zu verlassen. fe 42, 43 gelagert mit denen sich Bremsen über Seilf Eine weitere günstige Weiterbildung der Erfindung bzw. Bowdenzüge 44,45 betätigen lassen, was nur angeln besteht darin, daß die Abtriebswelle mit dem einen Frei- 55 deutet ist

f| lauf mit Rücktrittbremse aufweisenden Hinterrad eines Wie sich der Fahrbetrieb bei einem Fahrrad 37 voll-

f' Fahrrades in Triebverbindung steht Der Freilauf ist zieht ist besonders gut der F i g. 3 zu entnehmen, in der

Q₁ deshalb von besonderer Bedeutung, da auf diese Weise die Bewegungen der gewissermaßen gesperrten Ellbo-

[ ' bei einer Bergabfahrt der Fahrer die Lenker nicht zu gen und Knie durch Bogenpfeile 46 und 47 dargestellt

; \ bewegen braucht also sich wie bei einem üblichen Fahr- 60 sind.

rad gewissermaßen ausruhen kann.

Für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrräder, ist es Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

zweckmäßig, daß die Handgriffe der Antriebslenker zu-

mindest nach einer Seite hin und/oder nach vorn oder
hinten bewegbar sind und diese Bewegungen für Brems- 65
und Lenkungszwecke mit Hilfe von Bowdenzügen übertragen werden.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise ver-

Claims

Patentansprache:

1. Muskelkraftbetätigte Antriebsvorrichtung, ζ. Β. für Fahrräder, mit wenigstens einer angetriebenen Welle und einem Rahmen, der ein Stützgerüst für den Benutzer bildet und an welchem mit den Armen und Beinen zu betätigende Antriebslenker angelenkt sind, deren Schwenkbewegung mittels eines Übertragungsgetriebes auf die anzutreibende Welle übertragen wird, wobei die Lenker an ihren freien Enden mit Handgriffen bzw. Fußrasten versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmenteil (2) etwa parallel zur Rückenpartie des Benutzers (13) verläuft, daß an diesem Rahmenteil in Höhe der Schultergelenke und/oder Hüftgelenke des Benutzers (13) zu beiden Seiten der Vorrichtung (1) Ausleger (3,4) angeordnet sind, an deren freien Enden die von den Armen bzw. Beinen (18,19 bzw. 20,21) betätigten Antriebslenker (9-12) angelenkt sind, wobei die in Höhe der Schultergelenke angelenkten Antriebslenker (9,10) je einen Arm (18,19) und die in Höhe der Hüftgelenke angelenkten Antriebslenker (U, 12) je einem Bein (20,21) zugeordnet sind, und daß die Antriebslenker (9—12) als an die entsprechend einer Laufbewegung abgeknickten Arme (18,19) bzw. Beine (20,21) angepaßte und eine Aufnahme für diese bildende Winkelhebel ausgebildet sind.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eckbereichen der Winkelhebel darstellenden Antriebslenker (9—12) besondere Abpolsterungen (26—29) für die gesperrten Knie bzw. für die Ellbogen des Benutzers (13) vorgesehen sind.

3. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Knickstellen der Winkelhebel (9—12) Kurbelstangen (30—33) angreifen, die mit einer Kurbelwelle (34) in Verbindung stehen, die am Rahmen (2) gelagert ist und als Abtriebswelle dient

4. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsgetriebe von den Lenkern (9—12) zur Abtriebswelle von Kettentrieben gebildet ist, wobei die einen Kettenräder auf den Anlenkachsen der Antriebslenker (9—12) am freien Ende der Ausleger (3,

4) sitzen und als Einwegkupplungen ausgebildet sind.

5. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis so

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der als Winkelhebel ausgeführten Antriebslenker (9—12) in ihrer Länge verstellbar sind.

6. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (34) mit dem einen Freilauf mit Rücktrittbremse aufweisenden Hinterrad eines Fahrrades (37) in Triebverbindung (Kette 35) steht

7. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Handgriffe (22, 23) der Antriebslenker (9 und 10) zumindest nach einer Seite hin und/oder nach vorn oder hinten bewegbar sind und diese Bewegungen für Brems- und Lenkungszwecke mit Hilfe von Bowdenzügen (40, 41) übertragen werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine muskelkraftbetätigte Antriebsvorrichtung, z. B. für Fahrräder, mit wenigstens einer angetriebenen Welle und einem Rahmen, der ein Stützgerüst für den Benutzer bildet und an welchem mit den Armen und Beinen zu betätigende Antriebstenker angelenkt sind, deren Schwenkbewegung mitteis eines Übertragungsgetriebes auf die anzutreibende Welle übertragen wird, wobei die Lenker an ihren freien Enden mit Handgriffe« bzw. Fußrasten versehen sind.

Bekannt ist es, daß seh eh und je die physischen Kräfte des Menschen dazu ausgenutzt werden. Vorrichtungen, Geräte, Werkzeuge od. dgL zu bedienen oder anzutreiben, um anfallende Arbeiten dem Leistungsvermögen des Menschen angepaßt durchführen zu können. Ebenso wird das Leistungsvermögen, also die Muskelkraft eines Menschen als Antriebskraft ausgenutzt, wie eine solche z. B. für ein fahrrad erforderlich ist Wenn man jedoch z. B. die Leistung eines Radfahrers analysiert, ergeben sich überraschende und 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 für die Fortbewegung wirksam werden, wobei zur Fahrtechnik zu sagen ist, daß ein großer Teil der Muskulatur nur Übertragungsarbeitet leistet und für die effektive Antriebsleistung unbedeutend ist

Eine muskelkraftbetätigte Antriebsvorrichtung, insbesondere für Fahrräder, gemäß der eingangs erwähnten Art ist durch die DE-OS 24 36 774 bekanntgeworden, bei der der jeweilige Benutzer auf dem Sattel eines Fahrrades sitzt und mit zu einer Hocke angezogenen Beinen und vorgestreckten Armen auf die Antriebslenker einwirkt und durch abwechselndes Strecken der Beine und Abwinkein der Arme die Schwenkbewegung der Antriebslenker erzeugt, die ihrerseits über Einweggetriebe auf zwei anzutreibende Wellen von Lauf rädern einwirken. Bei dieser Konstruktion ist besonders nachteilig, daß der Benutzer trotz des Arbeitens mit Armen und Beinen nach wie vor nutzlos Energie verbraucht indem — wie oben bereits erwähnt — ein wesentlicher Teil der Muskulatur lediglich Übertragungsfunktion hat bzw. Übertragungsarbeit leistet, die für die Fortbewegung als solche völlig bedeutungslos bleibt

Demgegenüber wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, eine muskelkraftbetätigte Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diejenige Muskulatur eines menschlichen Körpers entlastet wird, die keine unmittelbare Antriebsleistung abzugeben vermag.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst daß ein Rahmenteil etwa parallel zur Rückenpartie des Benutzers verläuft, daß an diesem Rahmenteil in Höhe der Schultergelenke und/oder Hüftgelenke des Benutzers zu beiden Seiten der Vorrichtung Ausleger angeordnet sind, an deren freien Enden die von den Armen bzw. Beinen betätigten Antriebslenker angelenkt sind, wobei die in Höhe der Schultergelenke angelenkten Antriebslenker je einem Arm und die in Höhe der Hüftgelenke angelenkten Antriebslenker je einem Bein zugeordnet sind, und daß die Antriebslenker als an