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Fahrzeug mit Fuß antrieb
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Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein ein- oder mehrspuriges
Fahrzeug mit Fußantrieb, mit einem Rahmen, mindestens einem Vorder- und einem Hinterrad,
mit Pedalhebeln und einer Kraftübertragung von den Pedalhebeln zu einem angetriebenen
Rad und mit einer Sitzfläche für den Fahrer.
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Generell handelt es sich hierbei um Fahrräder allgemein bekannter
Bauart, die mit zwei aber auch mehreren Rädern versehen sein können.
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Wesentliches Merkmal des Antriebes herkömmlicher-muskelgetriebener
Fahrräder ist eine sogenannte Tretkurbel, mit der die Muskelkraft auf einen Zahnkranz
übertragen wird.
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Derartige Tretkurbelantriebe haben den wesentlichen Nachteil, daß
das übertragbare Drehmoment im oberen und unteren Drittel des Kreisbogens sehr gering
ist und im sogenannten Totpunkt sogar null. Weiterhin ist bei herkömmlichen Fahrrädern
die am Kraftangriffspunkt, d. h.
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der Tretkurbelpedale maximal mögliche aufbringbare Kraft durch das
Körpergewicht des Fahrers begrenzt. SchlieB-lich ist die Betätigung einer herkömmlichen
Tretkurbel bei Fahrrädern physiologisch relativ ungünstig, da sie vom Bewegungsablauf
her etwa mit einem Treppen steigen vergleichbar ist, was bekanntermaßen anstrengend
ist.
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Mit der vorliegenden Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es das Fahrzeug der eingangs ge-
nannten
Art dahingehend zu verbessern, daß die Muskelkraft des Fahrers besser ausgenutzt
wird und eine gleichförmigere Kraftübertragung als bei einem herkömmlichen Kurbelantrieb
möglich ist.
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Das Lösungsprinzip der vorliegenden Erfindung liegt in der Anwendung
der "Kniehebelwirkung", die von Ober-und Unterschenkel des Fahrers erzeugt wird.
Voraussetzung für die Funktion der Kniehebelwirkung ist, daß die beiden Enden des
'Kniehebels" nicht frei beweglich sind, sondern nur in einer Richtung, die im wesentlichen
senkrecht zur Bewegungsrichtung des "Kniegelenkes" verläuft.
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Die erfindungsgemäße Lösung der obigen Aufgabe erfolgt unter Ausnutzung
der Kniehebelwirkung dadurch, daß die Pedalhebel oberhalb des Vorderrades angeordnet
sind und daß die Kraftangriffspunkte (Pedale) bezogen auf eine Sitzlehne so angeordnet
sind, daß eine Kniehebelwirkung, gebildet von Ober- und Unterschenkel des Fahrers,
ausgenutzt wird.
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Der eine feste Punkt des Kniehebels liegt somit in der Abstützung
des Beckens des Fahrers an der Sitzlehne, wobei durch die Anordnung der Pedalhebel
oberhalb des Vorderrades sichergestellt ist, daß tatsächlich eine Kniehebelwirkung
auftritt und nicht nur das Körpergewicht des Fahrers auf die Pedale wirkt, da Sitzfläche
und Pedale in etwa in einer horizontalen Ebene liegen und nicht, wie bei einem herkömmlichen
Fahrrad, im wesentlichen in einer vertikalen Ebene.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Pedalhebel schwenkbar
in einem am Rahmen befestigten Lager gehalten, wobei Zugorgane einerseits an den
Pedalhebel und andererseits an Freilauftrommeln befestigt sind, welche ihrerseits
mit einem herkömmlichen Kettenantrieb gekoppelt sind, wobei die Pedalhebel für den
Antrieb abwech-
selnd betätigbar sind.
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Es findet also keine 11Kurbelbewegung" mehr statt sondern eine hin-
und hergehende abwechselnde Bewegung der Pedalhebel Somit tritt auch kein Totpunkt
mehr auf, was zusammen mit der kraftverstärkenden Kniehebelwirkung dazu führt, daß
enorme Kräfte für den Antrieb zur Verfügung stehen.
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Nach einer konstruktiven Variante der Erfindung bestehen die Zugorgane
aus einem einzigen Zugseil, das wie folgt verläuft: Von einem ersten Pedalhebel
verläuft das Zugseil über eine Umlenkrolle zu der ersten Freilauf troxnmel, um die
es ein- oder mehrfach geschlungen ist; von dort verläuft es über eine Umlenkrolle
zu der zweiten Freilauf trommel, um die es ebenfalls ein oder mehrfach geschlungen
ist. Von der zweiten Freilauftrommel verläuft es über eine weitere Umlenkrolle zu
dem zweiten Pedalhebel. Hierdurch sind die beiden Pedalhebel derart miteinander
gekoppelt, daß sie eine gegenläufige Bewegung ausführen, d. h. wenn der eine Pedalhebel
nach vorne durchgedrückt wird, wird der andere Pedalhebel nach hinten gezogen und
umgekehrt. Durch die Freilauftrommeln wird erreicht, daß die Rückbewegung des jeweiligen
Pedalhebels ohne Einfluß auf den Antrieb ist, so daß die hin-und hergehende Bewegung
der Pedalhebel in eine Antriebsbewegung in einer Drehrichtung umgesetzt wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
die Pedalhebel im wesentlichen kreisförmig gebogen, so daß der Abstand von der ersten
und zweiten Umlenkrolle zu jedem Punkt der zugeordneten Pedalhebel in deren Ruhestellung
im wesentlichen konstant ist. Hierdurch wird erreicht, daß in Ruhestellung der Pedalhebel
die Länge des Zugorganes von der Umlenkrolle zu jedem beliebigen Punkt der Pedalhebel
konstant ist, so daß der Angriffspunkt des Zugorganes an dem Pedalhebel ohne Ver-
änderung
der Länge des Zugorganes frei gewählt werden kann. Somit kann der wirksame Hebelarm
vom Schwenklager der Pedalhebel zu dem Kraftangriffspunkt frei gewählt werden.
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In weiterer Ausgestaltung dieses Gedankens ist der Angriffspunkt des
Zugorganes an den Pedalhebeln verschiebbar, wodurch der wirksame Hebelarm deredalhebel
stufenlos verstellbar ist. Hierdurch wird praktisch ein stufefllos verstellbares
Ubersetzungsverhältnis ermöglicht, das jegliche Form einer Gangschaltung überflüssig
macht.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Zugorgan
über Zugklemmen an den Pedalhebel angebracht, wobei die Zugklemmen über Bowdenzüge
verschiebbar sind.
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Hiermit ist während der Fahrt eine Einstellung des wirksamen Hebelarmes
möglich, wobei eine Verschiebung des Angriffspunktes des Zugorganes zweckmäßigerweise
an dem jeweils entlasteten Pedalhebel vorgenommen -wird.
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Um diese Verschiebung in beiden Richtungen zu ermöglichen, sind die
jeweils einem Pedalhebel zugeordneten Bowdenzüge über eine am unteren Ende der jeweiligen
Pedalhebel angeordnete Rolle miteinander verbunden und durch Drehen des Lenkers
um seine Achse betätigbar.
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Um sicherzustellen, daß eine Verschiebung des Angriffspunktes nur
an dem entlasteten Pedalhebel stattfindet, sind in den Bowdenzügen Zugfedern zwischengeschaltet.
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Durch Verdrehen des Lenkers um seine Achse werden somit diese Federn
gespannt, wobei die Zugklemmenan den Pedalhebeln erst dann freigegeben werden, wenn
keine Kraft auf dem jeweiligen Zugorgan anliegt, worauf dann die gespannten Federn
über die Bowdenzüge für eine Verschiebung der Zugklemmen und damit eine verschiebung
des Kraftangriffspunktes sorgen.
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Allgemein ist es bei der vorliegenden Erfindung zweckmäßig, wenn der
Durchmesser des Vorderrades kleiner ist als der des Hinterrades. Hierdurch wird
bei stabiler Konstruktion des Fahrzeuges und Vermeidung eines höhenverstellbaren
Sattels die korrekte Höhenlage der Pedalhebel sichergestellt, ohne daß diese eine
Lenkbewegung des Vorderrades behindern.
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Vorzugsweise ist der Rahmen in Doppelrohrkonstruktion ausgeführt,
wobei nach vorne auskragende Pedalhebelausleger in spitzem Winkel aufeinander zu
verlaufen und das Lager für die Pedalhebel tragen. Hierdurch wird eine besonders
stabile Konstruktion geschaffen, wobei die nach vorne auskragenden Pedalhebelausleger
in günstiger Weise auch einen Kindersitz oder einen zusätzlichen Gepäckträger aufnehmen
können.
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Um eine günstige Sitzposition des Fahrers, die für die gewünschte
Kniehebelwirkung unbedingt erforderlich ist, einstellen zu können, ist der Sitz
mit einer Sitz lehne horizontal nach vorne und hinten verschiebbar. Weiterhin ist
der Lenker mit Lenkstange um eine horizontale Achse nach vorne und hinten schwenkbar,
so daß auch die Stellung der Lenkstange an die Körpermaße des Fahrers einstellbar
ist.
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Generell ist das Fahrzeug der vorliegenden Erfindung nicht nur ein
verändertes herkömmliches Fahrrad; es kann vielmehr auch ein drei- oder mehrrädriges
Fahrzeug mit eventuell geschlossenem Aufbau sein, der nach einer Ausgestaltung der
Erfindung eine allseitige Verkleidung gegen -Witterungseinflüsse darstellt. Zusätzlich
kann auch ein Elektromotor mit Batterien vorgesehen sein, was insbesondere in bergigem
Gelände zweckmäßig ist. Bei Talfahrt kann der Elektromotor die Batterien aufladen
und hierdurch gleichzeitig das Fahrzeug bremsen, während er bei Bergauffahrt den
Fahrer entlastet.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können
Teile des Antriebes auch als "FuBbremse" verwendet werden, was nach einer Variante
der Erfindung dadurch geschieht, daß die zweite Umlenkrolle bei gleichsinniger Betätigung
beider Pedalhebel horizontal verschiebbar ist, wobei sie mit Bremsbetätigungsorganen
verbunden ist, die bei Verschiebung dieser Umlenkrolle-mindestens eine Fahrzeugbremse
betätigt.
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Eine konkrete Ausführungsform dieses Gedankens sieht vor, daß die
Bremsbetätigungsorgane einen mit dem Fahrzeugrahmen schwenkbar verbundenen Bremshebel
enthalten, dessen eines Ende über ein Zugorgan mit der Hinterradbremse und dessen
anderes Ende über eine Feder und ein weiteres Zugorgan mit einem schwenkbaren Betätigungshebel
für die Vorderradbremse verbunden ist, wobei der Bremshebel so mit der dritten Umlenkrolle
gekoppelt ist, daß er bei deren Horizontalbewegung verschwenkt wird und durch die
Feder in seine Ruhelage gezwungen wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher beschrieben. Es zeigt: Figur 1 eine
Seitenansicht des Fahrzeuges der Erfindung; Figur 2 eine Draufsicht von oben auf
das Fahrzeug der Figur 1; und Figur 3 eine Ansicht von hinten auf das Fahrzeug der
Figuren 1 und 2.
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Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche
Teile.
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In den Figuren ist die Erfindung anhand eines zweirädrigen Fahrrades
dargestellt.
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Das Fahrrad besitzt einen Doppelrohrrahmen, der in seiner Seitenansicht
dem Rahmen eines herkömmlichen Fahrrades
in vielfacher Hinsicht
entspricht, wobei jedoch die meisten Rahmenteile doppelt ausgeführt sind. Ein doppelt
ausgeführter oberer Querträger 42 verläuft im wesentlichen horizontal und ist an
seinen beiden Enden jeweils mit doppelt ausgelegten vorderen bzw. hinteren Streben
43 bzw. 45 verbunden, die in spitzem Winkel aufeinander zu verlaufen und an ihrem
unteren Ende über eine doppelt ausgelegte horizontale Strebe 44 miteinander verbunden
sind.
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Die Strebe 44 verläuft parallel zu einer weiteren Doppelrohrstrebe
44',die zur Hinterradnabe verläuft. Das andere Ende der Strebe 44' verläuft über
eine schräg nach oben ansteigende als Doppel rohr ausgelegte Strebe 46 zu einem
Gabelrohr 47, in welchem eine herkömmliche Vorderradgabel 48 geführt ist. Das Gabelrohr
47 verläuft unter einer Neigung zur vertikalen zwischen dem einen Ende der Strebe
46 und dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen der Strebe 43 und dem Querträger
42. Von dem hinteren Ende des Querträgers 42 verläuft unter einem spitzen Winkel
zur Vertikalen beidseitig jeweils eine weitere Strebe 51, die am hinteren Radlager
endet. Eine Gepäckträgerstrebe 52 verläuft von dem hinteren Radlager zu einem Gepäckträger
26, dessen vorderes Ende mit dem Querträger 42 verbunden ist In Fahrtrichtung vor
dem Gabelrohr 47 ist eine Trag- und Stützkonstruktion für die Pedalhebel 4 angebracht,
die wie folgt aufgebaut ist: die vordere, als Doppelrohr ausgebildete Strebe 43
ist über das Gabelrohr 47 hinaus geradlinig verlängert, wobei zwischen den beiden
Enden dieses Doppelrohres zwei Umlenkrollen 10 gehalten sind. Von dort verläuft
- ebenfalls als Doppelrohr - ein Rahmenteil 62 schräg nach vorne und unten, wobei
am Ende des Rahmenteiles 62 drei weitere Rahmenteile 60, 61 und 63 befestigt sind.
Das Rahmenteil 61 verläuft hierbei von dem oberen Ende des Gabelrohres 47 zum Ende
des Rahmenteils 62. Das Rahmenteil 60 verläuft vom Ende des Rahmenteiles 62 zum
unteren Ende des Gabelrohres 47 und mündet
in die Strebe 46. Das
Rahmenteil 63 verläuft schräg nach oben und nach vorne und trägt gemeinsam mit einem
Rahmenteil 24 Pedalhebellager 64. Das Rahmenteil 24 verläuft von dem gemeinsamen
Verbindungspunkt zwischen dem Rahmenteil 62 und der Verlängerung der Strebe 43 zu
dem Pedalhebellager 64 im wesentlichen horizontal-bzw. unter einem spitzen Winkel
zur Horizontalen.
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Alle erwähnten Rahmenteile bzw. Träger und Streben sind, mit Ausnahme
des Gabelrohres 47, als parallel zueinander verlaufende Doppelrohre ausgelegt, die
zumindest an ihren Endpunkten und ggf. auch noch dazwischen durch Querverbindungsstücke
miteinander verbunden sind.
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Wie insbesondere aus Figur 1 zu erkennen sind an den Pedalhebellagern
64 nach unten verlaufende,- kreisbogenförmig gekrümmte Pedalhebel 4 schwenkbar befestigt.
An den unteren Enden der Pedalhebel sind jeweils horizontal nach außen weisende
Pedale 6 angebracht, die in herkömmlicher Weise drehbar gelagert sind.
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Die Krümmung der Pedalhebel 4 ist derart, daß sie im wesentlichen
einer Kreisbogenlinie folgen, wobei der Mittelpunkt dieses Kreises in etwa auf dem
Außenumfang der Umlenkrollen 10 liegt. Hierdurch wird erreicht, daß ein von der
Umlenkrolle 10 zu dem Pedalhebel verlaufendes Zugorgan 8, das beispielsweise ein
Drahtseil oder ein Stahlband sein kann, unabhängig von dem jeweiligen Verbindungspunkt
seines Endes an dem Pedalhebel 4 in Ruhestellung der Pedalhebel stets konstante
Länge hat. Dieses Zugorgan 8 ist über eine Zugklemme 5, auf die weiter unten eingegangen
wird, an dem zugeordneten Pedalhebel 4 befestigt. Von dort verläuft es über die
Umlenkrolle 10 durch eine der Streben 43 hindurch auf eine Freilauftrommel 8, die
auf einer horizontalen Achse befestigt ist, welche zwischen den Querträgern 44 verläuft.
Das Zugorgan ist ein- oder mehrfach um die Freilauf trommel 9 gewickelt
und
läuft von dort weiter nach hinten zu einer im wesentlichen horizontal liegenden
Umlenkrolle 11 und von dort zurück auf eine zweite Freilauftrommel 9', die coaxial
zu der ersten Freilauf trommel 9 liegt. Von dort verläuft das Zugorgan durch die
andere Strebe 43 hindurch zu einer anderen Umlenkrolle, die coaxial neben der erwähnten
Umlenkrolle 10 liegt. Von dort verläuft das Zugorgan zu dem anderen Pedalhebel,
wo es in gleicher Weise über eine Zugklemme befestigt ist.
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Coaxial zu den beiden Freilauftrommeln 9 und 9' liegt ein Antriebszahnkranz
12, der fest auf der gemeinsamen Achse der beiden Freilauftrommeln befestigt ist.
Dieser Antriebe zahnkranz 12 ist über eine herkömmliche Kette 53 mit einem herkömmlichen
Zahnkranz 13 an der Hinterachse des Hinterrades 41 verbunden.
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Zwischen den beiden Querträgerrohren 42 ist ein Sitz 58 mit Rückenlehne
59 in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar befestigt. Im einzelnen hat dieser Sitz
einen Träger 56, der über eine Klemmschraube 59 an dem Querträger 42 in jeder beliebigen
Stellung arretiert werden kann. Der Träger 56 ist über ein Gelenk mit horizontal
liegender Schwenkachse 57 mit einer Sitzfläche 58 des Sitzes 27 verbunden, wobei
das hintere Ende der Sitzfläche eine Rückenlehne 59 hält.
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Die Wirkungsweise des bisher beschriebenen Antriebes ist wie folgt:
der Fahrer sitzt auf der Sitzfläche und stützt sein Becken nach hinten gegen die
Rückenlehne 59 ab. Seine beiden Füße ruhen jeweils auf einem der Pedale 6. Wird
nun das eine Pedal nach vorne durchgetreten, so schwenkt der entsprechende Pedalhebel
4 um die Schwenkachse 64, wodurch eine Zugkraft auf das Zugorgan 8 ausgeübt wird.
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Diese Zugkraft wird über die Umlenkrolle 10 auf eine der Freilauftrommeln
9 bzw. 9' übertragen, welche sich in Antriebsrichtung dreht (in Figur 1 im Uhrzeigersinn)
und
hierbei den Antriebszahnkranz 12 dreht, der wiederum seine
Bewegung über die Kette 53 auf den Zahnkranz 13 überträgt. Gleichzeitig mit dieser
Bewegung wird die von dem einen Fuß ausgeübte Zugkraft über die Umlenkrolle 11 auf
die andere Hälfte des Zugorganes übertragen, wodurch die gegenüberliegende Freilauftrommel
in Freilaufrichtung gedreht wird und den ihr zugeordneten Teil des Zugorganes 8
und damit den anderen Pedalhebel nach hinten zieht. Es ist somit zu erkennen, daß
die beiden Pedalhebel 4 gegensinnig verschwenkt werden, d. h. wenn der eine Pedalhebel
nach vorne gedrückt wird, so wird der andere Pedalhebel nach hinten gezogen. Ist
der eine Pedalhebel in seiner vordersten Stellung, so ist der andere Pedalhebel
in seiner hintersten Stellung, so daß nunmehr auf diesen eine Druckkraft ausgeübt
werden kann.
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Aus Figur 1 ist zu erkennen, daß die relative Lage zwischen Sitz und
den Pedalen so ist, daß die Kniehebelwirkung zwischen Oberschenkel, Kniegelenk und
Unterschenkel optimal ausgenützt werden kann, daXdie wesentliche Kraftkomponente
auf die Pedale 6 nicht durch das Körpergewicht des Fahrers sondern durch die Abstützung-des
Beckens des Fahrers an der Rückenlehne 59 in Verbindung mit der Muskelkraft aufgebracht
wird. Da aufgrund der Kniehebelwirkung die auf das Pedal 6 aufgebrachte-Kraft um
so größer ist, je weiter das Kniegelenk durchgedrückt ist, ergibt sich gerade kurz
vor der durchgetretenen Endstellung der Pedalhebel ein ungeheurer Kraftzuwachs.
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Aufgrund der Freilauf trommeln 9 und 9' muß auch nicht jeweils der
volle mögliche Pedalhebelschwenkweg durchfahren werden. Vielmehr kann der Fahrer
a-uch abwechselnd kürzere Teilbereiche des möglichen Pedalschwenkwegs aus- -nutzen.
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Zur optimalen Einstellung der einzelnen vom Fahrer zu bedienenden
Aggregate ist die bei herkömmlichen Fahrrä-
dern üblicherweise
starr in dem Gabelrohr 47 geführte Lenkstange hier schwenkbar ausgebildet. Im einzelnen
ist das obere Ende der Gabel über ein Schwenkgelenk mit einem nach hinten gekrümmten
Verbindungsstück 49 verbunden, das an seinem oberen Ende über ein weiteres Schwenkgelenk
mit einer hohlen Lenkstange 50 verbunden ist, welche einen Lenker 1 trägt. Dieser
Lenker 1 ist am oberen Ende der Lenkstange 50 so befestigt, daß er um seine eigene
Achse drehbar ist. Etwa in der Mitte des Lenkers ist eine Rolle 2 befestigt, an
der die Enden von insgesamt 4 Bowdenzügen 25 befestigt sind. Diese Bowdenzüge verlaufen
durch die Lenkstange 50 hindurch und über ein flexibles Rohr 22 zu einer Bowdenzugführung
23, die im wesentlichen parallel zu dem Pedalhebelausleger 24 verläuft. Innerhalb
der Bowdenzugführung 24 sind Zugfedern angeordnet, die zwischen einzelne Teile der
Bowdene züge geschaltet sind. Von dort verlaufen die Bowdenüge paan¢eise zu den
oberen Enden der Pedalhebel 4 und dann längs deren Kontur bis zu den jeweiligen
Zugklemmen 5.
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Von dort verlaufen sie zu einer am unteren Ende des jeweiligen Pedalhebels
4 angeordneten Umlenkrolle 7, an der die jeweiligen Bowdenzugpaare miteinander verbunden
sind.
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Je ein Bowdenzugpaar ist an der Rolle 2 so angebracht, daß eine Verlängerung
des einen Bowdenzuges eine entsprechende Verkürzung des anderen Bowdenzuges zur
Folge hat Bei Drehung des Lenkers werden eden somit die einzelnen Bowdenzüge entsprechend
verkürzt bzw. verlängert, so daß ç je nach Drehrichtung des Lenkers - die Zugklemmen
5 längs des Pedalhebels 4 nach oben oder unten verschoben wird Dies hat zur Folge,
daß der Kraftangriffspunkt des Zugorganes 8 an dem jeweiligen Pedalhebel 4 verschoben
wird, wodurch auch der wirksame Hebelarm des Pedalhebels verändert wird. Die erwähnten
Federn in den Bowdenzügen 25, die innerhalb der Bowdenzugführungen 23 angeordnet
sind, dienen dazu, ein Verschieben der einzelnen Zugklemmen 5 und damit ein "Schalten"
dann zu ermöglichen, wenn der entsprechende Pedalhebel 4 entlastet
ist.
In diesem Moment wird nämlich die jeweilige Zugklemme 5 freigegeben, so daß sie
verschiebbar ist, was dann durch die jeweils entsprechend vorgespannte Feder in
den Bowdenzügen erfolgt. Der Fahrer kann durch Drehen des Lenkers somit zu jedem
beliebigen Zeitpunkt eine Verschiebung der Zugklemmen vorwählen, wobei die Ausführung
erst dann erfolgt, wenn der entsprechende Pedalhebel entlastet ist. Dies erfolgt
bei normaler Fahrt, bei der stets einer der beiden Pedalhebel belastet ist, jeweils
zu verschiedenen Zeitpunkten. Da die Pedalhebel 4 kreisförmig gebogen sind, ändert
sich durch den "Schaltvorgang" die benötigte Länge des Zugorganes nicht, so daß
es ohne störenden Einfluß auf den Gesamtantrieb ist, wenn die beiden Zugklemmen
5 während eines Tretzyklusses nicht exakt an den identischen Stellen längs der Pedalhebel
4 liegen.
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Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die
Pedalhebel nicht nur für den Antrieb des Fahrzeugs dienen, sondern auch für eine
Betätigung mindestens einer Bremse, so daß eine "Fußbremse" vorgesehen ist, mit
der die erforderlichen Bremskräfte mühelos aufgebracht werden können. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel besitzt das Fahrzeug an den Vorder- und Hinterrädern.40--und
41 jeweils eine Felgenbremse 17 bzw. 18, bei der - wie allgemein bekannt - zwei
Bremsbacken in Reibeingriff mit der zugeordneten Felge gebracht werden können. Da
der Aufbau derartiger Bremsen allgemein bekannt ist, braucht hierauf nicht näher
eingegangen zu werden. Wichtig ist in diesem Zusammenhang bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel lediglich, daß die beiden Bremsen 17 und 18 jeweils ein Zugorgan
71 bzw.
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68 aufweisen, wobei die Bremse dann angelegt wird, wenn auf das Zugorgan
eine Zugkraft ausgeübt wird. Der Aufbau der Bremsbetätigungseinrichtung ist wie
folgt: die Umlenkrolle 11 für das Zugorgan 8 des Antriebes ist in horizontaler Richtung
längs des unteren Querträgers 44 verschiebbar gelagert und über eine Feder 14 in
ihre
hinterste Ruhelage vorgespannt. Sobald nun auf beide Enden
des Zugorganes 8 gleichzeitig eine Zugkraft auf gebracht wird, wird diese Zugkraft
über die beiden Freilauftrommeln 9 und 9 auf die Umlenkrolle 11 übertragen, wodurch
diese nach vorne gegen die Kraft der Feder 14 gezogen wird. Dies ist am besten aus
Figur 2 zu erkennen.
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Im Bereich zwischen den unteren Querträgern 44' ist über einen dort
befestigten Träger 66 ein Bremshebel 67 angebracht, der etwa in seiner Mitte schwenkbar
an dem Träger 66 befestigt ist. Das obere Ende des Bremshebels 67 ist mit dem Zugorgan
68 für die Hinterradbremse 18 über ein Schwenklager -verbunden. Das untere Ende
des Bremshebels 67 ist mit einem Kolben 65 einer Druckfederanordnung 14 schwenkbar
befestigt. Das andere Ende der Druckfederanordnung,' d.h. ein Ende ihres Gehäuses
ist im vorderen Bereich der unteren Querträger 44 mit dem Rahmen befestigt.
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Die Feder ist hierbei so vorgespannt, daß sie den Kolben 65 in das
Federgehäuse hineindrückt, wodurch in der Darstellung der Figur 1 der Bremshebel
67 nach links,d.h.
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gegen den Uhrzeigersinn verdreht wird. Hierbei sind beide Bremsen
gelöst.
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Die Feder verläuft, wie in Figur 1 deutlich zu erkennen, unter einem
spitzen Winkel zur Horizontalen und ist im wesentlichen mit der vorderen unteren
Strebe 46 ausgefluchtet. An dem nach vorne weisenden Ende des Kolbens 65 ist ein
Zugseil 16 befestigt, das im Inneren der Strebe 46 geführt ist und an seinem anderen
Ende an einem Betätigungshebel 70 für die Vorderradbremse befestigt'ist.
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Dieser Betät-igungshebel 70 hat eine im wesentlichen L-förmige Gestalt
und ist an einem Träger 69 an der Verbindungsstelle seiner beiden Schenkel schwenkbar
befestigt.
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An dem anderen Schenkel ist das Zugorgan 71 für die Vorderradbremse
befestigt. Sobald nun auf den Bremszug 16 eine Zugkraft ausgeübt wird, wird der
Betätigungshebel 70 gegen den Uhrzeigersinn verdreht, wodurch die Zugkraft
auf
das Zugorgan 71 übertragen wird und die Vorderradbremse betätigt wird.
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Die Umlenkrolle 11 ist nun in geeigneter Weise so mit dem Bremshebel
67 und/oder der Feder 14 bzw. deren Kolben 65 verbunden, daß bei horizontaler Verschiebung
der Umlenkrolle 11 nach vorne in Figur 1 der Bremshebel 67 im Uhrzeigersinn verschwenkt
wird und die Feder gespannt wird.
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Nach einer einfachen konstruktiven Variante ist hierzu das im wesentlichen
vertikal stehende Lager der Umlenkrolle 10 über ein Zugorgan mit dem oberen Ende
des Bremshebels 67 verbunden. Da im Normalzustand die Feder den Federkolben 65 in
das Gehäuse der Kolbenfederanordnung hineindrückt und damit den Bremshebel 67 gegen
den Uhrzeigersinn vorspannt, wird dann gleichzeitig die Umlenkrolle 11 in ihre hintere
Grenzlage gezogen. Wird nun durch gleichzeitige Betätigung der beiden Pedalhebel
4 eine gleichsinnige Kraft auf beide Enden des Zugorganes 8 ausgeübt, so wird die
Umlenkrolle 11 gegen die Kraft der Feder 14 nach vorne gezogen, wodurch der Bremshebel
67 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird und hierdurch das Zugorgan 68 für die Hinterradbremse
nach vorne zieht und gleichzeitig den Federkolben 65 und damit das Zugorgan 16 für
die Vorderradbremse 17 nach hinten zieht. Hierdurch werden dann beide Bremsen gleichzeitig
betätigt.
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Beim Loslassen mindestens eines Pedalhebels 4 wird die Umlenkrolle
11 wieder nach hinten gezogen, wodurch der Bremshebel 67 gegen den Uhrzeigersinn
zurückverschwenkt wird, was ein Lösen beider Bremsen zur Folge hat.
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Es sind auch andere konstruktive Varianten denkbar, bei denen in einem
der Zugorgane 68 bzw. 16 eine Feder zwischengeschaltet ist, wodurch eine Bremskraf-taufteilung
zwischen Vorder- und Hinterradbremse möglich ist.
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Zusätzlich kann auch eine Handbetätigung beider Bremsen oder einer
der Bremsen vorgesehen sein. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
kann die Vorderradbremse 17 von Hand betätigt werden. Hierzu ist in üblicher Weise
ein am Lenker angebrachter Handbremshebel 20 vorgesehen, der über einen Bowdenzug
19 auf das Zugorgan 71 bzw. den Betätigungshebel 70 wirkt.
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Weiterhin kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
vorgesehen sein, daß die Vorderradbremse in Abhängigkeit von dem Lenkeinschlag des
Vorderrades in gewissem Umfange entlastet wird. Hierzu ist an der Gabel ein Nockensteuerglied
72 vorgesehen, das bei einem Lenkeinschlag auf dem einen Schenkel des Betätigungshebels
70 für die Vorderradbremse 17 im Sinne eines Lösens der Bremse bzw. einer Reduzierung
der Bremskraft aufgebracht ist.
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Hierdurch werden gefährliche Schleuderzustände beim Bremsen während
einer Kurvenfahrt vermieden.
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Ansonsten weist das in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Fahrzeug
die bei einem Fahrrad üblichen Teile bzw. Aggregate auf, wie z.B. Schutzbleche 54
und 55, einen Dynamo 34, eine Lampe 33, einen Rückstrahler 32 sowie eine Klingel
21 und eine Kettenverkleidung 30.
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Zusammenfassend ist zu erkennen, daß bei dem Fahrzeug der Erfindung
eine hervorragende Ausnutzung der Muskelkraft des Fahrers möglich ist, wobei die
Nachteile herkömmlicher Tretkurbelantriebe vermieden werden. Durch die veränderte
Sitzposition des Fahrers im Zusammenhang mit der relativen Lage des Sattels 27 zu
den Pedalen 6 wird auch eine physiologisch günstigere Körperbelastung erzielt, was
insbesondere durch die Hochlage der Beine erfolgt. Hierdurch wird der Blutkreislauf
entlastet, was eine längere Ausdauer des Fahrers zur Folge haben wird. Auch gestattet
die Sattelkonstruktion eine natürliche Sitzhaltung des Oberkörpers, der sich zur
Unterstützung der Kniehebelwirkung auf das Pedal gegen die Sattellehne abstützt.
Zum bequemeren Sitzen ist der Sattel noch mit einer stoßdämpfenden Gummifeder 28
versehen.
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Durch den bei der Erfindung verwendeten Antrieb wird auch ein problemloses
und stufenloses "Schalten" ermöglicht, wodurch sich die Geschwindigkeit des Fahrens
der zur Verfügung stehenden Kraft des Fahrers in jeder Situation anpassen läßt,
was bei Bergfahrtn und Fahrten gegen den Wind oder mit Last von großem Vorteil ist.
Für die "Schaltung" werden keine mitlaufenden Teile in der Hinterradnabe oder an
dem Kettenantrieb benötigt, wodurch Reibungskräfte verringert werden und der Leichtlauf
des Fahrzeuges verbessert wird. Das Schalten oder besser gesagt die Veränderung
der Hebelkraft kann sowohl im Leerlauf als auch unter Fahren mit Last geschehen,
da automatisch nur an dem entlasteten Pedalhebel eine Veränderung des Hebelarmes
durchgeführt wird. Das zwangsweise Zurücknehmen der Kraftzufuhr während des Schaltvorganges,
wie es bei herkömmlichen Nabenschaltungen erforderlich ist, entfällt also und kann
bei Berg- oder Lastfahrten sowie auch brei Rennen keine Unterbrechung der Antriebskraft
zur Folge haben.
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Durch die Doppelrahmenkonstruktion und den vorderen Ausleger wird
eine größere Ablagefläche für Lasten ermöglicht, wobei in dem Raum 31 unter dem
Sitz ebenfalls Lasten aufgenommen werden können oder der erwähnte Hilfsantrieb.
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Auch ist es ohne weiteres möglich, einen zweiten Sattelauf der hinteren
Rahmenfläche und einen Kindersattel auf dem Pedalhebelausleger 24 anzubringen. Die
Beine des Beifahrers auf dem Rücksitz ruhen dabei auf nicht dargestellten Fußrasten,
welche an den Positionen der Achse für die Freilaufzugtrommel 9 befestigt werden.
Auch können, wie oben erwähnt, zum Schutz gegen Witterungseinflüsse Abschirmungen
vorgesehen sein. Durch die Hochlage der Beine aus der Spritzzone der Straße heraus
werden jedoch auch ohne zusätzliche Schutzeinrichtungen wesentliche Vorteile erzielt.
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Weiterhin kann sehr einfach ein Hilfsmotor aufgrund der besonderen
Konstruktion des Rahmens wie der-Anordnung der Bedienungselemente angebracht werden.
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In einfachster Form kann der Hilfsmotor unter dem Rahmen angebracht
werden und mittels einer Reibrolle das Hinterrad treiben. Durch Verwendung eines
Elektromotors und entsprechender Batterien, welche beispielsweise im Rahmen unter
der Sitzfläche installiert werden können, wird das Fahrzeug besonders für Berg-
und Talfahrten geeignet.
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Die Bremsenergie, die bei herkömmlichen Bremsanlagen, besonders während
längerer Tal fahrten nur ungenügend absorbiert wird und insbesondere bei Nabenbremsen
zum gefährlichen Erhitzen und zum Ausfall der Bremsen führen kann, wird hierbei
zum Aufladen der Batterien verwendet und somit zur Energierückgewinnung. Bei Verwendung
eines Elektroantriebes kann der Dynamo 34 für die herkömmliche Beleuchtung entfallen
und, da größere Kraftreserven vorhanden sind-, kann eine stärkere Beleuchtung installiert
werden.
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Der Elektroantrieb, bei welchem die Batterien durch Netzanschluß wieder
geladen werden können, verleiht diesem Fahrzeug die Eigenschaften eines umweltfreundlichen,
energiesparenden Gefährts. Selbstverständlich kann dieses Fahrzeug auch mehrrädrig
aufgebaut werden und zum Transport mehrerer Personen verwendet werden, da durch
die hervorragende Ausnutzung der Muskelkraft auch größere Lasten bewegt werden können.
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Sämtliche in den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen
dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in beliebiger
Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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