DE3314612A1 - Antriebsvorrichtung fuer durch menschliche muskelkraft angetriebene fahrzeuge - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für durch
• menschliche Muskelkraft angetriebene Fahrzeuge mit einem Rahmen und einem darin montierten angetriebenen Rad. Insbesondere, wenn auch nicht ausschlieblich, betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung für Fahrzeuge wie beispielsweise pedalbetätigte Zweiräder, Dreiräder, Gymnastikräder, Behindertenfahrzeuge oder dergleichen.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine neue und einfache Antriebsvorrichtung für derartige Fahrzeuge zu schafen.
• Gekennzeichnet ist eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch, daß zwei rückwärts freilaufende Nutrollen konzentrisch an beiden Seiten des angetriebenen Rades befestigt sind, am Rahmen eine gerillte Umlenkrolle montiert ist und um diese Umlenkrolle sowie teilweise uni die beiden Nutrollen ein einziges Antriebsseil (oder iroadein anderes biegsames Element) herumgeschlungen ist, dessen beide Enden mit zwei langgestreckten Pendelpedalen verbunden sind, welche länger sind als ein menschlicher Fuß.
• Bei einer derartigen Ausbildung ergibt ein abwechselndes Herunterdrücken der beiden Pedale eine hin und hergehende Bewegung des Antriebsseiles, und die beiden Nutrollen, um welche das Seil herumgeschlungen ist, werden dadurch hin und her schwingend in Bewegung gesetzt, und zwar in entgegengesetzten Richtungen zueinander.
• Infolge des Freilaufcharakters der beiden Nutrollen wird dem angetriebenen Rad eine in einer Richtung verlaufende Drehbewegung erteilt, wobei die Umlaufgeschwindigkeit des Rades durch die Hublänge des Antriebsseiles und durch die Frequenz der einander abwechselnden Hübe bestimmt wird.
• Die beiden Pedale bilden Hebel, welche in verschiedenen Winkeln schwingen, wenn sie gleichmäßig in verschiedenen Abständen von Schwenkpunkt des Hebels niedergedrückt werden. Da der Winkel, in welchem die Pedale schwingen, die =X4ublänge des Antriebsseiles bestimmt, werden bei gleichen Betätigunsfrequenzen demgemäß den. angetriebenen Rad unterschiedliche Drehzahlen oder Umlaufgeschwindigkeiten erteilt.
• Mit anderen Worten, es gibt die Möglichkeit, unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten lediglich durch Veränderung der Stelle zu erreichen, an welcher der Fuß des Fahrers das Pedal niederdrückt, ohne daß die Länge der Fußbewegung und die Frequenzen verändert zu werden brauchen.
• Es ist klar, daß größere Geschwindigkeiten unter den gleichen Umständen nehr Krafteinsatz erfordern und umgekehrt. Infolgedessen können je nach Leistungsfähigkeit und Wahl des Fahrers gewünschte Geschwindigkeiten und entsprechende Leistungs- oder Kraftanforderungen reguliert werden.
• Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Nutrollen einander gegenüber an beiden Seiten des Hinterrades eines Zweirades montiert, während die gerillte Umlenkim hinteren Bereich des Rahmens und die Schwenkpunkte der beiden Betätigungspedale, d.h. die Drehpunkte der Hebel, im vorderen Bereich des Rahmens angeordnet sind.
• Das Antriebsseil wird um die Umlenkrolle herumgeschlungen, dann zu den beiden Nutrollen geführt, um welche das Seil auf jeder Rolle in entgegengesetzter Richtung, d.h. einmal im Uhrzeigersinn und beim anderen entgegen dem Uhrzeigersinn, herumgewunden wird, woraufhin die beiden Enden des Seiles an die beiden freien Enden der Pedale angehängt werden.
• Wenn die beiden Pedale abwechselnd niedergedrückt werden, wird die hin und hergehende Bewegung des Antriebsseiles durch Reibungskräfte an die beiden Nutrollen übertragen, welche sich daher hin und herschwingend in entgegengesetzter Richtung zueinander drehen.
• Infolge des Freilauf charakters der beiden Nutrollen wird am Hinterrad eine in einer Richtung wirkende Drehbewegung erzielt, welche das Fahrrad vorwärts treibt.
• Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist ein Bremssystem vorgesehen, welches durch gleichzeitiges Niederdrücken beider Pedale betätigbar ist. Die Bremswirkung wird über die Umlenkrolle erreicht, welche an einem Schwenkarm befestigt ist, welcher gegen einen einstellbaren Anschlag durch eine Feder beaufschlagt ist und mit Bremsklötzen herkömmlicher Ausbildung in Verbindung steht, welche auf die Radfelge einwirken. en beide Pedale niedergedrückt werden, zieht das Antriebsseil die Umlenkrolle nach unten und läßt den Jchwenkarm entgegen der Kraft der Feder herumschwenken und infolgedessen die Bremseinrichtung betätigen.
• Dabei wird davon ausgegangen, daß das Ausstrecken beider Beine.
• mit der natürlichen Reaktion des Fahrers auf eine plötzliche Gefahr übereinstimmt. Dadurch werden Reflexe des menschlichen Körpers ausgenutzt, um Notbremsungen durchzuführen, wodurch der Sicherheitsfaktor beim Fahren eines derartigen Fahrrades erhöht wird.
• Zweckmäßigerweise ist für die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung auch eine Spannvorrichtung vorgesehen, durch welche eine zwangsläufige und konstante Spannung des Antriebsseiles erzielbar ist. Diese Spannung ist erforderlich, um ein gelegentliches Schlappwerden des Antriebsseiles infolge von Änderungen der Kippbewegungen und dadurch sein Herabrutschen von den Nutrollen zu verhindern. Eine konstante Spannung ist auch erforderlich, um ausreichende Reibungskräfte zwischen den beiden Nutrollen und den: Antriebsseil zu gewährleisten.
• Ohne eine Spannorrichtung wurde die Spannung des Antriebsseiles nur teilweise durch das Eigengewicht der beiden Pedal und die Betätigungsk.äfte erhalten.
• Erfindungsgemäß ist eie Spannvorrichtung für das Antriebsseil dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem la-ngennäßig einstelibaren, um eine Spannrolle heruLilaufenden und an jeden' Ende nit einem der beiden Pedale verbundenen getrennten Spannseil (oder einem anderen biegsamen Element) besteht. Das Spannseil bildet zusammen mit dem Antriebsseil einen geschlossenen Kreis und ist längenmäßig einstellbar, wobei dieses Spannseil die Festlegung oder Bestimmung des Umfanges dieses geschlossenen Kreises erlaubt und dadurch die gewünscht Spannung im Antriebsseil erzeugt.
• Vorstehende und weitere Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigt Fig.I eine schematische Seitenansicht eines Zweirades mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung; Fig.2 eine schematische Seitenansicht; und Fig.) eine Vorderansicht nur der Antriebsvorrichtung.
• Wie Fig.l zeigt, besitzt ein mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung versehenes Zweirad grundlegend einen Rahmen 12 ein Vorderrad 2 und ein Hinterrad 3, eine Lenkstange 4, einen verstellbaren Sattel , zwei langgestreckte Pedale 6, welche um einen Schwenkzapfen 7 verschwenkbar sind, welcher seinerseits im Rahmen 1 befestigt ist, sowie zwei Nutrollen 8 welche eine Rückwärts-Freilaufeinrichtung herkömmlicher Art enthalten und konzentrisch an beiden Seiten des Hinterrades 5 montiert sind und fest mit demselben verbunden sind. Außerdem ist ein Antriebsseil 9 vorgesehen, eine gerillte Umlenkrolle 10, welche an einem Schwenkarm 11 sitzt, während eine Spannfeder 12 am Arm 11 und am Rahmen 1 befestigt ist, und ein einstellbarer Anschlag 13, welcher die Schwenkbewegung des Armes 11 entgegen dem Zug der Feder 12 begrenzt. Ferner ist eine herkömmliche Breniseinrichtung 14 am Rahmen 1 montiert und mit dem Schwenkarm 11 verbunden, und es ist eine Spannrolle 15 am Rahmen 1 angebracht und mit den Pedalen 6 ein Spannseil 16 verbunden, welches um die Spannrolle 15 herumläuft.
• Die vorbeschriebenen Ballteile 1 bis i und ll ind nicht Teil der Erfindung und können in irgendeiner herköni-iiichen Ausbildung und Bauweise vorgesehen werden.
• Wie die Figuren 2 und 5 zeigen, ist das Antriebsseil 9 über die Umlenkrolle 10 zu den beiden Nutrollen U geführt, um welche das Seil herumgewunden ist und von denen aus es zu den beiden freien Enden der Pedale 6 führt. Das Spannseil 16 läuft um die Spannrolle 15 herum und ist mit seinen beiden Enden in 16' mit jedem der Pedale 6 verbunden.
• Die Antriebsvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Pedale 6 werden abwechselnd niedergedrückt und das Antriebsseil 9 wird infolgedessen durch die Pedale hin und hergezogen. Diese Bewegung wird durch Reibkräfte an die beiden Nutrollen @ übertragen, welche sich daher in entgegengesetzten Richtungen zueinander schwingend drehen. Die Nutrollen 8, welche rückwärts frei laufen, erteilen dem Hinterrad 3 eine in einer Richtung, und zwar entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufende Drehung, wodurch das Fahrzeug vorwärts fährt.
• Ein Niedertreten der Pedale 6 in verschiedenen Abständen vom Schwenkzapfen 7 unter Einhaltung der Fußhübe ergibt unterschiedliche Schwenkwinkel der Pedale.
• Naturgemäß bestimmen diese verschiedenen Schwenkwinkel die Hublänge des Antriebsseiles 9 und infolgedessen die Drehgeschwindigkeit des Hinterrades 3.
• Dieses Merkmal ermöglicht die Steuerung der Geschwindigkeit und der Kraftanforderungen entsprechend der Leistungsfähigkeit und dem Wunsch des Fahrers.
• Durch gleichzeitiges Heruntertreten beider Pedale wird das Antriebsseil 9 zentral heruntergezogen und wirkt auf die Umlenkrolle 10, wodurch der Schwenkarm 11 entgegen dem Zug der Feder 12 herumschwenkt und die Bremseinrichtung betätigt.
• Das Spannseil 16 läuft um die Spannrolle 15 herum, während seine beiden Enden jeweils mit einem Pedal verbunden sind und der Auf- und Abwärtsbewegung der Pedale 6 folgen.
• Durch Einstellung der Länge des Spannseiles 16 kann ihm eine Spannung erteilt werden, welche durch die Pedale an das Antriebsseil 9 übertragen wird. Infolgedessen wird eine freie Schwankung der Pedale 6 und ein Lockerwerden oder Schlappwerden des Antriebsseiles 9 verhindert.
• Während die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung vorstehend anhand-der beiliegenden Zeichnungen in ihrer Anwendung für ein Fahrrad für einen einigen Fanrer beschrieben wurde, läßt sich das Erfindungsprinzip naturgemäß auch f&r ein Tandemfahrrad anwenden, in welchem Fall die beiden Pedale, welche lang genug sind, um ohne weiteres von beiden Fahrern getreten zu werden, welche hintereinander sitzen, jeweils an zwei Hebeln sitzen würden, welche an den beiden Enden eines jeden Pedals angelenkt sind und ein Parallelogramm danit bilden.
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Claims (4)

1. Antriebsvorrichtung für durch menschliche ìluskelkraCt angetriebene Fahrzeuge.

   Patentansprüche: (½ Antriebsvorrichtung für durch menschliche Muskelkraft angetriebene Fahrzeuge mit einem Rahmen und einem darin montierten angetriebenen Rad, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwei rückwärts frei laufende Nutrollen (t) konzentrisch an beiden Seiten des angetriebenen Rades (3) befestigt sind, am Rahmen (1) eine gerillte Umlenkrolle (10) montiert ist und um diese Umlenkrolle sowie teilweise uni die beiden Nutrollen ein einziges Antriebsseil (9) (oder irgendein anderes biegsames Element) herumgeschlungen ist, dessen beide Enden mit zwei langgestreckten Pendelpedalen (6) verbunden sind, welche länger sind als ein menschlicher Fuß.
2. 2. Antriebsvorrichturlg nach Anspruen 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch gleichzeitiges Niederdrücken beider Pedale (6) betätigbares Bremssystem vorgesehen ist, zu weichem Zweck die Umlenkrolle (10) an einem durch eine Feder (12) beaufschlagten Schwenkarm (11) befestigt ist, welcher mit einer Bremseinrichtung (14) verbunden ist.
3. 5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Antriebsseil (9) eine Spannvorrichtung vorgesehen ist, welche aus einem längenmäßig einstellbaren, um eine Spannrolle (15) herumlaufenden und an jedem Ende mit einem der beiden Pedale (6) verbundenen Spannseil (16) besteht.
4. 4. Durch Muskelkraft angetriebene Fahrzeuge, dadurch xekennzeichnet, daß sie eie Antriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweisen.