DE3737294A1

DE3737294A1 - Hand and foot lever drive with supporting measures for vehicles, in particular bicycles

Info

Publication number: DE3737294A1
Application number: DE19873737294
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1987-11-04
Publication date: 1989-05-18

Abstract

Hand and foot lever drive with supporting measures for vehicles, in particular bicycles. In the present invention, the maxims established at the beginning were duly taken into account, in particular the hand drive was also employed in a simple manner by insertion of two connection rods for driving the vehicle. In order to achieve highest performances, for whatever purpose, it is necessary to utilise even the smallest effect, so that even supposed relatively small hindrances were eliminated in a suitable manner.

Description

Es gibt zahlreiche Versuche, die menschliche Muskelkraft für die Fortbewegung noch mehr auszunützen als es durch den Kurbelbetrieb des heutigen Fahrrades geschieht, etwa durch Heranziehung der Hände und Arme, oder gar des Rückens. Dabei werden hauptsächlich 3 Punkte übersehen, die den gewünschten Erfolg mindern:There are numerous attempts to use human muscle strength for that To use locomotion even more than it does through crank operation of today's bike happens, for example, by using the Hands and arms, or even the back. This will be mainly Overlook 3 points that reduce the desired success:

1. Are the additional facilities to the mostly rotating cure Operation too complex and therefore too heavy and have too large Friction losses.
2. Is the direction of force movement of the auxiliary drive ergonomic usually unfavorable.
3. Should the driver's seating position be based on the knowledge of Take aerodynamics more into account, such as leaning back Appropriate seating to reduce the frontal area.

Ein weiterer Mangel, der eigentlich unter Punkt 1. fällt, be trifft die Einrichtungen für Bremsen und Schaltung, etwa Bowden züge, die bei jedem Krafthub der Hände mitbewegt werden müssen und wenn auch von geringer Größe, dennoch eine ständig wieder kehrende Wirkung haben.Another defect, which actually falls under point 1, be hits the brakes and gears, such as Bowden trains that have to be moved with every power stroke of the hands and even if it is small in size, it always comes back have a sweeping effect.

Als Beispiele in dieser Richtung seien erwähnt:Examples in this direction are:

Das europäische Patent B 62 M 1/04 und B 62 M 1/12 von 1981 mit Hand- und Fußantrieb, an denen unter anderem sowohl die rei bungsbehaftete Gleitschienenführung, als auch die kurzen Handhe bel für die Lenkung und die bei Krafthüben mitzuschleppende Bremsbetätigung zu beanspruchen sind.European patent B 62 M 1/04 and B 62 M 1/12 from 1981 with hand and foot drive, on which, among other things, both the rei practice-related slide rail guide, as well as the short hand for steering and those to be towed during power strokes Brake actuation are to be claimed.

Einige neuere Vorschläge, wie sie in der Zeitschrift "Radmarkt" unter der Bezeichnung "Handyped" mit einer sehr ausladenden ergo nomisch günstigen Lenkerbetätigung und mitzuschleppenden Bremszü gen in den 80er Jahren veröffentlicht wurde.Some recent suggestions, such as those in the Radmarkt magazine under the name "Handyped" with a very expansive ergo Nominally favorable handlebar actuation and brake towers to be carried along published in the 1980s.

Eine Ausführung im Radmagazin "tour" vom März 87, Seite 52, Bild 8, die als Handantrieb einen kompletten zweiten Kurbelan trieb für das Vorderrad mit allen bereits erwähnten Komplika tionen zeigt.A version in the bike magazine "tour" from March 87, page 52, Fig. 8, which is a hand-operated, complete second crank drove for the front wheel with all the aforementioned complications shows.

In einer weiteren "tour" No. von 1987, ein japanisches Reitrad mit Ruderbewegungen der Arme und üblicher, aufrechter Sitzposi tion.In another "tour" No. from 1987, a Japanese riding bike with rowing movements of the arms and usual, upright sitting position tion.

Für die vorliegende Erfindung wird als Beispiel ein einspuriges Zweirad gezeigt, dessen Hauptantrieb über Fußhebel, Seile und Freiläufe auf das Hinterrad erfolgt. Der Fahrer sitzt kurz vor dem Hinterrad in etwa Stuhlhöhe und zurückgelehnter Position, die Beine zu den Pedalen angehoben.A single lane is used as an example for the present invention Two-wheeler shown, the main drive via foot pedal, ropes and Freewheels are done on the rear wheel. The driver sits just in front the rear wheel at chair height and in a reclined position, the Legs raised to the pedals.

Der Lenker, um zwei senkrecht zueinanderstehende Achsen drehbar, betätigt um die eine die Lenkung und wirkt um die andere über Stangen und Kugelgelenke auf die Fußhebel des Hauptantriebs ein. Dabei ist besonderer Wert auf die ergonometrisch günstige Kraft richtung X-X des Handantriebs gelegt, wie er gleichfalls durch die zurückgelegte Sitzposition für den Fußantrieb in Y-Y-Richtung erreicht wird.The handlebar, rotatable about two mutually perpendicular axes, actuates the steering around one and acts on the foot control of the main drive via rods and ball joints. Particular emphasis is placed on the ergonomically favorable direction of force XX of the manual drive, as is also achieved by the seated position for the foot drive in the YY direction.

Die Bremseinrichtung ist so ausgebildet, daß während der Krafthü be der Hände keinerlei Bedienungsorgane bewegt werden. Die Ver drehung der Handgriffe wird durch Wälzlager erleichtert. The braking device is designed so that during the Krafthü no controls are moved by the hands. The Ver rotation of the handles is facilitated by roller bearings.

Für die zügige Betätigung der hin- und hergehenden Massen ist die Ausbildung der Endanschläge, wie er weiter unten dargestellt wird, von ausschlaggebender Bedeutung.For the rapid actuation of the back and forth masses is the Form the end stops as shown below is of crucial importance.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Sport- und Rekordfahr zeuge zur Erzielung von Höchstleistungen. Sie kann aber auch für den Normalgebrauch, beispielsweise zur Überwindung von Steigun gen, Gegenwind und plötzlich auftretenden Hindernissen eine Rolle spielen.The invention is particularly suitable for sports and record driving witness to achieving top performance. But it can also be used for normal use, for example to overcome gradients against headwind and suddenly occurring obstacles play.

Die Erfindung wird in folgenden 7 Abbildungen erläutertThe invention is illustrated in the following 7 figures

Fig. 1 Seitenansicht des Fahrzeugs, Fig. 1 side view of the vehicle,

Fig. 2 Draufsicht auf Fig. 1, Fig. 2 plan view of Fig. 1,

Fig. 3 Lenker-Hand-Fußantrieb von hinten, Fig. 3-link hand-foot drive of the rear,

Fig. 4 Lenker-Handantrieb Seitenansicht, Fig. 4 handlebar-hand drive side view,

Fig. 5 Lenker Bremshebel von vorn, Fig. 5 handlebar brake lever from the front,

Fig. 6 Lenker Bremshebel von oben, Fig. 6 handlebar brake lever from above,

Fig. 7 Anschlag für Schwinghebel. Fig. 7 stop for rocker arm.

To Fig. 1, 2, 3

Der Hauptantrieb entspricht weitgehend dem Gebrauchsmuster von 1975: B 62 M 1-04/GM 75 01 870 mit vor dem Vorderrad stehend an geordneten Schwinghebeln 1, 1, mit Seilen (2, 2), zu den beidsei tigen Freiläufen 3, 3 des Hinterrades, mit dem Unterschied, daß die Rückholung der äußeren Freilaufkränze in bekannter Weise durch Spiralfedern erfolgt. (Auf deren Darstellung und einer Gangschaltung wird der Einfachheit halber verzichtet.)The main drive largely corresponds to the utility model from 1975: B 62 M 1-04 / GM 75 01 870 with standing in front of the front wheel on ordered rocker arms 1, 1 , with ropes ( 2, 2 ), to the two-sided freewheels 3, 3 of the rear wheel , with the difference that the return of the outer freewheel rings is done in a known manner by coil springs. (For the sake of simplicity, their representation and gear shifting are omitted.)

Der Gitterrahmen hat eine, das Vorderrad überkragende Verlänge rung 5, an dessen Ende die Schwinghebel 1, 1 gelagert sind. Sitz und Lehne sind kurz vor dem Hinterrad verschiebbar auf dem Rahmen gelagert. Die zurückgelehnte Sitzposition ergibt eine Stirnflä che, die in etwa der Hälfte des normal aufrechtfahrenden Radfah rers entspricht.The lattice frame has an extension 5 projecting beyond the front wheel, at the end of which the rocker arms 1, 1 are mounted. The seat and backrest are slidably mounted on the frame just before the rear wheel. The reclined sitting position results in an end face that corresponds to approximately half of the normally upright cyclist.

Die Lenkung hat kurz über dem Steuerkopf 6 ein Gelenk 7, das die Fortsetzung der Lenksäule 8 in einem stumpfen Winkel in eine we nig geneigte Lage zur Horizontalen bringt. Auf dieser Lenkwelle 8 ist senkrecht dazu das Lager (9) für den eigentlichen, U-förmig gebogenen Lenker 11 angeordnet, der an den Enden Kugelgelenke (12, 12) trägt, die über Zug-Druckstangen 13, 13 und weiteren Ku gelgelenken 14, 14 mit den Enden der Pedalachsen verbunden sind. Die kardanische Anordnung des Lenkers 11 erlaubt es Armen und Händen durch Drehen um die Lenkwelle (8) das Vorderrad einzu schlagen und durch Schwenken um das Lager (9) auf den Antrieb einzuwirken.The steering has a joint 7 just above the control head 6 , which brings the continuation of the steering column 8 at an obtuse angle in a we inclined position to the horizontal. On this steering shaft 8 , the bearing ( 9 ) for the actual U-shaped handlebar 11 is arranged perpendicular to it, which carries ball joints ( 12, 12 ) at the ends, the articulated joints 14 via pull-push rods 13, 13 and further Ku , 14 are connected to the ends of the pedal axles. The cardanic arrangement of the handlebar 11 allows arms and hands to turn the front wheel by turning the steering shaft ( 8 ) and to act on the drive by pivoting around the bearing ( 9 ).

Die Verbindung des Lenkers mit den Pedalen durch Zug-Druckstangen 13, 13 macht es ferner möglich, wenn man die Pedale mit den bei Rennrädern üblichen Fußhaken 15, 15 versieht, auch die Kraft des zurückziehenden Fußes für den Antrieb auszunützen.The connection of the handlebar to the pedals by push-pull rods 13, 13 also makes it possible, if the pedals are provided with the foot hooks 15, 15 which are common in racing bicycles, to also use the force of the retracting foot for the drive.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist die Ausbildung des Lenkers 11, ins besondere die Lenkergriffe 16, 16 und deren Lagerung mit Nadella gern dargestellt. Vor allem aber wird dargelegt, wie der eingangs erwähnte Grundsatz, zusätzliche Kraftverluste durch Bedienungs einrichtungen für Bremse und Schaltung zu vermeiden sind. Zu die sem Zweck sind die Bremsgriffe 17, 17, wie im Fahrradbau üblich, nicht unmittelbar mit den Lenkergriffen 16, 16 verbunden und wer den damit auch nicht bei Krafthüben samt Bowdenzügen mitbewegt, sondern sind auf dem Lagerbock 10 vor dem Lenker 11 angeordnet, so daß sie nur die viel selteneren und kleineren Lenkeinschläge mitmachen müssen.In Figs. 4, 5 and 6, the configuration of the arm 11, in particular the handle grips 16, 16 and their bearing is shown with like Nadella. Above all, however, it explains how the principle mentioned at the outset, additional power losses through operating devices for the brake and gearshift, can be avoided. For this purpose, the brake handles 17, 17 , as is common in bicycle construction, are not directly connected to the handlebar grips 16, 16 and who does not move them with power strokes including Bowden cables, but are arranged on the pedestal 10 in front of the handlebar 11 , so that they only have to go through the much rarer and smaller steering locks.

Diese Anordnung bedarf zwar zum Bremsen einer kurzen Bewegung der Hände von den Griffen 16, 16 zur Mitte des Lenkers 11, erschwert aber dabei keineswegs die Lenkarbeit, da immer noch ein genügend langer Hebelarm wirksam bleibt.Although this arrangement requires a brief movement of the hands from the handles 16, 16 to the center of the handlebar 11 for braking, it in no way complicates the steering work, since a sufficiently long lever arm still remains effective.

Gleichzeitig kann diese Handbewegung zur Mitte des Lenkers 11 da zu benutzt werden, die Kraftbewegung der Hände zu reduzieren, bzw. fast ganz auszuschalten.At the same time this hand movement to the center of the handlebar 11 can be used to reduce the force movement of the hands or to switch it off almost entirely.

Für den Bewegungsablauf der oszillierenden Krafthübe spielen die Endbegrenzungen oder Anschläge 19, 19 eine maßgebliche Rolle. Sie sind daher in Fig. 7 gesondert dargestellt. Die Spiralfeder 20 hat im Zusammenwirken mit dem Gummipuffer 21 eine stark progres sive Kennlinie, so daß der Aufprall der Schwinghebel 1, 1 nicht nur geräuschlich gedämpft wird, sondern auch die Umkehr der Bewe gungsrichtung für beträchtliche Massen, wie Schwinghebel, Füße, Hände, Lenker und Gestänge beschleunigt und verlustfrei erfolgen kann.The end limits or stops 19, 19 play a decisive role in the movement of the oscillating power strokes. They are therefore shown separately in FIG. 7. The coil spring 20 has in cooperation with the rubber buffer 21 a strongly progres sive characteristic curve, so that the impact of the rocker arm 1, 1 is not only dampened noise, but also the reversal of the direction of movement for considerable masses such as rocker arms, feet, hands, handlebars and linkage can be accelerated and lossless.

Claims

1. Hand and foot lever drive with flanking measures for vehicles, in particular bicycles, in which the rear wheel is driven with a foot lever ( 1, 1 ) in front of the front wheel via cables ( 2, 2 ) and free ends ( 3, 3 ) on both sides normal inclined handlebar shaft ( 6 ) and a joint ( 7 ), which gives the steering shaft ( 8 ) an almost horizontal position, characterized in that on this steering shaft a La ger ( 9 ) is arranged perpendicular to it, around which the actual U. -shaped bent arm ( 11 ) can swing and thereby, attached to the ends of the handlebar ball joints ( 12, 12 ), connecting rods ( 13, 13 ) and further ball joints ( 14, 14 ) on the foot levers ( 1, 1 ) and thus acts on the drive, whereas the steering of the front wheel is actuated in very different directions, a direction that has become common practice today, for example in motor vehicles.

2. Hand and foot pedal drive according to claim 1, characterized in that the handlebar ( 11 ), mainly by the reverse U-shape, is designed so that it does not lift the force in the almost horizontal plane or in the steering movement in the almost vertical plane touches or even hinders other parts of the body.

3. Hand and foot lever drive according to claims 1 and 2, characterized in that the pedals are provided with foot hooks ( 15 ), so that the foot force on the two-sided linkage ( 13, 13 ) and the handlebar ( 11 ) is transferred to the opposite foot lever.

4. Hand and foot lever drive according to the preceding claims, characterized in that the operating levers for the brakes ( 17, 17 ) and possibly circuit, are articulated on part of the steering device ( 10 ) in such a way that they do not apply the power strokes of the handlebar Case, but only participate in the rarer and smaller steering movements.

5. Hand and foot lever drive according to the preceding claims, characterized in that the handlebar grips ( 16 ) are mounted on roller bearings on the handlebars ( 11 ).

6. Hand and foot lever drive according to the preceding claims, characterized in that the stops ( 19 ) for the force stroke limitation of the foot lever ( 1, 1 ) are equipped with means, for example buffer spring ( 20 ) and rubber buffer ( 21 ) with a strongly progressive identifier that the reversal of the moving masses is accelerated and impact noises are dampened.