DE4220798C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tretfahrzeug mit einem hin- und her­ gehenden Pedal, das fußbetätigt gegen die Kraft eines Feder­ elements niederbewegbar und durch das Federelement rückstellbar ist, und mit einem die einfedernde Niederbewegung des Pedals in die Drehung eines Fahrzeug-Antriebselements umsetzenden Ge­ triebe.

Tretfahrzeuge dieser Art sind aus der DE 31 31 049 A1 und der DE-OS 34 36 836 A1 bekannt. Sie haben eine Pedal- und Getriebean­ ordnung, die nur die Niedertretbewegung des Pedals zum Fahrzeug­ antrieb heranzieht. Bei der federbetätigten Rückstellbewegung ist das Pedal hingegen vom Fahrzeugantrieb entkoppelt. Das macht den Antrieb diskontinuierlich. Zum Ausgleich der Antriebsdis­ kontinuität ist bei der DE-OS 34 36 836 zusätzlich zu dem Rück­ stellfederelement ein Federspeicher vorgesehen. Damit geht ein beträchtlicher baulicher Aufwand und Energieverlust einher.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Tretfahrzeug der eingangs genannten Art mit geringem baulichem Aufwand und wenig Getriebe­ energieverlust einen kontinuierlichen Antrieb zu realisieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Getriebe die ausfedernde Rückbewegung des Pedals in eine Drehung des Antriebselements umsetzt, deren Drehsinn dem bei der einfedernden Niederbewegung des Pedals entspricht, so daß das Federelement bei der ausfedernden Rückbewegung des Pedals zum Fahrzeugantrieb beiträgt.

Bei einer bevorzugten Bauform ist das Pedal mit dem Federelement durch ein Zugmittel verbunden, das zwei Antriebsräder S-förmig umschlingt. Die Antriebsräder sind über Freiläufe mit dem An­ triebselement verbunden, die in der einen Drehrichtung der An­ triebsräder drehmomentübertragend in Eingriff und in der anderen Drehrichtung der Antriebsräder außer Eingriff gehen. Dank der S-förmigen Umschlingung der Antriebsräder können zwei baugleiche Freiläufe verwendet werden, die in übereinstimmender Drehrichtung in bzw. außer Eingriff gehen. Das macht den Getriebeaufbau be­ sonders einfach.

Die Antriebsräder können Zahnräder und das Zugmittel eine über die Zahnräder laufende Kette sein. Diese Anordnung ist bei ge­ ringem baulichem Aufwand für die Übertragung hoher Pedalkräfte gut geeignet. Als unaufwendiges Federelement kann eine Zugfeder zum Einsatz kommen.

Die Freiläufe können abtriebsseitig je ein Zahnrad aufweisen und die Zahnräder über je eine Umlaufkette mit je einem Zahn­ ritzel gekoppelt sein, das starr mit dem Antriebselement ver­ bunden ist. Dieser Kettenantrieb ermöglicht bei unaufwendigem Aufbau die Übertragung hoher Antriebsdrehmomente. Die Übersetzung ins Schnelle mit den Zahnritzeln ist für viele Anwendungen günstig.

In einer bevorzugten Bauform ist das erfindungsgemäß ausgebildete Tretfahr­ zeug als Sommerski gestaltet, von denen der Benutzer ein Paar fährt. Das Pedal ist vorzugsweise im Fersenbereich des in einer Skibindung gehaltenen Fußes angeordnet. Die Einbeziehung des Pedalrückstellfederelements in den Antrieb ermöglicht eine per­ fekte Nachbildung und antriebsmäßige Nutzung des Skilanglauf­ schritts.

Das Pedal kann um eine vordere horizontale Achse schwenkbar an dem Skikörper gelagert sein. In einer alternativen Bauform ist das Pedal für eine Niederschwenk- und gleichzeitige Verstell­ bewegung nach vorn bzw. für eine Hochschwenk- und gleichzeitige Verstell­ bewegung nach hinten an dem Skikörper geführt. Dadurch wird der Antritt erleichtert.

Als Antriebselement hat der Sommerski vorzugsweise ein ange­ triebenes Hinterrad, das über die Unterseite des Skikörpers vorsteht. Das Hinterrad sollte einen beträchtlich größeren Durch­ messer haben als die damit starr verbundenen Zahnritzel. Das gewährleistet eine vorteilhafte Getriebeübersetzung ins Schnelle. Auch gehen mit dem großen Hinterrad ausgezeichnete Rolleigen­ schaften des Sommerskis einher. Vorne kann der Sommerski ein Vorderrad oder eine vordere Bodengleitfläche haben.

Bei einer bevorzugten Bauform ist im vorderen Bereich des Ski­ körpers mit vertikaler Achse wenigstens eine Leitrolle angeord­ net, die seitlichen Überstand von dem Skikörper hat. Die Leit­ rolle erleichtert die Spurhaltung in einer Laufbahn mit seitlicher Begrenzung.

In einer anderen Variante ist das erfindungsgemäß ausgebildete Tretfahrzeug als Wasserfahrzeug mit zwei nebeneinander angeordneten Pedalen gestaltet, denen je eine Antriebswelle mit einer Schraube, einem Schaufelrad o. ä. zugeordnet sein kann. Dieser doppelte Antrieb ermöglicht es, das Wasserfahrzeug durch unterschiedlich starkes Treten der Pedale zu lenken.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht einer ersten Variante eines Sommerskis;

Fig. 2 die Draufsicht auf den Sommerski gemäß Fig. 1;

Fig. 3 die Seitenansicht einer zweiten Variante eines Sommerskis mit aufgebrochener Getriebebox;

Fig. 4 die Draufsicht auf den Sommerski gemäß Fig. 3;

Fig. 5 als Einzelheit zwei Freilauf-Getriebemodule des Sommer­ skis, eines davon im Schnitt, in einer Fig. 4 entsprechen­ den Draufsicht;

Fig. 6 die Seitenansicht einer dritten Variante eines Sommerskis;

Fig. 7 die Draufsicht auf den Sommerski gemäß Fig. 6;

Fig. 8 den Längsschnitt durch ein tretbootartiges Wasserfahr­ zeug nach VIII-VIII nach Fig. 9; und

Fig. 9 die Draufsicht auf das Wasserfahrzeug.

Der Sommerski 10 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 hat einen schmalen länglichen Skikörper 12, der mit einem Vorderrad 14 und einem Hinterrad 16 über den Boden rollt. Die Räder 14 und 16 sind an den Enden des Skikörpers 12 angebracht, über den sie nach vorn bzw. hinten überstehen. An seiner Oberseite trägt der Skikörper 12 eine Skibindung 18, die einen Skistiefel 20 derart hält, daß der Benutzer Fersenfreiheit hat und den Skilanglaufschritt ausführen kann.

Im Fersenbereich des in der Skibindung 18 sitzenden Skistiefel 20 ist ein Pedal 22 an dem Skikörper 12 angebracht, das sich in dessen Längsrichtung erstreckt. Das Pedal 22 ist nach Art eines einarmigen Hebels um eine vordere horizontale Querachse 24 an dem Skikörper 12 gelagert, so daß es aus einer niederge­ tretenen Horizontalstellung winkelbegrenzt in eine Schrägstellung nach oben schwenken und der Fersenauf- und -abbewegung beim Skilanglaufschritt folgen kann.

Bei dem in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Sommerski hat das Pedal 22 an seinen beiden Enden ein Paar beidseits angeordneter Rollen 66 und 68, von denen die hinteren 68 in einer Vertikalführung 70, und die vorderen 66 in einer Horizontalführung 72 des Ski­ körpers 12 laufen. Mit der Niederschwenkbewegung des Pedals 22 geht daher eine Verstellbewegung nach vorn, und mit der Hoch­ schwenkbewegung des Pedals 22 eine Verstellbewegung nach hinten einher.

Hinter dem Pedal 22 befindet sich eine Getriebebox 26, zu der zwei einstückig mit dem Grundkörper 12 ausgebildete, nach oben davon abstehende seitliche Wangen 28 und ein diese verbindender oberer Querträger 30 gehören. Zwischen den Wangen 28 sind zwei baugleiche Freilaufmodule 32 angeordnet, die auf gleicher Achse 34 bzw. 36 ein kleines Zahnrad 38 und ein großes Zahnrad 40 auf­ weisen, die in der einen Drehrichtung drehmomentübertragend gekoppelt und in der anderen Drehrichtung freilaufmäßig ent­ koppelt sind. Wie man in Fig. 5 erkennt, sitzt das große Zahnrad 40 an einer Nabe 74, die mit Nadellagern 76 auf der Achse 34 gelagert ist. Außen auf der Nabe 74 ist in koaxialer Anordnung mit Wälzlagern 78 und einem Freilaufgesperre 80 eine Laufbuchse 82 mit dem kleinen Zahnrad 38 gelagert. Die Achsen 34 bzw. 36 der Freilaufmodule 32 sind horizontal in Querrichtung orientiert und erstrecken sich zwischen den Wangen 28. Die Freilaufmodule 32 sind mit etwas Versatz übereinander angeordnet. Die kleinen Zahnräder 38 der Freilaufmodule 32 kommen in der Längsmittelebene des Skikörpers 12 und die großen Zahnräder 40 eines links und das andere rechts davon zu liegen.

Das Hinterrad 16 des Sommerskis 10 ist mit zwei beidseits davon auf gleicher Achse 44 angeordneten Zahnritzeln 42 starr ver­ bunden. Die Zahnritzel 42 sind im Durchmesser deutlich kleiner als das Hinterrad 16 und durch Umlaufketten 46 und 48 mit je einem großen Zahnrad 40 der Freilaufmodule 32 verbunden.

Von dem hinteren Ende des Pedals 22 geht eine Kette 50 ab, die nach oben, über das kleine Zahnrad 38 des oberen Freilaufmoduls 32 nach hinten, hin zu dem kleinen Zahnrad 38 des unteren Frei­ laufmoduls 32 nach vorn und unten und über dieses kleine Zahnrad 38 nach hinten läuft und nach oben davon abgeht, so daß sie die Zahnräder 38 S-förmig umschlingt. Am Ende der Kette 50 greift eine Zugfeder 52 an, die von dem Querträger 30 der Getriebebox 26 nach unten abgehängt ist und mit im wesentlichen vertikaler Längsachse zwischen den Wangen 28 zu liegen kommt.

Die Zugfeder 52 spannt das Pedal 22 in seine Schrägstellung nach oben vor. Bei Niedertreten des Pedals 22 mit der Ferse werden die als Antriebsräder dienenden kleinen Zahnräder 38 der Freilaufmodule 32 gegensinnig gedreht und die Zugfeder 52 gespannt. Die sich entspannende Zugfeder 52 holt das Pedal 22 zurück und dreht die Antriebsräder 38 wiederum gegensinnig in umgekehrter Richtung. Die Freilaufmodule 32 kommen dabei ab­ wechselnd in bzw. außer drehmomentübertragenden Eingriff, so daß sowohl beim Niedertreten, als auch bei der federbetätigten Rückholbewegung des Pedals 22 ein Antriebsdrehmoment auf das Hinterrad 16 übertragen und der Sommerski 10 im wesentlichen kontinuierlich angetrieben wird.

Wie in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt, können im vorderen Bereich des Skikörpers 12 Leitrollen 54 angeordnet sein, die die Spur­ haltung in einer Laufbahn mit seitlicher Begrenzung erleichtern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf beiden Seiten des Skikörpers 12 mit vertikaler Achse je eine Leitrolle 54 angebracht, die seitlichen Überstand von dem Skikörper 12 hat. Es kann aber auch nur eine größere, mit vertikaler Achse mittig angeordnete Leitrolle vorgesehen sein, die beidseits Überstand von dem Skikörper 12 hat (nicht dargestellt).

Bei dem Sommerski gemäß Fig. 6 und Fig. 7 ist das angetriebene Hinterrad 16 in einem Bodendurchbruch 84 des nach hinten ver­ längerten Skikörpers 12 angeordnet. Der Skikörper 12 hat vorn eine nach oben gekrümmte Spitze 86 und eine vordere Bodengleit­ fläche 88.

Alle beschriebenen Sommerskis können erforderlichenfalls mit einer Bremse versehen sein.

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen ein Wasserfahrzeug 56 mit einem surf­ brettartigen Schwimmkörper 58, der einen Sitz 60 für den Benutzer trägt. Im Fußbereich des Sitzes 60 sind nebeneinander zwei Pedale 22 angeordnet, die über je ein Getriebe der zuvor beschriebenen Art mit einer von dem Schwimmkörper 58 zur Seite abgehenden Welle 62 verbunden sind, an der ein Schaufelrad 64 sitzt. Durch Treten des linken Pedals 22 wird das linke Schaufelrad 64 und durch Treten des rechten Pedals 22 das rechte Schaufelrad 64 angetrieben. Durch unterschiedlich starkes Treten der Pedale 22 kann der Benutzer das Wasserfahrzeug 56 lenken.

Zu dem beschriebenen Wasserfahrzeug gibt es vielfältige Varian­ ten. So können die beiden Pedalen 22 mit einem gemeinsamen An­ triebsstrang verbunden sein, um insbesondere eine hintere Schiffsschraube zu treiben. Auch können zwei Sommerskis der zuvor beschriebenen Art als Antriebsmodule auf einen Schwimm­ körper 58 aufgesetzt und ihr angetriebenes Hinterrad z. B. reib­ radartig mit einem Schiffsantrieb verbunden werden. Nicht zuletzt besteht die Möglichkeit, die Räder eines Surfbrett-Transport­ geräts mit einem derartig adaptierten Tretantrieb zu versehen.

Das erfindungsgemäße Antriebsprinzip und die zugehörige Getriebe­ einheit können für Tretfahrzeuge aller Art Verwendung finden, beispielsweise auch für Rollschuhe, fahrradartige zweirädrige sowie drei- und vierrädrige Landfahrzeuge u. a. m.

Claims (14)

1. Tretfahrzeug mit einem hin- und hergehenden Pedal, das fuß­ betätigt gegen die Kraft eines Federelements niederbewegbar und durch das Federelement rückstellbar ist, und mit einem die einfedernde Niederbewegung des Pedals in die Drehung eines Fahrzeug-Antriebselements umsetzenden Getriebe, da­ durch gekennzeichnet, daß das Getriebe die ausfedernde Rück­ bewegung des Pedals (22) in eine Drehung des Antriebsele­ ments umsetzt, deren Drehsinn dem bei der einfedernden Niederbewegung des Pedals (22) entspricht, so daß das Fe­ derelement (Zugfeder 52) bei der ausfedernden Rückbewegung des Pedals (22) zum Fahrzeugantrieb beiträgt.

2. Tretfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pedal (22) mit dem Federelement (Zugfeder 52) durch ein Zugmittel (Kette 50) verbunden ist, das zwei Antriebsräder (Zahnrad 38) S-förmig um­ schlingt, und daß die Antriebsräder über Freiläufe mit dem Antriebselement verbunden sind, die in der einen Drehrichtung der Antriebsräder (Zahnrad 38) drehmomentübertragend in Eingriff und in der anderen Drehrichtung der Antriebsrä­ der außer Eingriff gehen.

3. Tretfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsräder Zahnräder (38) sind, und daß das Zug­ mittel eine über die Zahnräder laufende Kette (50) ist.

4. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Federelement eine Zugfeder (52) ist.

5. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Freiläufe abtriebsseitig je ein Zahn­ rad (40) aufweisen, und daß die Zahnräder (40) über je eine Umlaufkette (46 bzw. 48) mit je einem Zahnritzel (42) gekoppelt sind, das starr mit dem Antriebselement verbunden ist.

6. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es als Sommerski (10) mit einem Skikörper (12) gestaltet ist, von denen der Benutzer ein Paar fährt.

7. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Pedal (22) im Fersenbereich des in einer Skibindung (18) gehaltenen Fußes angeordnet ist.

8. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Pedal (22) um eine vordere horizontale Querachse (24) schwenkbar an dem Skikörper (12) gelagert ist.

9. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Pedal (22) für eine Niederschwenk- und gleichzeitige Verstellbewegung nach vorn bzw. für eine Hoch­ schwenk- und gleichzeitige Verstellbewegung nach hinten an dem Skikörper (12) geführt ist.

10. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es als Antriebselement ein über die Unter­ seite des Skikörpers (12) vorstehendes angetriebenes Hinter­ rad (16) aufweist.

11. Tretfahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterrad (16) einen beträchtlich größeren Durchmesser hat als die damit starr verbundenen Zahnritzel (42).

12. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Vorderrad (14) oder eine vordere Bodengleitfläche (88) hat.

13. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Bereich des Skikörpers (12) mit vertikaler Achse wenigstens eine Leitrolle (54) angeord­ net ist, die seitlichen Überstand von dem Skikörper (12) hat.

14. Tretfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es als Wasserfahrzeug (56) mit zwei nebeneinander angeordneten Pedalen (22) gestaltet ist, denen je ein Antriebselement in Form einer Schraube, eines Schau­ felrads (64) o. ä. zugeordnet sein kann.