DE4417765A1 - Hebelantriebsvorrichtung für Fahrräder, Rollstühle oder dergleichen - Google Patents
Hebelantriebsvorrichtung für Fahrräder, Rollstühle oder dergleichenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hebelantriebsvorrichtung für Fahrräder, Roll
stühle oder dergleichen mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1
angegebenen Merkmalen.
Ein derartiger Antrieb in Form eines Trethebelantriebs für Fahrräder ist
aus der deutschen Reichspatentschrift Nr. 34 432 bekannt. Weitere Bei
spiele für Trethebelantriebe von Fahrrädern finden sich in der
DE 31 20 166 A1, der deutschen Reichspatentschrift Nr. 102 218 bzw. der
deutschen Patentschrift 811 196.
Derartige Hebelantriebe sind zwar in vielfach unterschiedlichen Ausfüh
rungsformen aus dem sogenannten papiernen Stand der Technik bekannt,
haben jedoch in die Praxis wegen der ihnen eigenen spezifischen Mängel
und Nachteile kaum Eingang gefunden. So dominiert als Kraftübertra
gungselement bei Fahrrädern, Rollstühlen oder dergleichen nach wie vor
die Kette, die einen guten Wirkungsgrad aufweist. Diese nimmt jedoch
durch Austrocknung des Schmiermittels, Korrosion aufgrund Salz oder Näs
se, sowie durch Verschmutzung schnell ab. Außerdem kann eine starke
Abnutzung der vielzähligen Glieder der Kette auftreten. Weitere Nachteile
eines Kettenantriebes sind gleitende und schleifende Reibung zwischen den
Gliedern der Kette und mit den Zahnrädern im Antriebsstrang, sowie daß
die Kette am Fuß des Fahrers vorbeigeführt wird und daher entweder zu
Verschmutzungen an der Kleidung des Fahrers führt oder gekapselt werden
muß. Schließlich ist ein Kettenantrieb im Stand nicht schaltbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hebelan
triebsvorrichtung für Fahrräder, Rollstühle oder dergleichen so zu ver
bessern, daß eine möglichst verlustlose und direkte Kraftübertragung in
allen Übersetzungsbereichen bei automatischer, stufenloser, extrem weiter
Übersetzungsschaltung mit Doppelwirkung, d. h. mit einer Antriebswirkung
in beiden Schwenkrichtungen des Antriebshebels zu erreichen ist. Darüber
hinaus soll die Hebelantriebsvorrichtung einfach und kostengünstig her
stellbar, wartungsarm und gegen äußere Einflüsse besser geschützt sein.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 an
gegebenen Merkmale gelöst. Durch diese relativ einfache und kompakte
Konstruktion kann der Hebel sowohl bei der Hin- als auch bei der Herbe
wegung Kräfte auf das Rastenzahnrad übertragen, da dieses immer wech
selseitig mit einer der beiden Sperrzahnreihen am Antriebszahnstangenpaar
in Eingriff steht. Insofern ist die aufgabengemäß vorgesehene Doppelwir
kung des Antriebshebels erreicht. Weiterhin sind die zueinander bewegli
chen Teile der Hebelantriebsvorrichtung im Bereich der Nabe des angetrie
benen Rades konzentriert, so daß eine kompakte Kapselung der zu schmie
renden Teile und damit praktisch eine Wartungsfreiheit erreicht wird.
In den Ansprüchen 2 und 3 sind bevorzugte Ausführungsformen für das
Rastenzahnrad des Hebelantriebs angegeben. Durch die Ausbildung der
Rastzähne als Rollen wird eine leichtgängige und laufruhige Radialver
schiebung der Rastzähne des Rastenzahnrades möglich. Darüber hinaus hat
sich die angegebene Konstruktion als besonders zuverlässig erwiesen.
Durch die in den Ansprüchen 4 bis 9 angegebenen Weiterbildungen des
Erfindungsgegenstandes wird auf einfache Weise ein Schaltgetriebe in Ver
bindung mit der Hebelantriebsvorrichtung geschaffen. Demgemäß sind min
destens ein zweites oder mehr Rastenzahnräder mit abgestuft kleineren
Durchmessern gegenüber dem ersten Zahnrad sowie den zweiten und gege
benenfalls weiteren Rastenzahnrädern jeweils zugeordnete Antriebszahn
stangenpaare vorgesehen. Für die Schaltfunktion sind die Rastzähne des
oder der kleineren Rastzahnräder durch eine Schaltsteuerung außer Ein
griff mit den ihnen zugeordneten Sperrzahnreihen der Antriebszangen
stangenpaare bringbar. Wie aus der Beschreibung des Ausführungsbeispie
les noch näher hervorgeht, wird auf diese Weise ein einfaches unabhängig
arbeitendes Schaltgetriebe geschaffen, bei dem die kleineren Rastenzahn
räder zusätzlich zu den Funktionen des Antriebs und des Freilaufs die
Funktion der Schaltung übernehmen. Das Schalten erfolgt vorzugsweise
durch Verdrehen eines Steuerrings gegenüber der Nabe, wodurch die Rast
zähne, also z. B. die Rollen der kleineren Rollenzahnräder, außer Eingriff
mit dem Antriebszahnstangenpaar gebracht werden und umgekehrt. Eine
willkürliche Schaltung kann beispielsweise von Hand über einen Bowden
zug erfolgen. Für eine automatische, geschwindigkeitsabhängige Schaltung
kann die in der Nabe vorgesehene Schaltstange in Ausrückrichtung der
Rastzähne durch eine Kippfeder mit definierter Auslösekraft beaufschlagt
sein, die den durch den Steuerring der Schaltung gebündelten Fliehkräfte
der Rollen entgegenwirkt. Für eine automatische, steigungsabhängige
Schaltung kann ein Neigungsschalter vorgesehen sein, der der Schaltstan
ge zur Verdrehung des Steuerrings zugeordnet ist.
Entsprechend der Anzahl der zusätzlichen Rastenzahnräder kann ein Mehr
stufengetriebe realisiert werden.
Für eine weitere Variation des Übersetzungsverhältnisses ist gemäß An
spruch 10 vorgesehen, daß die Anlenkachse zur Schwenklagerung des An
triebshebels in dessen Längsrichtung vorzugsweise stufenlos verstellbar
ist. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Anlenkachse
über einen Lenker mit dem Fahrzeugrahmen gekoppelt ist (Anspruch 11).
Damit können auf einfache Weise die bei einer Verschiebung der Anlenk
achse und bei der Schwenkbetätigung des Antriebshebels ganz allgemein
auftretenden Distanzänderungen zwischen den einzelnen Bauteilen auf ein
fache Weise ausgeglichen werden.
Die Ansprüche 12 und 13 kennzeichnen unterschiedliche Lagen von Anlenk
achse und Zahnstangengetriebe zueinander, wobei die Auswahl der ver
schiedenen Anordnungsmöglichkeiten anhand der jeweils gegebenen Kräfte
verhältnisse und Einsatzzwecke der Hebelantriebsvorrichtung erfolgt.
Zur stufenlosen Verschiebung der Anlenkachse des Antriebshebels kann
- wie in den Ansprüchen 14 bis 16 angegebenen ist - eine jeweils auto
matisch arbeitende, hydraulische oder mechanische Verschiebevorrichtung
oder eine willkürlich von Hand betätigbare Verschiebevorrichtung vorge
sehen sein.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die in den Ansprüchen 10 bis 16 angege
benen Maßnahmen auch unabhängig von dem in den Ansprüchen 1 bis 9
angegebenen Zahnstangengetriebe bei üblichen Hebelantrieben erfindungs
gemäß eingesetzt werden können.
Nach Anspruch 18 sind die Antriebszahnstangen in einer von der Anlenk
achse wegweisenden Richtung gekrümmt. Dadurch verändert sich während
der Schwenkbetätigung des Antriebshebels die Hebellänge so, daß an den
Umkehrpunkten der Schwenkbewegung die größte Hebellänge und damit die
geringste Betätigungskraft zu verzeichnen ist, was ergonomisch besonders
vorteilhaft ist.
In den Ansprüchen 18 bis 20 sind verschiedene Konstruktionen mit einfa
chen oder zweifachen Antriebshebeln und entsprechenden Koppeleinrichtun
gen für die Antriebshebel im Bereich deren Betätigungsenden vorgesehen.
Dadurch können auf verschiedene Weisen die Antriebskräfte bei einer üb
lichen beidarmigen oder beidbeinigen Betätigung auf die Nabe des ange
triebenen Rades übertragen werden. Als besonders günstige konstruktive
Maßnahme zur stabilen Lagerung des Antriebshebels und zur sauberen
Führung seiner Schwenkbewegung hat sich dabei die Anlenkung des oder
der Antriebshebel in drei Punkten erwiesen, nämlich die Abstützung in
der Längsachse des Antriebshebels im Zahnstangengetriebe (Horizontalab
stützung), die mindestens annähernd senkrechte Abstützung der Anlenk
achse des Antriebshebels am Rahmen z. B. über einen entsprechenden
Lenker und die Anlenkung des Hebels an seinem Betätigungsende über die
angegebenen Koppelelemente. In letztere können durch Anschläge Hubbe
grenzungen eingebaut werden, wodurch Totpunkte im gesamten Antriebs
mechanismus vermieden werden.
Gemäß Anspruch 20 hat eine Hebelantriebsvorrichtung zwei Antriebshebel
mit auf beiden Antriebshebeln verschiebbaren Schwenkachsen, wobei dem
zweiten Antriebshebel wie dem ersten ein direkter Radantrieb zugeordnet
ist. Bei dieser Ausführung, die sich besonders für eine Sportversion we
gen geradlinigstem Kraftweg und Entlastung aller Lager - die beiden
Laufradlager mit inbegriffen - besonders eignet, ist für jedes Rasten
zahnrad nur eine Antriebszahnstange notwendig.
Gemäß einer einfachen Ausführungsform nach Anspruch 21 ist ein einziger
Antriebshebel mit einem doppelhebelartigen, schwenkbar am Fahrzeug ge
lagerten, Koppelelement verbunden, dessen eines Ende mit dem Betäti
gungsende des Antriebshebels gekoppelt und dessen anderes Ende mit
einem Betätigungselement versehen ist. Es genügt also ein einziger An
triebshebel für eine beidbeinige oder beidarmige Betätigung der Hebelan
triebsvorrichtung.
Gemäß Anspruch 22 ist als Betätigungselement für die Hebelantriebsvor
richtung jeweils ein hängend angelenktes Pedal am Betätigungsende des
bzw. der Antriebshebel vorgesehen. Dieses Betätigungselement kann auch
für Betätigung der hydraulischen oder mechanischen Verschiebeeinrichtung
für die Anlenkachse des Antriebshebels dienen, wie näher aus der folgen
den Beschreibung der Ausführungsbeispiele hervorgeht.
Bei der nach Anspruch 23 vorgesehenen Ausführungsform der Erfindung ist
die Betätigungsbewegung des Antriebshebels einem herkömmlichen Tretkur
belantrieb von Fahrrädern nachempfunden.
Durch die nach Anspruch 24 vorgesehene Maßnahme wird gewährleistet,
daß innerhalb des Antriebes nur eine rollende Reibung stattfindet, wofür
die gegenseitigen Kontaktflächen von Rollen, Sperrzahnreihen, Langlöcher
etc. als Abrollflächen ausgebildet sind.
Zusammenfassend wird durch die Erfindung ein Hebelantrieb für Fahrrä
der, Rollstühle oder dergleichen geschaffen, der eine möglichst verlustlose
und direkte Kraftübertragung über einen großen Übersetzungsbereich er
möglicht und der eine gute Bedienbarkeit bei weitspannender, stufenloser
Automatik- und Hand-Schaltung bietet. Zusätzlich werden Totpunkte im
Antriebsmechanismus vermieden. Auch wird die Möglichkeit einer zusätzli
chen automatischen Berg-Schnell-Schaltung und einer Pedalbremsung ge
schaffen. Nicht zuletzt ist die Hebelantriebsvorrichtung einfach und ko
stengünstig herstellbar und gegen äußere Einflüsse gut schützbar.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nach
folgenden Beschreibung entnehmbar, in der Ausführungsbeispiele des Er
findungsgegenstandes anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert
werden. Es zeigen
Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht eines Fahrrades mit einer Hebelan
triebsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 einen Teilschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3A und B jeweils Schnitte nach der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 3C einen Diametralschnitt durch einen Sicherungsring der Rasten
zahnräder des Zahnstangengetriebes,
Fig. 4 eine teilweise Seitenansicht eines Fahrrades mit einer Hebelan
triebsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 4,
Fig. 6 eine Verschiebevorrichtung für die Anlenkachse des Antriebshebels
in einer mechanischen Ausführungsform,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Verschiebevorrichtung für die
Anlenkachse des Antriebshebels in einer hydraulischen Ausfüh
rungsform,
Fig. 8 eine teilweise Seitenansicht eines Fahrrades mit einer Hebelan
triebsvorrichtung in einer dritten Ausführungsform,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Rollstuhles mit einer Hebel
antriebsvorrichtung in einer vierten Ausführungsform und
Fig. 10 eine teilweise Seitenansicht eines Fahrrades mit einer Hebelan
triebsvorrichtung in einer fünften Ausführungsform.
In Fig. 1 ist der Hinterbaubereich eines Fahrrades dargestellt, dessen
Rahmen in üblicher Weise ein Unterrohr 1, ein Sattelrohr 2 sowie eine
vertikale 3 und horizontale Hinterbaustrebe 4 aufweist. An den Hinterbau
streben 3, 4 ist in üblicher Weise das angetriebene Hinterrad 5 des Fahr
rades gelagert. Der Antrieb erfolgt über eine erfindungsgemäße Hebelan
triebsvorrichtung, die als ganzes mit 6 bezeichnet ist. Diese besteht aus
einem ersten Antriebshebel 7, der seitlich außerhalb der einen horizonta
len Hinterbaustrebe 4 im wesentlichen parallel zu dieser in Fahrtrichtung
F verläuft. Er ist an seinem hinteren Ende über eine Anlenkachse 8 als
quer zur Fahrtrichtung F verlaufende Schwenkachse verschwenkbar am
Fahrzeugrahmen angelenkt, wozu die Anlenkachse 8 über einen Lenker 9
gelenkig mit der sehr stabil ausgeführten Stützstrebe 10 eines Gepäck
trägers 11 des Fahrrades verbunden ist. In Richtung zum Betätigungsende
12 des Antriebshebels 7 vor der Anlenkachse 8 ist im Antriebshebel 7 ein
gekapseltes Zahnstangengetriebe 13 vorgesehen, über das die Schwenkbe
wegung des Antriebshebels 7 in eine Drehbewegung des Hinterrades 5 des
Fahrrades umgewandelt wird. Dieses Zahnstangengetriebe 13 wird anhand
der Fig. 2 und 3 noch näher erläutert.
Auf der dem Antriebshebel 7 abgewandten Seite des Fahrrades ist ein
zweiter Antriebshebel 7′ über eine feste Anlenkachse 8′ an der zweiten
horizontalen Hinterbaustrebe (nicht sichtbar in Fig. 1) angelenkt. Die
beiden Antriebshebel 7, 7′ sind durch ein tretkurbelartiges Koppelelement
14 miteinander wirkverbunden, um eine gegenläufige Schwenkverbindung
der beiden Antriebshebel 7, 7′ zu erreichen. Das Koppelelement 14 weist
eine zentrale Achse 15 auf, die horizontal und quer zur Fahrtrichtung F
im Tretlager 16 des Fahrrades verläuft. Ein Koppelarm 17 verläuft zum
Antriebshebel 7′, wo er mit seinem Ende in einer in Längsrichtung im
Antriebshebel 7′ verlaufenden Führungsnut 18 längsverschiebbar und ver
schwenkbar geführt ist.
Der zweite Koppelarm 19 des Koppelelements 14 ist dem ersten Antriebshe
bel 7 zugeordnet und ist zum Koppelarm 17 um 180° versetzt angeordnet.
Am freien Ende des Koppelarms 19 ist ein Anschlag 20 sowie ein gelenkig
mit dem Ende verbundener Lenker 21 vorgesehen, der mit seinem anderen
Ende gelenkig mit dem Antriebshebel 7 verbunden ist. Der Anschlag 20
sowie die beiderseitigen Enden der Führungsnut 18 begrenzen die
Schwenkbewegung der beiden Antriebshebel 7, 7′, so daß nur eine
Schwenk-, aber keine Kurbelbewegung des Koppelelements 14 stattfindet.
An den in Fahrtrichtung F weisenden vorderen Enden der beiden Antriebs
hebel 7, 7′ sind als Betätigungselemente für diese jeweils Hängepedale
22, 22′ angelenkt, in die die Füße des Fahrers eingeschoben werden
können.
Im übrigen sind die Koppelarme 17, 19 und der Lenker 21 jeweils über
Kugellager miteinander und mit den Antriebshebeln 7, 7′ verbunden.
Anhand der Fig. 2 und 3 ist nunmehr das Zahnstangengetriebe 13 zwi
schen dem Antriebshebel 7 und dem Hinterrad 5 des Fahrrades zu erläu
tern.
Wie aus Fig. 2 deutlich wird, weist das Hinterrad 5 eine Nabe 23 auf,
auf der zwei Speichenringe 24 und Lauflager 25 sitzen, die in einer nicht
näher dargestellten Halterung in den beiden horizontalen Hinterbaustreben
4, 4′ gelagert sind. Seitlich außerhalb der einen horizontalen Hinterbau
strebe 4 sitzt der Antriebshebel 7, der in Fig. 2 nur teilweise dargestellt
ist. Quer zur Längsrichtung des Antriebshebels 7 sind daran zwei im we
sentlichen U-förmige Profilteile 26, 27 angeflanscht, deren Offenseiten mit
Abstand voneinander angeordnet sind und aufeinanderzuweisen. Die inne
ren kürzeren Schenkel 28 bilden ein ersten Paar von Zahnstangen 29, 30,
die mit in zueinander entgegengesetzten Richtungen S1, S2 sperrend wir
kenden Sperrzahnreihen 31, 32 versehen sind. Jeder Sperrzahn 33 weist
demzufolge eine steile Sperrflanke 34 und eine flache Abrollflanke 35 auf.
Zwischen den beiden Sperrzahnreihen 31, 32 sitzt ein erstes Rastenzahnrad
36, das drehfest auf der Nabe 23 befestigt ist. Der Zahnradkörper 37 ist
mit zwei mit Axialabstand voneinander angeordneten Ringscheiben 38, 39
versehen, in die jeweils in Axialrichtung fluchtend und über den Umfang
verteilt eine Vielzahl von im wesentlichen radialen, leicht schräg ange
stellten Langlöchern 40 eingeformt ist. In diesen Langlöchern 40 sitzt
jeweils eine achsialparallel ausgerichtete Rolle 41. Die Rollen 41 bilden
die Rastzähne des Rastenzahnrades 36. Sie sind durch an beide Stirnsei
ten des Zahnradkörpers 37 angebrachte Sicherungsringe 42 gegen axiales
Herausschieben aus den Langlöchern 40 gesichert. Darüber hinaus sind
die Rollen 41 durch die gewölbte Flanke 43 der Sicherungsringe 42 radial
nach außen beaufschlagt (s. Fig. 3C).
Wie aus Fig. 3 deutlich wird, greifen die diametral gegenüberliegenden
Rollen 41 des Rastenzahnrades 36 in die entsprechenden Sperrzahnreihen
31, 32 der Zahnstangen 29, 30 ein. Damit kann die Schwenkbewegung des
Antriebshebels 7 in eine Drehbewegung der Nabe 23 und damit des Hinter
rades 5 umgesetzt werden, was wie folgt geschieht:
Bei einer Schwenkbewegung des Antriebshebels 7 nach oben (Pfeil O in Fig. 3) greifen die auf der linken Seite bezüglich Fig. 3 angeordneten Rollen 41 sperrend in die Sperrzahnreihe 31 der Zahnstange 29 ein. Das Rastenzahnrad 36 dreht sich somit im Uhrzeigersinn bezüglich Fig. 3, was einer Vorwärtsdrehbewegung des Hinterrades 5 entspricht. Die auf der ge genüberliegenden Seite in die Sperrzahnreihe 32 der Zahnstange 30 ein greifenden Rollen 41 werden durch die Beaufschlagung durch die Abroll flanken 35 der Sperrzahnreihe 32 entgegen der Beaufschlagung durch die Sicherungsringe 42 nach innen verlagert und ratschen so über die Sperr zähne 33 der Sperrzahnreihe 32 nach unten hinüber, ohne eine Sperrwir kung zu entfalten. Bei einer Abwärtsbewegung (Pfeil A in Fig. 3) des Antriebshebels 7 werden umgekehrt die auf der rechten Seite bezüglich Fig. 3 angeordneten Rollen 41 von den Sperrzähnen 33 der Sperrzahnreihe 32 erfaßt und das Rastenzahnrad 36 somit wieder im Uhrzeigersinn bezüg lich Fig. 3 in Drehbewegung versetzt. Auf der diametral gegenüberliegen den Seite ratschen die Rollen 41 wiederum über die Sperrzähne 33 der Sperrzahnreihe 31 nach oben hinüber. Erkennbar kann somit eine Schwenkbewegung sowohl nach oben als auch nach unten des Antriebshe bels 7 in eine gleichläufige Drehbewegung des Rastenzahnrades 36 und somit des Hinterrades 5 des Fahrrades umgesetzt werden. Unterbleibt eine Betätigung des Antriebshebels 7, so laufen die Rollen 41 auf beiden Seiten über die Sperrzahnreihen 31, 32 hinüber, so daß das Rastengetriebe auch eine Freilauffunktion erfüllt.
Bei einer Schwenkbewegung des Antriebshebels 7 nach oben (Pfeil O in Fig. 3) greifen die auf der linken Seite bezüglich Fig. 3 angeordneten Rollen 41 sperrend in die Sperrzahnreihe 31 der Zahnstange 29 ein. Das Rastenzahnrad 36 dreht sich somit im Uhrzeigersinn bezüglich Fig. 3, was einer Vorwärtsdrehbewegung des Hinterrades 5 entspricht. Die auf der ge genüberliegenden Seite in die Sperrzahnreihe 32 der Zahnstange 30 ein greifenden Rollen 41 werden durch die Beaufschlagung durch die Abroll flanken 35 der Sperrzahnreihe 32 entgegen der Beaufschlagung durch die Sicherungsringe 42 nach innen verlagert und ratschen so über die Sperr zähne 33 der Sperrzahnreihe 32 nach unten hinüber, ohne eine Sperrwir kung zu entfalten. Bei einer Abwärtsbewegung (Pfeil A in Fig. 3) des Antriebshebels 7 werden umgekehrt die auf der rechten Seite bezüglich Fig. 3 angeordneten Rollen 41 von den Sperrzähnen 33 der Sperrzahnreihe 32 erfaßt und das Rastenzahnrad 36 somit wieder im Uhrzeigersinn bezüg lich Fig. 3 in Drehbewegung versetzt. Auf der diametral gegenüberliegen den Seite ratschen die Rollen 41 wiederum über die Sperrzähne 33 der Sperrzahnreihe 31 nach oben hinüber. Erkennbar kann somit eine Schwenkbewegung sowohl nach oben als auch nach unten des Antriebshe bels 7 in eine gleichläufige Drehbewegung des Rastenzahnrades 36 und somit des Hinterrades 5 des Fahrrades umgesetzt werden. Unterbleibt eine Betätigung des Antriebshebels 7, so laufen die Rollen 41 auf beiden Seiten über die Sperrzahnreihen 31, 32 hinüber, so daß das Rastengetriebe auch eine Freilauffunktion erfüllt.
Wie aus den Fig. 2 und 3 weiterhin deutlich wird, ist das Zahnstangen
getriebe 13 als Schaltgetriebe ausgebildet, wozu die beiden U-Profilteile
26, 27 an ihren äußeren, längeren Schenkein 44 wiederum Zahnstangen
29′, 30′ mit entsprechenden Sperrzahnreihen 31′, 32′ aufweisen. Diese
sind entsprechend den Sperrzahnreihen 31, 32 mit Sperrzähnen 33′ verse
hen, deren Sperr- 34′ und Abrollflanken 35′ in die gleiche Richtung wei
sen, wie bei den Sperrzähnen 33 der entsprechend dahinterliegenden
Sperrzahnreihe 31 bzw. 32. Zwischen den beiden Sperrzahnreihen 31′, 32′,
die einen geringeren Abstand zueinander aufweisen wie die beiden Sperr
zahnreihen 31, 32, ist ein im Durchmesser kleineres Rastenzahnrad 36′
eingesetzt, das ebenfalls drehfest mit der Nabe 23 verbunden ist. Der
grundsätzliche Aufbau des Rastenzahnrades 36′ entspricht dem des Rasten
zahnrades 36. Insofern erübrigt sich eine nochmalige detaillierte Be
schreibung. Mit dem Rastenzahnrad 36 übereinstimmende Bauteile des Ra
stenzahnrades 36′ sind durch gleichlautende, jeweils apostrophierte Be
zugsziffern bezeichnet.
Im Unterschied zum Rastenzahnrad 36 weist das Rastenzahnrad 36′ jedoch
noch einen Steuerring 45 auf, der mit seinen beiden Ringscheiben 46, 47
axial innerhalb der beiden Ringscheiben 38′, 39′ des Zahnradkörpers 37′
sitzt. Diese Ringscheiben 46, 47 weisen in Axialrichtung miteinander und
mit den Langlöchern 40′ fluchtend kulissenartige Steuerausnehmungen 48
für die Rollen 41′ auf, die sich radial nach innen verbreitern und folg
lich einen etwa dreieckigen Öffnungsquerschnitt aufweisen.
Der Steuerring 45 ist gegenüber dem Zahnradkörper 37′ und damit der
Nabe 23 um einen kleinen Winkelbetrag verdrehbar, wobei die Steuerung
der Drehbewegung über eine in der Nabe 23 verlaufende Schaltstange 49
erfolgt. Wie in den Zeichnungen nicht näher dargestellt ist, ist im Be
reich des Steuerrings 45 in der Schaltstange 49 eine axial verlaufende
Nut vorgesehen, in die eine sich durch den Zahnradkörper 37′ und die
Nabe 23 erstreckende, mit dem Steuerring 45 verbundene Schraube 50
reicht. Die entsprechenden Öffnungen im Zahnradkörper 37′ und der Nabe
23 für den Durchtritt der Schraube 50 haben die notwendige Weite, um die
vorerwähnte Verdrehmöglichkeit des Steuerrings 45 gegenüber diesen bei
den Bauteilen abzugrenzen. Eine zweite, mit einer bestimmten Steigung
schraubenlinienförmig in der Schaltstange 49 verlaufende Nut, in die ein
in der Nabe 23 sitzender Schraubenstift reicht, bewirkt eine geringe Ver
drehung der Schaltstange 49 bei ihrer axialen Verschiebung gegenüber der
Nabe 23. Diese Verdrehung überträgt sich auf den Steuerring 45, womit
die weiter unten erläuterte Schaltfunktion ausgeübt werden kann.
Es bleibt einerseits zu ergänzen, daß das den Rastenzahnrädern 36, 36′
abgewandte Ende 51 der Schaltstange 45 aus der Nabe 23 austritt und
durch eine an der Hinterbaustrebe 4′ des Fahrrades befestigte Kippfeder
52 in Pfeilrichtung 53 beaufschlagt ist. Die Kippfeder 52 hat eine defi
nierte Auslösekraft, d. h. daß sie aus der in Fig. 2 gezeigten Auslösestel
lung bei Unterschreiten einer definierten Gegenkraft G, die von der
Schaltstange entgegen der Pfeilrichtung 53 auf die Kippfeder 52 ausgeübt
wird, in Pfeilrichtung 53 in die strichliert dargestellte Stellung schnappt
und die Schaltstange 49 in der Nabe 23 in dieser Richtung verschiebt.
Andererseits bleibt zu ergänzen, daß die Nabe 23 über das äußere Ra
stenzahnrad 36′ vorsteht und dort mit einer Lagerrolle 54 versehen ist,
die in einer Vertikalführung 55 vertikal verschiebbar geführt ist. Die
Vertikalführung 55 ist an der Innenseite eines in Draufsicht langgestreckt
rechtwinkligen Deckels 56 angeformt, der außenseitig auf die äußeren,
längeren Schenkel 44 der U-Profilteile 26, 27 aufgeschraubt ist. Durch die
Einlage der Lagerrolle 54 in der Vertikalführung 55 ist der Antriebshebel
7 in seiner Längsrichtung definiert gehalten.
Es bleibt weiterhin zu ergänzen, daß das Zahnstangengetriebe 13 auf sei
ner Innenseite mit zueinander verschiebbaren Abdeckungen 57, 58 versehen
ist, so daß eine Vollkapselung des Zahnstangengetriebes 13 erfolgt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun eine erste Möglichkeit zur Einstel
lung des Übersetzungsverhältnisses erläutert. Es ist nämlich die An
lenkachse 8 des Antriebshebels 7 relativ zu diesem verschiebbar. Dazu ist
die Anlenkachse 8 auf einem Schlitten 59 angebracht, der in Längsrich
tung des Antriebshebels 7 verschiebbar auf einer Schiene 60 am Hebel ge
lagert ist. Der Schlitten 59 ist mit der Kolbenstange 61 eines Kolben-Zy
linder-Antriebes 62 verbunden, der im Antriebshebel 7 hinter dem Zahn
stangengetriebe 13 angeordnet ist. Der Kolben-Zylinder-Antrieb 62 ist über
zwei Hydraulikleitungen 63, 64 mit einer Pumpe 65 verbunden, die am Be
tätigungsende 12 des Antriebshebels 7 vor dem Anlenkpunkt des Hängepe
dals 22 angeordnet ist. Die Pumpe 65 weist einen Pumpenkolben auf, der
mittels einer Kolbenstange bewegt wird. Das kopfförmige Ende 66 der Kol
benstange wirkt mit einer Ausnehmung 67 am Lagerkörper 68 des Hängepe
dals 22 so zusammen, daß bei jeder Schwenkbetätigung des Antriebshebels
7 das Ende 66 aus der Ausnehmung 67 herausgeschoben und wieder in
diese hineingelangen kann. Dadurch wird der Pumpenkolben hin- und her
verschoben und Hydraulikfluid in den Hydraulikleitungen 63, 64 gefördert.
Bei jedem Hebelzyklus wird also Hydraulikflüssigkeit in den Kolben-Zylin
der-Antrieb 62 gedrückt, so daß dessen Kolbenstange 61 den Schlitten 59
mit der Anlenkachse 8 nach hinten verschiebt. Hierdurch ergibt sich eine
Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses des Antriebshebels 7.
Ein einstellbares Nadelventil 69 läßt sich von einer voll geöffneten Stel
lung stufenlos in eine geschlossene Stellung bringen und führt gegebenen
falls Hydraulikflüssigkeit gleichwirkend mit einer nicht dargestellten
Schraubendruckfeder im Kolben-Zylinder-Antrieb 62 in diesen hinein, wo
durch sich durch eine entsprechende Ventileinstellung ein Gleichgewicht
einer bestimmten Pumpenfrequenz einstellt.
Eine willkürliche Betätigung des Kolben-Zylinder-Antriebes 62 kann bei
spielsweise durch Betätigung einer am Lenker vorgesehenen Pumpe erfol
gen, die wiederum über entsprechende Hydraulikleitungen mit dem Kolben-
Zylinder-Antrieb 62 verbunden ist. Damit läßt sich das Übersetzungsver
hältnis durch eine stufenlose Verschiebung der Anlenkachse 8 gegenüber
dem Antriebshebel 7 innerhalb bestimmter Grenzen praktisch beliebig ein
stellen.
Es wird nun die Schaltfunktion des Zahnstangengetriebes 13 näher erläu
tert.
Es wird von der in Fig. 3B gezeigten Aktivstellung des Rastenzahnrades
36′ ausgegangen. Diese Stellung wird eingenommen beim Anfahren oder bei
einer Langsamfahrt des Fahrrads. In diesem Zustand sind die Fliehkräfte,
die von den Rollen 41′ radial nach außen über die Steuerausnehmungen 48
im Steuerring 45 auf diesen ausgeübt werden, so gering, daß sich die
Kippfeder 52 in der in Fig. 2 strichliert dargestellten Position befindet
und damit die Schaltstange 49 in die Nabe 23 eingeschoben ist. Dadurch
wird der Steuerring 45 in der in Fig. 3B gezeigten Stellung gehalten, in
der die Rollen 41′ aufgrund der Steuerausnehmungen 48 gegen die Beauf
schlagung durch den Federring 43′ radial nach innen verlagert und aus
den Sperrzahnreihen 31′, 32′ ausgerückt sind. Damit können die Rollen
41′ nicht mit den Sperrzahnreihen 31′, 32′ eingreifen, so daß der Antrieb
des Hinterrades 5 allein über das größere Rastenzahnrad 36 - wie oben
bereits ausführlich beschrieben - erfolgt.
Mit schneller werdender Fahrt und damit höherer Drehgeschwindigkeit der
Nabe erhöhen sich die von den Rollen 41′ über die Steuerausnehmungen 48
auf den Steuerring 45 ausgeübten Fliehkräfte, die eine Verdrehung des
Steuerringes 45 relativ zum Zahnradkörper 37′ und damit eine Axialver
schiebung der Schaltstange 49 herbeiführen wollen. Sobald diese Flieh
kräfte so hoch sind, daß die Schaltstange 49 mit einer Gegenkraft G ent
gegen der Pfeilrichtung 53 auf die Kippfeder 52 wirkt, welche Gegenkraft
die Auslösekraft der Kippfeder 52 übersteigt, so schnappt die Kippfeder 52
in die in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien dargestellte Position. Dadurch
kann sich die Schaltstange 49 axial in der Nabe 23 verschieben und der
Steuerring 45 folglich verdrehen, so daß die Rollen 41′ radial nach außen
freigegeben werden und sich in die in Fig. 3A gezeigte Stellung unter
Einrücken in die Sperrzahnreihen 31′, 32′ verlagern. In dieser Stellung
greifen die Rollen 41′ in die zugeordneten Sperrzahnreihen 31′, 32′ ein
und übernehmen die Kraftübertragung zwischen dem Antriebshebel 7 und
der Nabe 23. Da das Rastenzahnrad 36′ einen kleineren Durchmesser als
das Rastenzahnrad 36 aufweist, wird nun mit einer höheren Übersetzung
gefahren, d. h. pro Schwenkung des Antriebshebels wird ein größerer Weg
zurückgelegt. Die Kraftübertragung zwischen den Sperrzahnreihen 31′, 32′
und dem Rastenzahnrad 36′ erfolgt dabei wechselseitig in der gleichen
Weise, wie oben anhand des Rastenzahnrades 36 beschrieben.
Da die Rastenzahnräder 36, 36′ gegenüber den Sperrzahnreihen 31, 32,
31,′ 32′ auch eine Freilauffunktion erfüllen können, können die Rollen 41
des Rastenzahnrades 36 über die Sperrzähne 33 der Sperrzahnreihen 31, 32
hinübergleiten. Dies erfolgt aufgrund der gegenüber der linearen Ver
schiebegeschwindigkeit der beiden Sperrzahnreihen 31, 32 höheren Winkel
geschwindigkeit der Rollen 41 am Rastenzahnrad 36.
Sobald eine bestimmte Geschwindigkeit unterschritten wird und damit die
Fliehkräfte der Rollen 41′ nicht mehr ausreichen, eine Verdrehung des
Steuerrings 45 aufgrund der Beaufschlagung der Schaltstange 49 durch die
Kippfeder 52 zu unterbinden, erfolgt eine Verschiebung der Schaltstange
49 durch die Beaufschlagung der Kippfeder 52. Der Steuerring 45 wird
wieder in die in Fig. 3B gezeigte Stellung verdreht, so daß die Rollen
41′ radial nach innen verlagert werden und außer Eingriff mit den
Sperrzahnreihen 31′, 32′ gelangen. Der Antrieb erfolgt dann wieder über
das größere Rastenzahnrad 36 und die diesem zugeordneten Sperrzahnrei
hen 31, 32.
Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß die Schaltung über eine Flieh
kraftsteuerung geschwindigkeitsabhängig arbeitet.
Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, das Ende 51 der Schaltstange
49 mit dem Zugseil Bowdenzug zu koppeln, der mit einem üblichen Hand
schalter gesteuert wird. In diesem Falle handelt es sich um ein auf
manuelle Weise willkürlich schaltbares Getriebe.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Schaltstange 49 mit einem Nei
gungsschalter versehen ist, der die Schaltbewegung der Schaltstange 49
von der Neigung des Fahrrades abhängig steuert. So wird auf der Ebene
die in Fig. 3A gezeigte Schaltstellung des Zahnstangengetriebes 13 ein
gehalten, was einem Schnellfahrgang entspricht. Sobald das Fahrrad eine
Steigung hinauffährt, wird durch den Neigungsschalter die Schaltstange 49
verschoben und die in Fig. 3B gezeigte Schaltstellung eingestellt. Dieser
entspricht einem Berggang.
In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hebel
antriebsvorrichtung dargestellt, die sich in zweierlei Hinsicht von der in
Fig. 1 dargestellten Hebelantriebsvorrichtung unterscheidet. Es ist dies
zum einen die Anordnung der Anlenkachse 8 des Antriebshebels 7 sowie
andererseits die Verwendung nur eines Antriebshebels 7. Ansonsten
herrscht Übereinstimmung insbesondere was die Ausgestaltung des Zahn
stangengetriebes 13 betrifft. Insofern sind alle in Funktion und Aufbau
mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 übereinstimmenden Bauteile in
Fig. 4 mit identischen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Wie erwähnt sitzt die Anlenkachse 8 des Antriebshebels 7 zwischen dem
Zahnstangengetriebe 13 und dem in Fahrtrichtung F weisenden Betäti
gungsende 12 des Antriebshebels 7. Die Anlenkachse 8 ist über einen Len
ker 9 mit einer Querstrebe 70 zwischen dem Sattelrohr 2 und der vertika
len Hinterbaustrebe 3 verbunden.
Weiterhin ist auf der dem Antriebshebel 7 gegenüberliegenden Seite kein
weiterer Antriebshebel angeordnet. Vielmehr ist das auf dieser Seite lie
gende Betätigungselement in Form des Hängepedals 22′ direkt am freien
Ende des diesseitigen Koppelarms 17 des doppelhebelartigen Koppelelements
14 angelenkt.
An dem um 180° gegenüber dem Koppelarm 17 versetzt angeordneten Kop
pelarm 19 ist der Antriebshebel 7 wiederum ein Stück vor dessen Betäti
gungsende 12 über einen Lenker 21 angelenkt. Im Anlenkpunkt des Len
kers 21 am Koppelarm 19, der mit Abstand vor dem freien Ende des Kop
pelarms 19 angeordnet ist, ist ein Anschlag 20 vorgesehen, der die
Schwenkbewegung des Antriebshebels 7 nach unten begrenzt. Am freien
Ende des Koppelarms 19 ist ein weiterer Anschlag 20′ vorgesehen, der die
Schwenkbewegung des Antriebshebels 7 nach oben begrenzt und insbeson
dere eine Totpunktstellung zwischen Antriebshebel 7, Lenker 21 und Kop
pelarm 19 vermeidet.
Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß der Antriebshebel beson
ders stabil aufgehängt ist, da er an drei Stellen definierte Lagen ein
nimmt und dort abgestützt ist. Es ist dies einerseits die Anlenkachse 8,
die eine Abstützung im wesentlichen in der Vertikalen vornimmt, und an
dererseits das Zahnstangengetriebe 13, das eine Abstützung des Antriebs
hebels 7 in der Horizontalen - also in seiner Längsrichtung - vornimmt.
Durch die Ankopplung des Antriebshebels 7 an das Koppelelement 14 wird
eine saubere Führung des Antriebshebels 7 in allen Raumrichtungen zu
sätzlich unterstützt.
In Fig. 6 ist eine alternative Ausgestaltung für die Verschiebevorrichtung
für die Anlenkachse 8 des Antriebshebels 7 gemäß Fig. 4 und 5 darge
stellt. Es handelt sich um eine mechanische Verschiebevorrichtung, wobei
eine durch das Hängepedal 22 und eine daran angeordnete Schiebeklinke
71 in Richtung größerer Übersetzung verschiebbare Zahnstange 22 durch
eine Schraubenfeder 73 gegenbelastet und mit einem Bremszahnräderwerk
74 beaufschlagt ist. Die Zahnstange 72 ist mit der Anlenkachse 8 des An
triebshebels 3 verbunden und sorgt somit für deren entsprechende Ver
schiebung.
Das in Fig. 8 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in
Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die Zahnstangen
des Zahnstangengetriebes 13′ gegenseitig parallel gekrümmt ausgebildet
sind, wobei der Krümmungsmittelpunkt von der Anlenkachse 8 des An
triebshebels 7 aus gesehen jenseits des Zahnstangengetriebes 13′ liegt.
Damit wird in der in Fig. 8 gezeigten unteren Schwenkendstellung genauso
wie in der entgegengesetzten oberen Schwenkendstellung der Hebelarm zwi
schen dem Zahnradgetriebe 13′ und der Anlenkachse 8 vergrößert. Bei der
Schwenkbetätigung des Antriebshebels 7 wird dieser Hebelarm bis zur Mit
te des Schwenkweges stetig verkürzt und anschließend bis zum Ende des
Schwenkweges wieder vergrößert, was ergonomisch besonders vorteilhaft
ist.
In Fig. 9 ist ein Rollstuhl 75 dargestellt, dessen Sitzgestell 76 in übli
cher Weise ausgebildet ist. Die beiden Räder 77, 78 des Rollstuhles 75
sind am Sitzgestell 76 drehbar gelagert und jeweils von einer erfindungs
gemäßen Hebelantriebsvorrichtung mit Antriebshebeln 7, 7′ und Zahnstan
gengetrieben 13, 13′ angetrieben. Wie aus der Fig. 9 deutlich wird, ist
wiederum eine verschiebbare Anlenkachse 8, 8′ bei beiden Antriebshebeln
7, 7′ vorgesehen, wobei ihre Schlitten 59 mit den freien Enden von ge
neigt zur Fahrtrichtung F liegenden Streben 79 eines Verbindungsbügels
80 verbunden sind. Der Verbindungsbügel 80 ist am Sitzgestell 76 über
Drehlager 81 um eine quer zur Fahrtrichtung F verlaufende Achse schwen
kbar gelagert. Der Verbindungsbügel 80 synchronisiert die Verstellbewe
gung der Anlenkachsen 8, 8′, welche Verstellung durch einen zu einem
Ring geschlossenen Bowdenzug 82 am einen Antriebshebel 7 erfolgt. Der
Bowdenzug 82, der um eine Umlenkrolle 83 vor dem Zahnstangengetriebe 13
des Antriebshebels 7 umgelenkt ist und mit seinen beiden Enden mit dem
Schlitten 59 verbunden ist, wird durch den Drehgriff 84 am Betätigungs
ende 12 des Antriebshebels 7 betätigt, wodurch eine Verschiebung des
Schlittens 59 hervorgerufen werden kann. Diese überträgt sich durch den
Verbindungsbügel 80 auf den Schlitten 59 des zweiten Antriebshebels 7′.
Der Drehgriff 84, um das das Zugseil des Bowdenzuges einige Male herum
geführt ist, kann mit einer Anzeige und einer Feststellvorrichtung ver
bunden sein, um die Anlenkachse 8 zu fixieren.
In der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen He
belantriebsvorrichtung ist die Anlenkachse 8 des Antriebshebels 7 unver
schiebbar am Antriebshebel zwischen der Nabe 23 des angetriebenen Rads
5 und dem Betätigungsende 12 des Antriebshebels 7 angebracht und
schwenkbar zum Rahmen des Fahrrads mittels des Lenkers 9 abgestützt.
Das Betätigungsende 12 des Antriebshebels 7 ist am seitenzugehörigen
Kurbelarm 85 der Drehkurbel 86 angelenkt. Die in Fig. 10 nicht erkenn
baren Antriebszahnstangen sind gegeneinander gekrümmt und bilden ge
schlossene, innen sperrverzahnte Ringe, welche als Verbund mittels einer
jetzt ebenfalls ringförmigen Führung 87 für die auf der Nabe des ange
triebenen Rads 5 befindliche Lagerrolle 54 mit den zwischen den An
triebszahnstangen befindlichen Rastenzahnrädern in Eingriff gehalten
werden.
Zusammenfassend bieten die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs
formen der Erfindung folgende weitere Vorteile:
Die Verschwenkung des Antriebshebels wird als Antriebskomponente mit idealem Wirkungsgrad ausgenutzt. Außerdem werden die Lauflager des Ra des durch Kraftschübe in annähernd senkrechter Richtung entlastet. Wei terhin befindet sich die Fußauflagefläche der Hängepedale 22 immer oben. Durch die hängende Anlenkung kann eine größere und flexible Bodennähe erreicht werden.
Die Verschwenkung des Antriebshebels wird als Antriebskomponente mit idealem Wirkungsgrad ausgenutzt. Außerdem werden die Lauflager des Ra des durch Kraftschübe in annähernd senkrechter Richtung entlastet. Wei terhin befindet sich die Fußauflagefläche der Hängepedale 22 immer oben. Durch die hängende Anlenkung kann eine größere und flexible Bodennähe erreicht werden.
Der Antriebshebel 7 stellt sich beim Schieben des Fahrzeuges von selbst
nach oben. Weiterhin können ohne weiteres ein flexibler Hub, eine aufhe
be Gegenläufigkeit, eine aufhebbare Rücklaufsperre, ein eindeutiger Dreh
sinn und eine Bremsung des Rades über den Antriebshebel erreicht wer
den.
Da bei dem erfindungsgemäßen Hebelantrieb der Antriebshebel einen glei
tenden Anlenkpunkt hat, durch dessen Verschiebung sich die Länge von
Last- und Kraftarm und der Weg der tangential über die Antriebszahn
stange angreifenden Kraft auf ein fest auf der Radnabe sitzendes Rasten
zahnrad verändern lassen, ergibt sich eine stufenlose Schaltung. Im Ver
hältnis zur Antriebskraft genügen minimale Kräfte für eine automatische
oder willkürliche Betätigung der stufenlosen, kraftflußunabhängigen und
im Stand arbeitenden Schaltung. Dies trifft besonders für eine zusätzliche
Stufenschaltung bei einer Ausführung mit mehreren Rastenzahnrädern zu,
bei der das Ein- oder Ausrücken der kleineren Rastenzahnräder durch
Freigabe oder Rücknahme seiner Rollen durch die Steuerringe erfolgt.
Die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform verbindet weiterhin die Vor
teile der erfindungsgemäßen Hebelantriebsvorrichtung unter Verzicht auf
ein stufenlos änderbares Übersetzungsverhältnis und den von Totpunktla
gen freien Bewegungsablauf mit dem allgemein üblichen Bewegungsablauf
von Kurbeltretlagern bei herkömmlichen Fahrrädern.
Claims (24)
1. Hebelantriebsvorrichtung für Fahrräder, Rollstühle oder dergleichen mit
- - einem um eine quer zur Fahrtrichtung (F) verlaufende Schwenkachse verschwenkbar an einem Fahrzeugrahmen (Stützstrebe 10, Querstrebe 70, Sitzgestell 76) angelenkten hand- oder fußbetätigbaren Antriebshebel (7, 7′) und
- - einem Zahnstangengetriebe (13) zwischen Antriebshebel (7, 7′) und einer Nabe (23) des angetriebenen Fahrzeugrades (Hinterrad 5, Haupträder 77, 78), dadurch gekennzeichnet,
- - daß der Antriebshebel (7, 7′) ein sich vorzugsweise in seine Schwenk richtung (S) erstreckendes Antriebszahnstangenpaar (Zahnstangen 29, 30, 29′, 30′) mit in zueinander entgegengesetzten Richtungen (S1, S2) sperrend wirkenden Sperrzahnreihen (31, 32, 31′, 32′) an den einander zugewandten Seiten der Zahnstangen (29, 30, 29′, 30′) aufweist und
- - daß in die beiden Sperrzahnreihen (31, 32, 31′, 32′) ein drehfest auf der Nabe (23) des angetriebenen Fahrzeugrades (Hinterrad 5, Haupträ der 77, 78) sitzendes Rastenzahnrad (36, 36′) eingreift, dessen einzelne Rastzähne (Rollen 41, 41′) in radialer Richtung verschiebbar und ra dial nach außen federelastisch beaufschlagt an einem Zahnradkörper (37, 37′) angebracht sind.
2. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rastzähne des Rastenzahnrades (36, 36′) jeweils als Rollen (41,
41′) ausgebildet sind, die in im wesentlichen radial verlaufenden Langlö
chern (40, 40′) im Zahnradkörper (37, 37′) radial verschiebbar gelagert
sind.
3. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollen (41, 41′) durch beiderseits stirnseitig am Zahnradkörper
(37, 37′) angeordnete Sicherungsringe (42, 42′) axial gesichert und
radial nach außen federelastisch beaufschlagt sind.
4. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich eines Antriebshebels (7, 7′) zur Bildung
eines Schaltgetriebes mindestens zwei Rastenzahnräder (36, 36′) unter
schiedlicher Durchmesser mit jeweils zugeordneten Antriebszahnstangenpaa
ren (29, 30, 29′, 30′) vorgesehen sind, wobei die Rastzähne (Rollen 41′)
der Rastenzahnräder (36′), die nicht den größten Durchmesser aufweisen,
durch eine Schaltsteuerung außer Eingriff mit den ihnen zugeordneten
Sperrzahnreihen (31′, 32′) bringbar sind.
5. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltsteuerung einen relativ zu dem Zahnradkörper (37′) und
den als Rollen (41′) ausgebildeten Rastzähnen verdrehbaren Steuerring
(45) aufweist, der mit kulissenartigen Steuerausnehmungen (48) zur Ra
dialverschiebung für das Ein- und Ausrücken einer jeden Rolle (41, 41′)
aus der zugeordneten Sperrzahnreihe (31′, 32′) versehen ist.
6. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerring (45) durch Verschiebung einer in der Nabe (23) ko
axial zu deren Drehachse verlaufenden Schaltstange (49) betätigbar ist.
7. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung einer Willkür-Schaltung die Schaltstange (49) über einen
Bowdenzug manuell betätigbar ist.
8. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung einer automatischen, fliehkraftgesteuerten Schaltung die
Schaltstange (49) in Ausrückrichtung (Pfeilrichtung 53) durch eine Kipp
feder (52) mit definierter Auslösekraft beaufschlagt ist.
9. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung einer automatischen, neigungsgesteuerten Schaltung die
Schaltstange durch einen Neigungsschalter betätigbar ist.
10. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die zur Schwenklagerung des Antriebshebels (7, 7′)
dienende Anlenkachse (8, 8′) in Längsrichtung des Antriebshebels auf ihm
vorzugsweise stufenlos verstellbar ist.
11. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlenkachse (8, 8′) über einen Lenker (9) mit dem Fahrzeugrah
men (Stützstrebe 10, Querstrebe 70) gelenkig gekoppelt ist.
12. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Zahnstangengetriebe (13) zwischen Antriebshebel (7, 7′)
und Nabe (23) im Bereich zwischen der Anlenkachse (8, 8′) und dem Be
tätigungsende (12) des Antriebshebels (7, 7′) angeordnet ist.
13. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Zahnstangengetriebe (13) hinter der Anlenkachse (7,
7′) an dem dem Betätigungsende (12) abgewandten Ende des Antriebshe
bels (7, 7′) angeordnet ist.
14. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß zur stufenlosen Verschiebung der Anlenkachse (8, 8′)
des Antriebshebels (7, 7′) eine Hydraulikeinrichtung mit einem der An
lenkachse (8, 8′) zugeordneten Kolben-Zylinder-Antrieb (62) und einer
Pumpe (65) zu dessen Betätigung vorgesehen ist, welche durch ein Betäti
gungselement (Hängepedal 22) vorzugsweise am Antriebshebel (7, 7′) an
getrieben ist.
15. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Verschiebung der Anlenkachse (8, 8′) des An
triebshebels (7, 7′) eine mechanische Verschiebeeinrichtung vorgesehen
ist, die eine der Anlenkachse (8, 8′) zugeordnete Zahnstange (72) auf
weist, die von einer Schiebeklinke (71) am Betätigungselement (Hängepedal
(22) betätigt und durch eine Schraubenfeder (73) belastet sowie mit einem
Bremszahnräderwerk (74) beaufschlagt ist.
16. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Verschiebung der Anlenkachse (8, 8′) des An
triebshebels (7, 7′) ein über einen Drehgriff (84) zu einem Ring ge
schlossener Doppelbowdenzug (82) vorgesehen ist.
17. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zahnstangen (29, 30, 29′, 30′) gekrümmt ausge
bildet sind und daß der Krümmungsmittelpunkt von der Anlenkachse (8,
8′) des Antriebshebels (7, 7′) aus gesehen jenseits der Zahnstangen (29,
30, 29′, 30′) liegt.
18. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der dem Antriebshebel (7, 7′) gegenüberliegenden
Seite des angetriebenen Rades (Hinterrad 5) ein zweiter Antriebshebel (7′)
vorgesehen ist und an einem Rahmenteil (Hinterbaustrebe 4) wenigstens
annähernd koaxial zum Schwenkpunkt des ersten Antriebshebels (7) ange
lenkt ist und daß beide Antriebshebel (7, 7′) über ein Koppelelement (14)
im Bereich des Betätigungsendes (12) der Antriebshebel (7, 7′) in gegen
läufiger Wirkverbindung miteinander stehen.
19. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Koppelelement (14) über eine Achse (15) mit dem Rahmen (Tretla
ger 16) des Fahrzeuges drehbar verbunden ist und zwei sich von der
Achse (15) in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Arme (Koppelarme
17, 19) aufweist, und daß mindestens ein Arm über eine Anlenkung am zu
gehörigen Antriebshebel (7, 7′) angelenkt ist und durch Anschläge (20,
20′) am Erreichen einer Totpunktlage gehindert wird.
20. Hebelantriebsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlenkachse (8′) des zweiten Antriebshebels (7′) auf diesem stu
fenlos verschiebbar ist und daß diesem Antriebshebel (7′) ein eigenes
Zahnstangengetriebe (13) mit nur in einer Richtung sperrenden Zähnen
zum direkten Radantrieb zugeordnet ist.
21. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß ein einziger Antriebshebel (7) mit einem drehbar am
Fahrzeug gelagerten, doppelhebelartigen Koppelelement (14) verbunden ist,
dessen eines Ende mit dem Betätigungsende (12) des Antriebshebels (7)
und dessen anderes Ende mit einem Betätigungselement (Hängepedal 22′)
versehen ist.
22. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß als Betätigungselement für die Hebelantriebsvorrich
tung jeweils ein hängend angelenktes Pedal (Hängepedal 22, 22′) am Be
tätigungsende (12) des Antriebshebeis (7, 7′) bzw. am Koppelarm (17) des
Koppelelementes (14) vorgesehen ist.
23. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zahnstangen (29, 30) des Zahnstangengetriebes
(13) gegeneinander gekrümmt sind und einen geschlossenen, innen sperr
verzahnten Ring bilden, der mittels einer ringförmigen Führung (87) für
eine Lagerrolle (54) auf der Nabe (23) mit den Rastenzahnrädern in Ein
griff gehalten wird und daß der Antriebshebel (7) über eine Tretkurbel
(86) mit dem Fahrzeug verbunden ist.
24. Hebelantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aufnahmen der treibenden sowie der getriebenen
Teile des Zahnstangengetriebes (13) für die Rollen (41, 41′) kraftübertra
gende Abrollflächen besitzen, deren Ausdehnung ein Zurückweichen der
Rollen (41, 41′) um ein Maß erlaubt, das mindestens gleich groß ist wie
die Zahnhöhe der mit den Rollen zusammenwirkenden Sperrzahnreihen (31,
32, 31′, 32′).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944417765 DE4417765A1 (de) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Hebelantriebsvorrichtung für Fahrräder, Rollstühle oder dergleichen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944417765 DE4417765A1 (de) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Hebelantriebsvorrichtung für Fahrräder, Rollstühle oder dergleichen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4417765A1 true DE4417765A1 (de) | 1995-11-23 |
Family
ID=6518625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944417765 Withdrawn DE4417765A1 (de) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Hebelantriebsvorrichtung für Fahrräder, Rollstühle oder dergleichen |
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