DE8320431U1 - Muskelkraftgetriebenes fahrzeug - Google Patents

Description

NTANWALTE ^DR'^NG' ^DIPL-^PKVs- ^K

DlPL-ING. P. EICHLER

BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2

Hans Scharwechter und Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Scharwächter Nelkenstr. 13-15, 5608 Radevormwald

Muskelkraftgetriebenes Fahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein muskelkraftgetriebenes Fahrzeug, insbesondere Dreiradfahrzeug, mit zwei unabhängig voneinander hin- und hergehend zu bewegenden Fußpedalen, die an einem Ende schwenkbeweglich gelagert sind und an denen jeweils Zugmittel höhenverstellbar angreifen, die mit einem mechanischen Getriebe gekoppelt sind, das unter Wirkung einer einstellbaren Übersetzung auf ein Antriebsrad einwirkt.

Bei einem bekannten Fahrzeug dieser Art (US-PS 3 913 945), einem Fahrrad, werden in der Nähe der Radgabellagerung des Fahrradrahmens schwenkbeweglich gelagerte Fußpedale verwendet, die halbkreisförmig

sind und an den Pedalstangen längsverstellbare AnlenkEtellen für Zugseile besitzen. Die an den Anlenkstellen verwendete Klemmen müssen unabhängig voneinander verstellt werden, was zu ungleichmäßiger Einstellung führen kann und insbesondere am Berg zu Schwierigkeiten führt, wenn die zur Verfügung stehende Muskelkraft nicht optimal ausgenutzt werden kann und NachJustierungen erforderlich sind.

Es ist auch bereits bekannt (DE-OS 22 46 813), bei einem Dreirad mit Fußpedalantrieb ein Schaltgetriebe zu verwenden, mit dem die Getriebeübersetzung für beide Fußpedale gleichzeitig vorgenommen werden kann. Die Verwendung eines aufwendigen Getriebes für Fahrzeuge der eingangs genannten Art ist jedoch nicht tragbar; denn die zur Verfügung stehende Antriebsenergie ist gering, so daß Leichtbau oberstes Gebot sein muß und gewichtsaufwendige Maßnahmen nicht zur Anwendung kommen können.

Dem Fahrzeug muß ständig Antriebsenergie zur Verfügung gestellt werden können, um bei jeder Stellung der Fußpedale anfahren zu können und Steigungen mit zeitlich möglichst gleichbleibender Muskelanspannung zu bewältigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es bei im Mittel gleich großer Belastung des Fahrers leicht in Bewegung zu setzen und zu fahren ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine einzige auf beide Anlenkstellen der an den Fußpedalen angreifenden Zugmittel gleichzeitig einwirkende Verstellvorrichtung vorhanden ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug brauchen die ffl

antreibenden Füße bzw. Beine keine Bewegung auf einem fe

geschlossenen Kreis durchzuführen, so daß das Ausmaß |

der Bewegung der Gliedmaßen im Vergleich mit einem %

Fahrrad kleiner ist. Unmittelbar nach Bewegungsum- ^;g

kehr der Pedale kann erhebliche Kraft in den Antrieb §■

eingeleitet werden, da die Pedale quer bzw. im i|

wesentlichen quer zur Trittrichtung angeordnet sind. %

Infolgedessen kann die Muskelkraft über die gesamte %.

Bewegungsbahn eines Fußpedals in praktisch gleicher :'

Höhe eingesetzt werden. Jedes Fußpedal ist von der \

Bewegung des anderen Pedals entkoppelt, so daß die ij

Fußpedale nicht zwangsläufig gegenläufig bewegt zu ^.

werden brauchen, sondern z. B. beim Anfahren an <':.■

einer Steigung zumindest beim Anfahren selbst gleich- ^!'

zeitig betätigt werden können. !■"

Durch die gleichzeitige Einwirkung der Verstellvorrichtung auf die beiden Anlenkstellen der Zugmittel

an den FuRpedalen ist es möglich, den Abstand zwischen ^

den Anlenkstellen und der Tretachse der Fußpedale und Φ.

damit den Hebelarm zu beeinflussen, mit dem an dem Zugmittel gezogen wird. Je dichter eine Anlenkstelle

am unteren Ende eines Fußpedals liegt, desto größer '·.

ist der Weg des Zugmittels und desto größer ist dementsprechend der Abrollweg des Antriebsrades. Entsprechend schnell kann das Fahrzeug von einer bestimmten, durch die menschliche Leistungsfähigkeit begrenzten Kraft bzw. Leistung fortbewegt werden. Wird der Fahrwiderstand so groß, daß die Leistungsfähigkeit des Fahrers überfordert wird, um die Pedale genügend schnell hin- und herbewegen zu können, werden die Anlenkstellen der Zugmittel zu der Tretachse der Fußpedale verlagert. Dadurch verringert sich der von einem Zugmittel

zurückgelegte Weg im Verhältnis zum Pedalweg und die Zugkraft des Zugmittels vergrößert sich im umgekehrten Verhältnis. Der Fahrwiderstand kann dementsprechend unter Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit überwunden werden. Das Fahrzeug kann mit einer bestimmten durch die Leistungsfähigkeit des Fahrers begrenzten Kraft auch z. B. auf Steilstrecken bewegt werden. Dazu ist es erforderlich, daß die Höhenverstellung der Anlenkstelle möglichst schnell erfolgt, um den Kraft- bzw. Energieverlust während des Schaltvorganges gering zu halten. Hierzu ist die zentral bzw. gleichzeitig auf beide Anlenkstellen einwirkende Verstellvorrichtung unentbehrlich.

Die Verstellvorrichtung weist eine Stellstange auf, die in beide Anlenkstellen eingreift, die jeweils als Klemme ausgebildet sind, welche je zwei einander entgeciengesetzt, in nur einer Richtung wirkende Klemmar.ge sperre hat, die von der Stellstange wahlweise zu lösen sind. Jedes Klemmengesperre hat zwischen der Pedalstange und einer Klemmschrägfläche eine Kugel, die von einem von der Stellstange anzutreibenden Schwenkhebel gegen Federkraft ausrückbar ist. Mit den vorgenannten Bauteilen wird eine Klemme geschaffen, die genügend robust ist, um den hohen Beanspruchungen beim Fahr- und Verstellbetrieb gerecht zu werden.

Die Stellstange ist einerseits an einer Welle von mit dem Antriebsrad gekuppelten Zahnrädern angelenkt und greift andererseits in eine vertikale Kulisse verstellbar ein. Eine derartige Verstellstange ist im wesentlichen parallel zu den Zugmitteln angeordnet, was günstig im Sinne einer wenig platzaufwendigen Bauweise ist. Des weiteren kann die Stellstange auch

als konstruktives Bauteil für das mechanische Getriebe herangezogen werden, indem die Stellstange ein Gabelende hat, mit dem sie an der Antriebswelle der mit dem Antriebsrad gekuppelten Zahnräder angreift, wobei das andere Ende der Stellstange aus zwei teleskopierenden Stangenteilen besteht, von denen eines federkraftbeaufschlagt ist und mittels eines Handgriffs mit der Kulisse zusammenwirkt, mit der auch die Verstellung der Klemmen erfolgt.

Bei einem Fahrzeug, bei dem die Fußpedale ve ::ne im zwei Vorderräder und hinten ein angetriebenes Rad aufweisenden Fahrzeug angeordnet sind und jedes Fußpedal über eine Antriebskette ein Zahnrad beaufschlagt, das mit einem Freilauf zusammenwirkt, dem das von einer Antriebswelle angetriebene Antriebsrad nachgeordr.et ist, sind die an den Anlenkstellen der Fußpedale angreifenden Zugmittel an den Antriebsketten befestigte Zugstangen oder -Seite, die etwa parallel zu der Stellstange oder zu Verstell seilen liegen. Eine derartige Parallelität ist im Sinne einer wenig platzaufwendigen Bauweise günstig. Das gilt insbesondere für die vorbeschriebenen Dreiradfahrzeuge.

In vorteilhafter konstruktiver Ausgestaltung sind die Zugstangen jeweils an einem geradlinigen Kettenabschnitt der endlos ausgebildeten Antriebskette befestigt, der mit der Zugstange fluchtet. Dadurch ergibt sich eine besonders günstige Übertragung der von den Pedalen herrührenden Zugkraft über die Zugstange bzw. ein Zugmittel in den damit fluchtenden geradlinigen Kettenabschnitt der Antriebskette. Es geht keine Kraft dadurch verloren, daß das Zugmittel unter einem Winkel an der Antriebskette angreift und die in die Antriebskette infolgedessen eingeleitete Kraft nur

-S-

einen einer Kreisfunktion entsprechenden Bruchteil beträgt. Eine weitere konstruktive Integration wird dadurch erreicht, daß die endlos ausgebildete Antriebskette um ein den geradlinigen Kettenabschnitt etwa ste1IstangenparalIeI haltendes Spannrad geführt ist, das mit einem an der Stellstange angebrachten Kettenspanner gelagert ist. Wegen der Halterung des Kettenspanners durch die Stellstange wird das Spannrad und damit die Antriebskette entsprechend den Stellstangenbewegungen nach oben oder unten verschwenkt, so daß die Zugstangen, die Stellstange und die Antriebsketten unabhängig von der Position der Klemmen an den Pedalen jeweils etwa in derselben Ebene angeordnet sind.

Die Zahnräder greifen über die Freiläufe an einer gemeinsamen Antriebswelle an, die mit einem auf einer Achse des Antriebsrades drehfesten Treibrad antriebsmäßig gekuppelt ist. Damit wird die aus mehreren Antriebssträngen herrührende Antriebskraft in einfacher Weise von der Antriebswelle auf das Antriebsrad übertragen.

Von wesentlicher Bedeutung ist weiterhin, daß die Fußpedale bei gegenläufigen Pedalbewegungen zum Fahrzeugantrieb kuppelbar sind. Infolgedessen kann auch die Rückholbewegung eines Beines ausgenutzt werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Es hat sich gezeigt, daß die das Bein rückholenden Muskel recht kräftig sind und zu einer erheblichen Entlastung des das andere Fußpedal niederdrückenden Beines führen können. Die dadurch bewirkte Vergleichmäßigung der Muskelbelastung des Körpers führt zu einem wirkungsvolleren Antrieb des Fahrzeugs. Die Kupplung beider Fußpedale erfolgt mit mindestens einem

Zugseil unter Zwischenschaltung eines Umlenktei1s. Dadurch wird gewährleistet, daß trotz des zum Fahrzeugantrieb ausgenutzten Ni edertretens des einen Fußpedals und des Rückholens des anderen Fußpedals bedarfsweise auch ein gleichzeitiges Niedertreten bzw. Bewegen der Fußpedale möglich ist, z. B. beim

Anfahren, ohne daß die Kupplung der beiden Fußpedale '

wie bei Tretkurbelantrieben zwangsweise ist. ^;

Von weiterer wesentlicher Bedeutung ist, daß :

die Fußpedale im Sinne einer wechselweisen Rück- ^:

Stellung eines nicht betätigten Fußpedals durch j

ein zum Fahrzeugantrieb betätigtes Fußpedal mitein- ^

ander verbunden sind. Eine derartige Ausgestaltung f

erleichtert das Fahren bzw. Antreiben des Fahrzeugs, |

da der Fahrer nicht darauf zu achten braucht, ob er |

mit seinem anderen Fuß auch das gerade zum Fahrzeug- U

antrieb betätigte Fußpedal zurückholt. Er kann sich f

beispielsweise besser auf die Fahrsituation konzentrieren k

und es wird dadurch auch möglich, die Pedale baulich zu I

vereinfachen, da die Füße des Fahrers nicht mit den §

Fußpedalen durch einengendes Anschnallen verbunden |

werden müssen, um die Rückholbewegung der Fußpedale &'

ausführen zu können. $

Eine antriebsmäßige Verbindung beider Fußpedale er- Ii

folgt durch eine abtriebsseitige Koppelung der Zugmittel mit einem Seil, das um eine federnd gehaltene Ausgleichsrolle geführt ist. Die abtriebsseitige Koppelung der ^ Zugmittel gewährleistet in baulich einfacher Weise die ·; wechselseitige Rückstellung der Fußpedale nach ihrem % Niederdrücken zum Fahrzeugantrieb und die federnd gehaltene Ausgleichsrolle bewirkt Längenausgleiche, wenn die Fußpedale nicht rhythmisch gegenläufig niederge- .3 treten werden, sondern z. B. parallel getreten werden. vj

Die Verstellvorrichtung weist gemeinsam beaufschlagbare Verstellseile auf, die jeweils an einer Anlenkstelle angreifen, welche einen an einer Pedalstange verachieblich und mit ihr in Formschlußeingriff zu bringenden Schlitten aufweist. Die Verwendung von Verstellseilen wirkt im Sinne eines Leichtbaues des Fahrzeugs, wenn z. B. hochfeste faserverstärkte Kunststoffseile verwendet werden. Der Formschlußeingriff zwischen dem Schlitten und einer Pedalstange bewirkt im Vergleich zu einer kraftschlüssigen Kupplung mit einer Klemme eine erhöhte Verbindungssicherheit, insbesondere wenn eine Pedalstange und das an ihr angreifende Zugmittel in die maximal mögliche Strecklage gelangen. Bei einer ein- $ fachen Ausführungsform weist der Schlitten einen

'.' schwenkbeweglichen, mit Rastausnehmungen der Pedal-

Btangen zusammenwirkenden Rasthebel auf, an dem das :' Zugmittel angreift.

Die Verstellvorrichtung hat ein über Schaltklinken in beiden Drehrichtuncrrin wahlweise verstellbares Schaltrad, das auf zwei von je einem Verstell-]i seil umschlungene Verstellräder einwirkt, wozu ein

τ am Schaltrad fester Mitnehmerbolzen mit je einer

- Schaltfeder auf die Verstellräder einwirkt. Hiermit

steht eine feinfühlig einzusetzende und robuste Verstellvorrichtung für die Verstellseile zur Ver-'^: fügung. Die Verstellseile sind über an den Pedal-

; stangen befestigte und über feststehende Umlenkrollen

geführt und die pedalseitigen Seilabgabestellen der

^; feststehenden Umlenkrollen sind auf der Tretachse der

Fußpedale angeordnet. Damit ist die Seilführung optimal gegen Abspringen der Verstellseile von den

!* Führungsrollen ausgebildet, insbesondere wenn die Ver-

'i'_r stellseile während des Fahrens betätigt werden.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schemati sehe Seitenansicht eines Fahrzeugs,

Fig. 2 eine schematische Aufsicht des Fahrzeugs der Fig. 1,

Fig. 3 den frontseitigen Teil der Antriebsvorrichtung des Fahrzeugs der Fig. 1,

Fig. 4 einen wesentlichen Teil der antriebsrad-

seitigen Ausgestaltung des Antriebs des Fahrzeugs der Fig. 1,

Fig. 5a einen Vertikalschnitt durch eine Klemme an einer Pedalstange in der Darstellungsebene der Fig. 1,

Fig. 5b eine vergrößerte Seitenansicht der Klemme der Fig. 5a,

Fig. 5c die Ansicht der Klemme der Fig. 5a in Richtung B,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Antriebs eines weiteren Fahrzeugs,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Verstellvorrichtung für die Anlenkste1len des Antriebs der Fig. 6,

Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung einer Anlenkstelle des Antriebs der Fig. 6, 7,

Fig. 9 ein Detail der Verstellvorrichtung der

Fig. 7 im Bereich der Tretachse eines Fußpedals ,

Fig. 10 die Seitenansicht einer Schaltvorrichtung der Verstellvorrichtung der Fig. 7 und

Fig. 11 einen Querschnitt durch die Schaltvorrichtung der Fig. 10.

Das in den Figuren dargestellte Dreiradfahrzeug hat zvrei Vorderräder 10 und hinten ein Antriebsrad 11. Die beiden Vorderräder 10 sind gesteuert. Die erforderliche Steuer- oder Lenkerkonstruktion ist nicht dargestellt. Des weiteren sind auch die Karosserie des Fahrzeugs bildenden Bauteile nicht näher dargestellt. Auf Fig. 1, 2 ist lediglich ein Fahrzeugrahmen 12 ersichtlich, welcher eine die Vorderräder 10 lagernde Vorderachse 13 mit einer Achse 14 des Antriebsrades 11 verbindet. Aus. Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Fahrgestell eine Rahmenkonstruktion mit einem Sitz 15 für einen Fahrer 16 bildet. Es versteht sich jedoch, daß die üblichen Karosseriebauteile zum Schutz des Fahrers gegen Witterungseinflüsse sowie die gesetzlich vorgeschriebenen Bauteile vorhanden sind, beispielsweise Brems- und Beleuchtungsvorrichtungen.

Die Räder sind beispielsweise den Fahrradrädern entsprechende Speichenkonstruktionen.

Das Fahrzeug hat ein mechanisches Getriebe 17, auf das zwei von einem Träger 18 des Fahrgestells 12 gehaltene Fußpedale 19 einzuwirken vermögen. Jedes Fußpedal 19 hat eine Pedalstange 20, deren oberes Ende an einer Horizontalachse 21 angelenkt ist, so daß das Fußpedal 19 hängt. An den unteren Enden der Fußpedalo 19 bzw. der Pedalstangen 20 sind Trittplatten 22 auf Pedalachsen 23 der Pedalstangen 20 gelagert, so daß der Fahrer 16 die Fußpedale 19 mit seinen Füßen auf einem Teil einer Kreisbahn hin- und herbewegen kann. Fig. 2 läßt erkennen, daß die Fußpedale 19 bewegungsmäßig entkoppelt sind, da jede Pedalstange 20 unabhängig von der anderen auf einer jeweils separaten Hör i.zontalachse 21 hin- und herbeweglich gelagert ist. Infolgedessen ist es zum Rückholen des in Fig. 1 frontseitig angeordneten Fuß-

- 11 -

pedals 19 in eine dicht am Fahrer 16 gelegene Lage er- |

forderlich, das Fußpedal 19 bzw. dessen Trittplatte 22 |l

am Fuß des Fahrers 16 zu befestigen, z. B. mit einem j|

Riemen. Eine derartige Befestigung könnte entfallen, ψ

falls die beiden Fußpedale 19 miteinander gekoppelt J

wären. In diesem Falle würde der Antrieb des einen f|'

Fußpedals 19 die Rückstellbewegung des anderen Fußpedals o|

19 bewirken. Eine derartige Konstruktion mit mechanischer |"

Koppelung der beiden Fußpedale 19 hat zwar den Vorteil ü

■S der Rückstellung des jeweils nicht angetriebenen Fuß- f|

pedals 19, ermöglicht aber nicht oder nur kurzfristig den gleichzeitigen Antrieb beider Fußpedale 19, was

nur dann in vollem Umfang möglich wäre, wenn die Koppe- ||

lung beider Fußpedale wahlweise aufgehoben werden kann. |

Das mechanische Getriebe 17 greift an den Anlenk- 4j

stellen 24 an den Fußpedalen 19 an. Hierzu dient je £

eine Klemme 25, an der je eine Zugstange 26 angelenkt ^

ist. Die Anlenkung erfolgt gemäß Fig. 5a mit einem Ku- |)

gellager ⁿ7. Das Kugellager 27 greift an einer Klemmen- §j

achse 28 an, die beispielsweise mittels Verschraubung $

29 an einem Klemmengehäuse 30 befestigt ist. f¹·

Das Klemmengehäuse 30 ist U-förmig und umgreift ;

die Pedalstange 20. Zwischen den Seitenwangen 31 des 7

Klemmengehäuses 30 liegt das Kugellager 27 so, daß sich ■■>'

sein Außenring 27' entsprechend den Schwenkbewegungen ■'■ der Zugstange 26 behinderungsfrei bewegen kann.

Des weiteren weist jede Klemme 25 zwei Klemmgesperre 32 auf, die von einer Zugfeder 33 beaufschlagt werden und von einer Stellstange 34 zu lösen sind. Dazu hat jedes Klemmgesperre 32 eine Kugel 35, die sich einerseits an der Pedalstange 20 und andererseits an einer Schrägfläche 36 eines Klemmnockens 37 einer Sei-

tenwange 31 des Gehäuses 30 der Klemme 25 abstützt. Des weiteren ist ein auf einer Schwenkachse 38 des Kleramengehäuses 30 gelagerter Schwenkhebel 39 zwischen den Seitenwangen 31 angeordnet, der die Kugel 35 in dem von der Klemmschrägfläche 37 und der Pedalstange 20 gebildeten Spalt hält. Dazu umgreift der Schwenkhebel 39 den Klemmnocken 37 und die Kugel 35 mit einem Außenarm 40 und einem Innenarm 41. Der Außenarm 40 überragt die Außenkanten 42 des Klemmengehäuses 30 und trägt dort einen Anschlagbolzen 43, der auf der Außenkante

42 aufliegen kann. Der Anschlagbolzen 43 überragt die Außenkante 42 nach beiden Seiten. Auf einer Seite greift eine Zugfeder 33 an, die die beiden Schwenkhebel 39 zur Anlage der Anschlagbolzen 43 auf der Außenkante 42 zieht. Am anderen Ende des Anschlagbolzens 43 kann die Stellstange 34 anschlagen, indem sie gemäß den Pfeilen der ""ig. 5b, 5c z. B. nach oben bewegt wird und dabei zur Anlage an hinein Anschlaglager 44 des Anschlagbolzens

43 kommt. Das P.ischlaglager verringert die Reibung bei Relativbewegungen zwischen dem Anschlagbolzen 43 und der Stellstange 34.

Der Innenarm 41 hat einen Auslösevorsprung 45, mit dem die Kugel 35 in Lösestellung gedrückt werden kann. Dies erfolgt, wenn die Stellst.ange 34 den Schwenkhebel 39 so verstellt, daß die Kugel 35 von der Klemmschrägfläche 36 des Klemmnockens 37 abgehoben wird. Das erfolgt, wenn die Kugel 35 des oberen Klemmgesperres 32 nach oben und die Kugel 35 des unteren Klemmgesperres 32 nach unten bewegt wird. Die Klemme 25 wirkt also so, daß ζ. Β. bei einer Bewegung der Stellstange 34 nach oben die Kugel des oberen Klemmgesperres 32 angehoben wird, bis der Innenarm 41 am Klemmnocken 37 anliegt. Dann wird das Klemmengehäuse 30 angehoben, wobei das untere Klemmgesperre nicht wirkt, da der untere Klemmnocken 37 bei einer Be-

wegung nach oben die Kugel 35 nicht im Sinne einer Klemmung beaufschlagen kann und andererseits der Schwenkhebel 39 die Kugel 35 nicht in den Klemmspalt zwischen der Klemmschrägrläche 36 und der Pedalstange 20 drücken kann, da er vom Anschlagbolzen 43 in Anlage an der unteren Anschlagkante 42 des Klemmengehäuse 30 gehalten wird.

Die vom Fußpedal 19 herrührenden Antriebskräfte werden über die Klemme 25 auf die Zugstange 26 übertragen. Es ist für jedes Fußpedal 19 eine besondere Zugstange 26 vorhanden, die jeweils an einer Artriebskette 46 angreift. C'.r.de Antriebskette 46 ist um Zahnrad 47 geführt, das mit dem Antriebsrad 11 gekuppelt ist. Das Zahnrad 47 lagert auf einer Antriebswelle 48 mittels eines nicht näher dargestellten aber bekannten Freilaufs 49.

Die Zugstange 26 ist an ihrem antriebsradseitigen Ende 26' mit einem geradlinigen Abschnitt 46' der Antriebskette 46 verbunden. Das Ende 26' ist gemäß Fig. 2 gabelförmig ausgebildet und greift mit beiden Gabelenden auf je einer Seite des Kettenabschnitts 46' an. Die Antriebskette 46, z. B. eine bei Fahrrädern bekannte Kette, kann infolgedessen nicht verkantet werden, was ihrer Lebensdauer zugute kommt. Die Zugstange 26 und der Kettenabschnitt 46' sind so angeordnet, daß sie fluchten, vgl. Fig. 1. Die Kraft der Zugstange 26 wird also verlustfrei in die Antriebskette 46 eingebracht, welche das Zahnrad 47 entsprechend antreibt. Die mit diesem Zahnrad 47 über einen Freilauf 49 gekuppelte Antriebswelle 48 hat ein Antriebswellenrad 50, welchem iii.it einem auf der Achse 14 des Antriebsrades 11 sitzenden Treibrad 51 über eine Kette 52 gekuppelt ist und das Antriebsrad 11 entsprechend beaufschlagt. Die Antriebswelle 48 ist mit jedem Fußpedal 19 über einen Antriebsstrang gekuppelt, der eine Zugstange 26, eine Antriebskette 46, ein Zahnrad 47 und einen Frei-

lauf 49 aufweist. Die Fußpedale 19 können entsprechend unabhängig voneinander gleichzeitig oder abwechselnd beaufschlagt werden. Die Antriebswelle 48 kann auch mit weiteren Antriebssträngen gekuppelt sein, mit denen z. B. die Antriebskräfte eines Mitfahrers übertragen werden, falls das Fahrzeug als Zweisitzer ausgebildet ist.

Die Antriebswelle 48 dient gemäß Fig. 2 auch der Stellstange 34 als Lagerung, die ein Gabelende 53 hat, das über zwei Kugellager 54 an der Antriebswelle 48 angreift, die über Kugellager 55 am Fahrzeugrahmen 12 gelagert ist. Das Gabelende 53 der Stellstange 34 dient außerdem der Lagerung zweier Kettenspanner 56 für die Antriebsketten 46. Jeder Kettenspanner hat ein Spannrad 57, welches die um das Zahnrad 47 geführte endlos ausgebildete Antriebskette 46 spannt. Dazu ist das Spannrad 47 an einem Arm 58 eines Winkelhebels gelagert, der mit seinem Scheitel auf einer Achse 60 lagert, deren Enden in Wangen 59 eingreifen, die jeweils an einer Strebe des Gabelendes 53 der Stellstange 34 befestigt sind. Der andere Arm 61 des Winkelhebels des Kettenspanners 56 stützt sich an einer Druckfeder 62 ab, die gemäß Fig. 4 auf einem Bolzen 63 des Gabelendes 53 geführt ist. Die Druckfeder 62 sucht also das Spannrad 57 in der gemäß Fig. 4 in der am weitesten rechts dargestellten Lage zu halten.

Das andere, frontseitige Ende der Stellstange besteht aus zwei teleskopierenden Stangenteilen 64, 65. Das Stangenteil 65 ist gemäß Fig. 3 von einer Druckfeder 66 beaufschlagt und greift mit. seinem frontseitigen Ende 67 in eine Aussparung 68 einer Kulisse 69. An der Stellstange 34 bzw. deren Stangenteil 64 ist ein Handgriff 70 angebracht, der das Anheben und Absenken der Stellstange 34 gestattet. Der Handgriff 70 hat einen

Verstellhebel 71, der als Winkelhebel mit einem Arm an dem Stangenteil 65 angreift und sich zugleich an

der Druckfeder 66 abstützt. Werden der Handgriff 70 .

und sein Verstellhebel 71 zusammengedrückt, so wird das Vorderende 67 des Stangenteils 65 aus der Aussparung

68 der Kulisse 69 gezogen und die Stellstange 34 kann ,·;

angehoben oder abgesenkt werden, um die Klemmen 25 \,

entsprechend den Pfeilen der Fig. 5b, 5c nach oben |;

oder unten zu verstellen. Die Verstellung erfolgt zweck- ?

mäßigerweise so, daß beide Pedalstangen 20 in dieselbe if

Lage bewegt werden, beispielsweise ihre Frontlage· Dann %

•Ά werden sie durch die Stellstange 34 auch in demselben f.

Maße nach oben oder unten angehoben. Geschieht das |;

nicht, so sind die in die Zugstangen 26 eingeleiteten ','

Kräfte unterschiedlich. Außerdem werden sich die Lagen ί·

der Antriebsketten 46 etwas unterschiedlich einstellen. i

Das ist jedoch ohne weiteres möglich, wie Fig. 4 zeigt, da die Kettenspanner 57 entsprechende Ausweichbewegungen zulassen. In jedem Fall bleibt die fluchtende Anordnung einer Zugstange 26 mit einem geradlinigen, die Zugkraft übertragenden Kettenabschnitt 46' erhalten.

Es soll eine möglichst lineare Abstufung erreicht j|

werden, so daß jedem Verstellschritt ein etwa gleich %

ί großer Zuwachs der Zugkraft in einer Zugstange 26 ent- *S

f. spricht, wenn die Stellstange von unten nach oben ver- I,

stellt wird. Infolgedessen sind die Aussparungen 68 ν

i» der Kulisse 69 von unten nach oben mit stets kleiner S

werdendem Abstand voneinander angeordnet. J;

Die Fußpedale 19 haben einen maximalen Schwenkwinkel, der durch die Wegstrecke bestimmt wird, die der menschliche Fuße zwischen der Strecklage des Beins und dessen angewinkelter Lage bestimmt wird. Dieser Schwenkwinkel der Fußpedale 19 braucht jedoch nicht

• · ftf

Ζ;, ausgenutzt zu werden. Es kann sogar vorteilhaft sein,

wenn die Fußpedale 19 nur mit geringer Abweichung von : einer durch die Hörizontalchse 21 der Fußpedale 19

verlaufenden senkrechten zur Stellstange 34 bewegt werden, da dann der geringste Zugkraftverlust durch

>£ Abweichung der Fußpedale 19 aus dieser Lage auftritt.

ilv' Es versteht sich jedoch, daß dies im Normalfall nicht

κ· erforderlich ist, da die Verluste von Antriebskraft

[;· bei maximal ausgelenkten Fußpedalen 19 nur gering sind

'<■ und keineswegs in der Größenordnung entsprechender Verluste bei Kurbelantrieben liegen.

i. Bei dem Fahrzeug der Fig. 6 sind die Pedale 19

>. rechteckrahmenförmig ausgebildet. Der untere Quersteg

'■'■, dient als Trittplatte 22. Die oberren Querstege 70

£ liegen in der Tretachse 21. An den einander benachbarten

;'. Pedalstangen 20 greifen die das Getriebe 17 beaufschlagenden Zugmittel an, die als Seile 71 ausgebildet sind. An den pedalseitigen Enden der Seile 71 sind gabelförmige Armaturen 72 angebracht, die an den Anlenkstellen 24 jeweils an einem Schlitten 73 bzw. einem Rasthebel 74 eines Schlittens 73 gelenkig befestigt sind, ' der in den Richtungen des Pfeiles 75 an der Pedalstange

20 verstellt werden kann.

'■;. Abtriebsseitig sind die Seile 71 jeweils mit einer

fe Antriebskette 46 verbunden, welche das auf einer An-

jj| triebswelle 48 sitzenden Zahnrad 47 umschlingt. Die

,5 beiden Zahnräder 47 sind über einen nicht dargestellten

Freilauf mit der Antriebswelle 48 so verbunden, daß

;; ein Schwenken der Pedale 19 im Uhrzeigersinn die An-

;!' triebswelle 48 im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagt, wo-

^₁ durch das Antriebswellenrad 50 über die Kette 52 und

jj das Treibrad 51 eine entsprechende Antriebskraft auf

% das Antriebsrad 11 überträgt.

Die zugmittelabgewandten Enden der Antriebsketten 46 sind über ein Seil ^ 6 miteinander verbunden, das über eine Ausgle ichsr öl l.e 77 geführt ist. Infolge dieser Verbindung wird das eine Fußpedal 19 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, wenn das andere Fußpedal 19 im Uhrzeigersinn vorgeschoben wird. Die Verbindung der Antriebsketten 46 über das Seil 76 bewirkt also eine wechselweise Rückstellung der Fußpedale 19. Dazu braucht beim Betätigen eines Fußpedals zum Fahrzeugantrieb nur wenig Energie aufgewendet werden, da das Rückzustellende Fußpedal 19 überwi.egend vom in die angewinkelte Stellung zurückgeholten Bein des Fahrers zurückbewegt wird. Falls die Bewegungen der Beine des Fahrers unkoordiniert verlaufen, die Fußpedale 19 also nicht gleichmäßig gegensinnig geschwenkt werden, muß ein Längenausgleijh erfolgen. Hierzu ist die Ausgleichsrolle 77 mit einer Haltegabel 78 an einer Ausgleichsfeder 79 befestigt, die ihrerseits an einer Stange ortsfest angreift. Die Ausgleichsvorrichtung ist so ausgebildet, daß sie auch bei gleichzeitigem Niedertreten beider Fußpedale 20 zum Fahrzeugantrieb wirkt, wobei die Feder 79 entsprechend gelängt wird. Lediglich in diesem Fall, wenn z. B. zum Anfahren große Pedalkräfte benötigt werden, muß auch gegen die Feder 79 gearbeitet werden. Bei wechselweisem Niedertreten der Fußpedaie 19 im normalen Fahrbetrieb wird die Feder 79 nicht beaufschlagt, so daß ein Energieverlust wegen bei jedem Treten eines Fußpedals 20 erfolgenden Aufbringen der Federkraft vermieden wird.

Die Fußpedale 19 sind außerdem bei gegenläufigen Bewegungen zum Fahrzeugantrieb kuppelbar. Diese Kuppelung erfolgt gemäß Fig. 6 mit zwei Zugseilen 81, die jeweils an den Enden eines als Hebel ausgebildeten Umlenkteils 82 angreifen. Das Umlenkteil 82 ist von einem

• » ■ ι * a

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- 11

Halter 83 so auf Abstand von der Tretachse 21 gehalten, daß die infolge der Pedalbewegungen erforderlichen Schwenkbewegungen des Umlenkteils 82 behinderungsfrei ausgeführt werden können. Die Zugseile 81 greifen andererseits jeweils an einem Fußpedal 19 an. Diese Kuppelung ist beim Niedertreten der Fußpedale 20 in Fahrtrichtung ohne Wirkung, da die Zugseile 81 keine Druckkräfte übertragen,. Beim Rückholen der Fußpedale 19 erfolgt jedoch eine kraftschlüssige Kupplung der beiden Fußpedale 19, so daß die Zugkraft des ein Fußpedal 19 zurückholenden Beines die Druckkraft des anderen Beines unterstützt. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise eine Vergleichmäßigung der Belastungen der Beine erreicht wird, woraus eine wesentliche Leistungssteierung resultiert, die zu einem wirkungsvolleren Antrieb des Fahrzeugs führt.

Fig. 7 zeigt in prinzipieller Darstellung die Verstellvorrichtung zur Höhenverstellung der Schlitten 73 an den Pedalstangen 20 der Fußpedale 19. Die Verstellvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Verstellseilen 84, 85, die von einer Schaltvorrichtung 86 angetrieben werden. Jedes Schaltsail 84, 85 ist über feststehend angebrachte Umlenkrollen 87 und über an den Pedalstangen 20 befestigte Umlenkrollen 88 geführt. Die feststehend angeordneten Umlenkrollen B7 sind dabei gemäß Fig. 9 so angeordnet, daß ihre Seilabgabestellen 89 auf der Tretachse 21 der Fußpedale 19 angeordnet sind. Infolgedessen können Relativbewegungen der Verstellseile zwischen den feststehenden Umlenkrollen 87 und den an der Pedalstange 20 befestigten Umlenkrollen 88 nicht dazu führen, daß die Verstellseile 84 von den Umlenkrollen 87 springen.

Die Enden 90 der Verstellseile 84, 85 sind gemäß Fig. 8 am Schlitten 73 befestigt, der aus zwei quer

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zu der Pedalstange 20 angeordneten Teilen 91 besteht, die im wesentlichen U-förmig sind und durch ein Verbindungsteil 92 zusammengehalten werden. Die Teile 91 haben an der Pedalstange 20 laufende Führungsrollen 93 und sind in nicht dargestellter Weise in ihrem Abstand j.

zueinander einstellbar, um die Spannung des Spannseils 84 in gewünschter Weise zu beeinflussen. Es ist auch möglich, in ein Ende 90 eines Verstell^eils 84, 85 eine Längeneinstellvorrichtung einzubauen, z. B. mit Schraubverstellmöglichkeit. Am unteren Teil 91 ist ein Rasthebel 94 angelenkt, der mit einer Rastnase

95 in Rastausnehmungen 96 der Pedalstange 20 eingreifen kann. Im Bereich der Rastnase 95 greift die gabelförmige Armatur 72 des Zugseils 71 an, so daß die Rastnase 95 beim Schwenken des Fußpedals 19 im Uhrzeigersinn vom Zugseil 71 derart in die Rastausnehmuug

96 gepreßt wird, daß eine Relativverschiebung des Schlittens 73 an der Pedalstange 20 auch dann nicht möglich ist, wenn das Zugseil 71 und die Pedalstange 20 ihre maximal mögliche Screcklage haben, nämlich so dicht wie möglich am Fahrer. Andererseits sind die Rastnase 95 und die Rastausnehmung 96 so ausgebildet, daß von den Verstellseilen 84, 85 aufgebrachte Verstellkräfte ein Lösen jeder Rastverbindung der Rastnase 95 mit einer Rastausnehmung 96 bewirken.

Zur Erzeugung der Verstellkräfte hat die Schaltvorrichtung 86 einen Handhebel 97, der je nach Betätigungsrichtung auf die Klinkengesperre 98, 99 einwirkt. Jedes Klinkengesperre hat einen auf einer Achse 100 gelagerter Schwenkhebel 101, der an seinem äußeren Ende eine Klinke 102 schwenkbeweglich trägt. Die Klinke 102 wird durch eine Feder 103 in Anlage am Handhebel gehaltgn. Jeder Schwenkhebel 101 hat einen über die Achse 100 hinausgeführten Fortsatz 104, an dessen Ende

• ·

• *

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eine Zugfeder 105 angreift und die Fortsätze 104 gegen jeweils einen Anschlag 106 zieht. Infolgedessen wird das bei einer Betätigung des Handhebels 97 nicht beaufschlagte Klinkengesperre 98 oder 99 durch die Zugfeder 105 und den betreffenden Anschlag 106 festgehalten, während das andere Klinkengesperre bewegt wird und aufgrund der Verstellung der Klinke 102 durch den Handhebel 97 mit einem Klinkenzahn 107 zwischen Zähne 108 eines Schaltrades 109 greift.

Das Schaltrad 109 sitzt drehbeweglich auf der Achse 100 und trägt auf einem Achsvorsprung 110 zwei außenumfangsverzahnte Verstellräder 111, die mit ihrer Verzahnung in Verstellketten 112 greifen, an denen die Enden der Verstellseile 84, 85 befestigt sind.

£■ Die Übertragung der von dem Handhebel 97 ausge-

^ übten Versi-.elll· räfte auf die Verstellräder 111 erfolgt

ψ vom Schaltrad 1.9 mit einem Mitnehmerbolzen 113, der

ίΐ fest am Schaltrad 109 sitzt und in Ausnehmungen 114

ij der Verstellräder 111 greift. Die Ausnehmung 114 ge-

Ϋ stattet eine Relativbewegung des Mitnehmerbolzens 113

I; zu den Verstellrädern 111.

;. Eine kraftsschlüssige Verbindung zwischen dem Mit-

,·■ nehmerbolzen 113 und den Verstellrädern 111 erfolgt über

Schaltfedern 116, welche den Achsvorsprung 110 bzw. Lager- {., vorsprünge 117 der Verstellräder 111 umgreifen und jeweils

JSi- zwei gabelartige Enden 118 aufweisen, die den Mitnehmer-

'< bolzen 113 dicht umschließen und auf beiden Seiten eines

: Verstellradvorsprungs 119 anliegen. Wird der Mitnehmer-

: bolzen 113 durch das Schaltrad 109 gedreht, so wird der

'; davon beaufschlagte Schenkel der Schaltfeder 116 im entsprechenden Drehsinn verstellt, während sich der andere ·! Schenkel 118 der Schaltfeder 116 am Verstellradvorsprung

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119 abstützt. Wenn die vom Handhebel 97 aufgebrachte Schaltkraft groß genug ist, um die Verstellräder 111 zu verdrehen, werden diese dem Schaltrad 109 nachgeführt ur.d es erfolgt eine entsprechende gleichzeitige Verstellung der Verstellseile 84, 85 bzw. der Schlitten 73, wodurch die Anlenkstelle 24 der Tretachse 21 angenähert oder von dieser entfernt wird.

Claims (1)

1. DR.-ING. DIPL-PHY6» HL PATENTANWÄLTE

   DlPL-ING. P. EICHLER

   BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2

   Ansprüche:

   i 1 .. Muskelkraftgetriebenes Fahrzeug, insbesondere

   I; Dreiradfahrzeug, mit zwei unabhängig voneinan-

   I der hin- und hergehend zu bewegenden Fußpedalen,

   f die an einem Ende schwenkbeweglich gelagert sind

   ti und an denen jeweils Zugmittel höhenverstellbar

   || angreifen, die mit einem mechanischen Getriebe

   Ii gekoppelt sind, das unter Wirkung einer ein-

   ψ stellbaren Übersetzung auf ein Antriebsrad ein-

   ' wirkt, dadurch gekennzeich-

   .;' net, daß eine einzige auf beide Anlenkstellen

   (24) d-sr an den Fußpedalen (19) angreifenden Zugmittel gleichzeitig einwirkende Verstellvorrich-

   '■■ tung vorhanden ist.

   } 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge

   kennzeichnet, daß die Verstellvor-

   ■ richtung eine Stellstange (34) aufweist, die in

   beide Anlenkstellen (24) eingreift, die jeweils

   ;;) als Klemme (25) ausgebildet sind, welche je zwei

   if: einander entgegengesetzt, in nur einer Richtung

   wirkende Klemmgesperre (32) hat, die von der

   ^; Stellstange (34) wahlweise zu lösen sind.

   3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Klemmgesperre (32) zwischen der Pedalstange (20) und einer !:, Klemmschrägfläche (35) eine Kugel (35) hat, die

   von einem von der Stellstange (34) anzutreibenden Schwenkhebel (39) gegen Federkraft ausrückbar ist.

   4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d adurch gekennzeichnet, daß die Stellstange (34) einerseits an einer Welle (48) von mit dem Antriebsrad (11) gekuppelten Zahnrädern (47) angelenkt ist und andererseits in eine vertikale Kulisse (69) verstellbar ingreift.

   5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d adurch gekennzeichnet, daß die Stellstange (34) ein Gabelende (53) hat, mit dem sie an der Antriebswelle (48) der mit dem Antriebsrad (11) gekuppelten Zahnräder (47) abgreift und daß das andere Ende der Stellstange (34) aus zwei teleskopierenden Stangenteilen (64, 65) besteht,, von denen eines federkraftbeaufschlagt ist und mittels eines Handgriffs (70) mit der Kulisse (69) zusammenwirkt, mit dem auch die Verstellung der Klemmen (25) erfolgt.

   6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Fußpedale vorne im zwei Vorderräder und hinten ein angetriebenes Rad aufweisenden Fahrzeug angeordnet sind und jedes Fußpedal über eine AnI^- r iebskette ein Zahnrad beaufschlagt, das mit einem Freilauf zusammenwirkt, dem das von einer Antriebswelle angetriebene Antriebsrad nachgeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Anlenkstellen (24; der Fußpedale (19) angreifenden Zugmittel an de.« Antriebsketten (46) befestigte Zugstangen (26) oder -Seile (71)

   sind, die etwa parallel zu der Stellstange (34) oder zu Verstellseilen (84,85) liegen.

   7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen (26) jeweils an einem geradlinigen Kettenabschnitt (46¹) der endlos ausgebildeten Antriebskette (46) befestigt sind, der mit der Zugstange (26) fluchtet.

   8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die endlos ausgebildete Antriebskette (46) um ein den geradlinigen Kettenabschnitt (46') etwa stellstangenparallel haltendes Spannrad (57) geführt ist, das mit einem an der Stellstange (34) angebrachten Kettenspanner (56) gelagert ist.

   9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (47) über die Freiläufe (49) an einer gemeinsamen Antriebswelle (48) angreifen, die mit einem auf einer Achse (14) des Antriebsrades drehfesten Treibrad (51) antriebsmäßig gekuppelt ist.

   10. Fahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeic hn e t, daß die Fußpedale (19) bei gegenläufigen Pedalbewegungen zum Fahrzeugantrieb kuppelbar sind.

   11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung beider Fußpedale (19) mit mindestens einem Zugseil (81) unter Zwischenschaltung eines Umlenkteils (82) erfolgt.

   12. Fahrzeug insbesondere nach einem der Ansprüche

   1 bis 11, dadurch gekennzeic h-

   n e t, daß die Fußpedale (19) im Sinne einer ;i

   wechselweisen Rückstellung eines nicht betätig- '!

   ten Fußpedals (19) durch ein zum Fahrzeugantrieb

   betätigtes Fußpedal (19) miteinander verbunden 4

   sind. J)

   13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a- . durch gekennzeichnet,daß I eine antriebsmäßige Verbindung beider Fußpedale \ (19) durch eine abtriebsseitige Koppelung der ^ Zugmittel mit einem Seil (76) erfolgt, das um i>_ eine federnd gehaltene Ausgleichsrolle (77) ge- ä führt ist. I

   14. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, § dadurch gekennzeichnet,

   daß die Verstellvorrichtung gemeinsam beaufschlagbare Varstellseile aufweist, die jeweils an
   einer Anlenkstelle (24) angreifen, welche einen

   an einer Pedalstange (20) verschieblichen und ^:·',

   mit ihr in Formschlußeingriff zu bringenden ^

   Schlitten (73) aufweist. |

   15. Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch ge- ? kennzeichnet, daß der Schlitten (73) eines 3 schwenkbeweglichen, mit Rastausnehmungen (96) der | Pedalstange (20) zusammenwirkenden Rasthebel (74) A aufweist, an dem das Zugmittel angreift. $

   16. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a- ;j durch gekennzeichnet, daß die %

   Verstellvorrichtung ein über Schaltklinken (102) in beiden Drehrichtungen wahlweise verstellbares Schaltrad (109) hat, das auf zwei von je einem Verstellseil (84, 85) umschlungene Verste 11 räder (111) einwirkt, wozu ein am Schaltrad (109) befestigter Mxtnehmerbolzen (113) mit je einer Schaltfeder (116) auf die Verstellräder (111) e inwirkt.

   17. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, d adurch gekennze ich η et, daßdie Verstellseile (84, 85) über an den Pedalstangen (20) befestigte und über feststehende Umlenkrollen (87, 88) geführt sind und daß die pedalseitigen Seilabgabestellen (89) der feststehenden Umlenkrollen (88) auf der Tretachse (2) der Fußpedale (19) angeordnet sind.