DE930975C

DE930975C - Bicycle drive by means of rocker arms

Info

Publication number: DE930975C
Application number: DEL5793D
Authority: DE
Inventors: Arno Lauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1939-05-03
Filing date: 1939-05-03
Publication date: 1955-07-28

Description

Fahrradantrieb mittels Schwinghebeln Schwinghebelantriebe für Fahrräder und andere Muskelkraftfahrzeuge sind bereits bekannt und auch Einzelantriebe für beide Räder. Alle bisher bekannten derartigen Antriebe lassen aber irgendwelche Vorteile ungenutzt, die bei dem Antrieb nach dieser Erfindung Berücksichtigung finden. Es galt, hier zwei Grundforderungen miteinander in Einklang zu bringen, nämlich einmal den Luftwiderstand auf das geringstmögliche Maß zu beschränken und zum andern die günstigste Einsatzart für den Muskelkraftantrieb zu finden. Die erste Forderung wird durch den Liegeantrieb erfüllt, die zweite durch die volle Ausnutzung der Körperkraft des Fahrers. Dies bedingt nicht nur die Beinkraft, sondern auch die Armkraft einzusetzen. Für das Zusammenwirken dieser Kräfte sind Schwinghebel geeigneter als die bekannten Kurbelantriebe. Weiterhin wird der Ausschlag der An-. triebsschwinghebel in jeder Schwingrichtung für den Antrieb nutzbar gemacht.Bicycle drive by means of rocker arms Rocker arm drives for bicycles and other muscle vehicles are already known and also single drives for both wheels. However, all known drives of this type allow any Advantages unused which are taken into account in the drive according to this invention. The aim here was to reconcile two basic requirements, namely on the one hand to limit the air resistance to the lowest possible level and on the other hand to find the most favorable type of application for the muscle power drive. The first requirement is fulfilled by the lying drive, the second by the full use of physical strength of the driver. This not only requires the use of leg strength, but also arm strength. For the interaction of these forces, rocker arms are more suitable than the known ones Crank drives. Furthermore, the deflection of the rocker arm in each Direction of oscillation made usable for the drive.

Der Umstand, daß der Fahrzeugbenutzer gute Sicht auf die Fahrbahn haben muß, zwingt beim Liegeantrieb zur Bauchlage mit dem Kopf voraus. Die Kopfhaltung ist dabei nicht unnatürlicher als die von Rennfahrern auf den üblichen Fahrrädern. Die Antriebsbewegung entspricht im grundsätzlichen den Bewegungen eines Brustschwimmers, denn sie geschieht durch gleichzeitiges Anziehen und gleichzeitiges Ausstrecken der Arme und Beine im stetigen Wechsel. In den Zeichnungen wird der Antrieb an einem zweiräderigen Fahrrad dargestellt. Es zeigt Abb. i ein Fahrrad mit Hinterradantrieb durch Schwinghebel auf jeder Radachse und Pendelzugverbindung der beiden Schwinghebel unter sich; Abb. 2 einen Querschnitt eines mitschwingenden Schutzbleches mit der Führungsrille für den Pendelzug; Abb.3 die Schulterstützenanlage von oben gesehen; Abb. .4 einen Armschwinghebel von vorn gesehen (Gabelform) ; Abb. 5 ein Schwinghebelsperrgetriebe mit einem umgesteuerten Zusatzschwinghebel und einem Umsteuerungsmechanismus und Abb. 6 ein Fahrrad mit getrenntem Schwinghebelantrieb für Vorder- und Hinterrad.The fact that the vehicle user has a good view of the road must have, forces the prone position with the head first when lying down. The head position is no more unnatural than that of racing drivers on conventional bicycles. The drive movement basically corresponds to the movements of a breaststroke swimmer, because it happens through simultaneous tightening and simultaneous stretching the arms and legs in constant alternation. In the drawings is the drive shown on a two-wheeled bicycle. Fig. I shows a bicycle with rear-wheel drive through rocker arms on each wheel axle and shuttle train connection the two rocker arms below; Fig. 2 is a cross section of a resonant Guard plate with the guide groove for the shuttle train; Fig.3 the shoulder rest system seen from above; Fig. 4 an arm rocker arm seen from the front (fork shape); Fig. 5 a rocker arm locking mechanism with a reversed additional rocker arm and a Reversing mechanism and Fig. 6 a bicycle with a separate rocker arm drive for front and rear wheel.

Der Fahrer liegt mit den Hüften auf einem Bauchsattel (Bauchauflage) i - zweckmäßig einem Hängegurt mit seitlichen Polsterungen zur Auflage der Hüften - und auf Schulterstützen 2. Weitere Körperstützpunkte stellen die auf den Radachsen gelagerten, nach oben gerichteten Antriebsschwinghebel 3 dar, vorn Hebel 3a für die Hände und am Hinterrad Hebel ab für die Füße. Die Schulterstützen 2 - gerundete Bügel, die dem Körper auch ein Widerlager gegen Druck nach vorn beim Ausstrecken der Beine geben müssen - werden von den Enden zweier federnder Gabelstreben q. getragen, die aus der Sattelstütze 5 ungefähr waagerecht und nach vorn zu aufgebogen herausragen, in der Sattelstütze 5 nach vorn und rückwärts verstellbar befestigt und durch eine Stellvorrichtung 6 auch in ihrer Spannweite verändert werden können.The driver lies with his hips on a saddle (stomach rest) i - appropriate a hanging belt with side padding to support the hips - and on shoulder rests 2. Additional body support points are placed on the wheel axles mounted, upward drive rocker arm 3, front lever 3a for hands and lever on the rear wheel for the feet. The shoulder rests 2 - rounded Brackets that also provide the body with an abutment against forward pressure when stretching out of the legs need to give - are attached to the ends of two springy fork struts q. carried, which protrude from the seat post 5 approximately horizontally and bent up to the front, fixed in the seat post 5 adjustable forwards and backwards and by a Adjusting device 6 can also be changed in its span.

Für den Antrieb dienen zwei Schwinghebel 3a und 3b, von denen je einer auf jeder Laufradachse gelagert ist und das Laufrad in Gabelform (Abb. q.) überspannt. Sie tragen in T-Form jeweils eine Ouerstange 7 mit beim vorderen Antriebsschwinghebel 3a Handgriffen 8 und beim hinteren Antriebsschwinghebel 3b Fußbügeln 9 (Fußhaltern, die dem Fuß für Zug und Druck Halt geben). Der Vorderradantriebsschwinghebel 3a dient gleichzeitig _ der Lenkung des Fahrzeuges. Der Hebelausschlag; wird in einem Winkel von etwa 6o° wirksam. Zweckmäßig wird der Winkelausschlag so gelegt, daß seine Halbierungslinie beim Armschwinghebel 3a nach vorn, beim Beinschwinghebel3b nach hinten jeweils um etwa i5° von der Senkrechten abweicht. Die Längen der Antriebsschwinghebel 3a und 3b sind veränderlich zu gestalten, um sie auf die Körpergröße des Benutzers abstimmen zu können. Beim Antrieb schwingen die Antriebsschwinghebel 3a und 3b gegenläufig zueinander, da der Benutzer im Wechsel Arme und Beine gleichzeitig anzieht und darauf gleichzeitig ausstreckt.Two rocker arms 3a and 3b are used for the drive, one of which each is mounted on each impeller axle and spans the impeller in the shape of a fork (Fig. q.). They each carry a T-shaped crossbar 7 with the front rocker arm drive 3a handles 8 and at the rear drive rocker arm 3b foot stirrups 9 (foot holders, that give the foot support for pulling and pushing). The front wheel drive rocker arm 3a also serves to steer the vehicle. The leverage; will be in a Effective angle of about 60 °. The angle deflection is expediently placed so that its bisection line at the arm rocker arm 3a forward, at the leg rocker arm 3b to the rear deviates by about 15 ° from the vertical. The lengths of the drive rocker arms 3a and 3b are changeable to suit the height of the user to be able to vote. When driven, the drive rocker arms 3a and 3b swing in opposite directions to each other, as the user alternately pulls arms and legs on and on at the same time stretching out at the same time.

Die beiden Antriebsschwinghebel 3a und 3b kön= nen durch einen über Rollen io geführten endlosen Seilpendelzug i i in mechanische Verbindung gebracht werden. Da der Pendelzug i i, um störungsfrei zu arbeiten, von jedem Schwinghebel 3a und 3b aus, wo er befestigt ist, den Weg, den dieser Befestigungspunkt beim Ausschwingen des Hebels nimmt, mitmachen muß, ist er auf diesem Wege über mitschwingende Kreisbogenteile - mitschwingende Schutzbleche 12 mit einer mittleren Führungsrille 13 (Abb. 2) - zu führen.The two drive rocker arms 3a and 3b can be brought into mechanical connection by an endless cable pendulum hoist ii guided over pulleys io. Since the pendulum train ii, in order to work smoothly, has to follow the path that this attachment point takes when the lever swings out from each rocking lever 3a and 3b where it is attached, it is on this path via resonating arcuate parts - resonating protective plates 12 with a central guide groove 13 (Fig. 2) - to guide.

Derartig zusammengekoppelte Schwinghebel 3a und 3b wirken in ihrem Krafteinsatz zusammen, gleichgültig von welchem der beiden Hebel aus die Kraft auf das Fahrzeuggetriebe weitergegeben wird. Zweckmäßig wird man das Hinterrad (über ein Übersetzungsgetriebe) antreiben lassen. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten.Such coupled rocker arms 3a and 3b act in their Use of force together, no matter from which of the two levers the force is applied the vehicle transmission is passed on. The rear wheel (via a transmission gear). There are different possibilities for this.

Die einfachste Art stellt der Einsatz einer Pleuelstange 1q. am über die Achse hinaus nach unten verlängerten Hinterradantriebsschwinghebel 3b dar, die mit ihrem anderen Ende ein Kettenrad 15 in der üblichen Weise ankurbelt.The simplest way is to use a connecting rod 1q. on over the axle also downwardly extended rear-wheel drive rocker arm 3b, which at its other end cranks a sprocket 15 in the usual way.

Vorteilhaftere Übertragungsmittel sind aber Schwinghebelsperrgetriebe (Abb. 5). Sie sind vor allem für getrennten Antrieb am Vorder- und Hinterrad besonders geeignet. Dabei erübrigt sich dann eine Verkoppelung der beiden Antriebsschwinghebel durch einen Pendelzug. Solche Schwinghebelsperrgetriebe sind so zu gestalten, daß die Drehrichtung der Räder des Getriebes bei jeder Hebelschwingphase gleichbleibt, zugleich aber auch jede Schwingphase für den Antrieb ausgenutzt wird. Hierfür gibt es vielerlei Lösungen.However, more advantageous transmission means are rocker arm locking gears (Fig. 5). They are especially special for separate drives on the front and rear wheels suitable. There is then no need to couple the two drive rocker arms by a shuttle train. Such rocker arm lock gears are to be designed so that the direction of rotation of the gear wheels remains the same for each lever swing phase, at the same time, however, every oscillation phase is used for the drive. For this there there are many solutions.

So können z. B. an einem Antriebsschwinghebel auf einheitlicher Achse zwei möglichst gleich große Getrieberäder nebeneinanderliegen, von denen das eine von dem Antriebsschwinghebel in der einen (Vorwärts-) und das andere in der anderen (Umkehr-) Schwingphase durch Sperrung, Verklemmung oder Verzahnung (z. B. durch in den Schwinghebel eingelagerte und auf Sperrzähne an den Rädern angefederte Sperrklinken) mitgedreht wird. Beide Getrieberäder sind aber durch andere Zwischenglieder (Getrieberad oder -räder auf anderen Achsen, wie Winkelzahnrad, Stirnzahnräder oder Stirnzahnrad mit Ketten- oder Riemenverbindung) miteinander verbunden, so daß sie die ihnen eigene Drehrichtung in jedem Falle beibehalten. So kann die Kraftleistung von einem solchen Getrieberad auf ein Laufrad (oder auf mehrere Laufräder) des Fahrzeuges weiter übersetzt werden.So z. B. on a drive rocker arm on a single axis two gear wheels of the same size as possible lie next to each other, one of which from the drive rocker arm in one (forward) and the other in the other (Reverse) oscillation phase through blocking, jamming or toothing (e.g. through pawls embedded in the rocker arm and sprung on ratchet teeth on the wheels) is rotated. Both gear wheels are, however, through other intermediate links (gear wheel or gears on other axes, such as angled gear, spur gears or spur gear with chain or belt connection) connected to each other, so that they are their own Maintain the direction of rotation in any case. So can the power output of such a Gear wheel further translated to one wheel (or several wheels) of the vehicle will.

Die gleiche Wirkung läßt sich aber - vielleicht noch vorteilhafter - durch Schwinghebelsperrgetriebe mit einem zusätzlichen umgesteuerten Hilfsschwinghebel 3c (Abb. 5) erreichen. Bei solchen Schwinghebelsperrgetrieben wird nur ein Getrieberad 16 zur Übersetzung der Hebelschwingbewegung in eine gleichgerichtete Drehbewegung benötigt. Dafür ist neben dem Hauptschwinghebel 3 und dem Getrieberad 16 auf derselben Achse noch ein Hilfsschwinghebel3c eingesetzt, der in der Ausgangslage dem Hauptschwinghebel 3 diametral gegenüberliegt und durch eine von diesem ausgehende Einrichtung 17 so gesteuert wird, daß beide Schwinghebel 3 und 3c immer im gegensätzlichen Drehsinn zueinander ausschwingen.The same effect can be achieved - perhaps even more advantageously - by rocker arm locking gear with an additional reversed auxiliary rocker arm 3c (Fig. 5). In such rocker arm lock gears, only one gear wheel is used 16 to translate the lever swing movement into a rectified rotary movement needed. This is next to the main rocker arm 3 and the gear wheel 16 on the same Axis an auxiliary rocker arm 3c is used, which is the main rocker arm in the starting position 3 is diametrically opposite and by a device 17 extending therefrom is controlled that both rocker arms 3 and 3c always in opposite directions of rotation swing out towards each other.

Die Schwinghebel 3 und 3c und das Getrieberad 16 sind auf ihrer Achse frei beweglich, doch sperren sie sich gegeneinander durch Verklemmung oder Verzahnung in einer bestimmten Schwing-bzw. Drehrichtung. Dadurch nimmt der Hauptantriebsschwinghebel 3 das Getrieberad 16 in der einen Schwingrichtung mit, während es der Hilfsschwinghebel 3c, da er immer gegensätzlich ausschwingt, in der folgenden Schwingrichtung im gleichen Drehsinn weiterdreht. Die Umsteuerung wird im Ausführungsbeispiel durch ein Winkelgelenk 18 und ig mit dem in einer festliegenden Gleitschiene 21 geführten Gelenk 2o bewerkstelligt, ist jedoch auch in anderer Weise durchführbar.The rocker arms 3 and 3c and the gear wheel 16 are on their axis freely movable, but they lock against each other by jamming or Toothing in a certain vibration or. Direction of rotation. This takes the main drive rocker arm 3 with the gear wheel 16 in one direction of oscillation, while it is the auxiliary rocker arm 3c, since it always oscillates in opposite directions, in the same direction in the following oscillation direction Direction of rotation continues. In the exemplary embodiment, the reversal is carried out by means of an angle joint 18 and ig accomplished with the joint 2o guided in a fixed slide rail 21, however, it can also be carried out in other ways.

In der bisher beschriebenen Art sind die Schwinghebelsperrgetriebe nur für den Vorwärtsgang befähigt. Eine Umkehrbewegung kann dadurch erzielt werden, daß zwischen dem Antriebsschwinghebel 3 bzw. den Antriebsschwinghebeln 37, 3b und 3c und dem mitzunehmenden Getrieberad 16 eine Sperrmöglichkeit auch in der Gegenrichtung vorgesehen wird, die sich durch gefederten Zug oder Druck (für Hand- oder Fußbedienung) unter gleichzeitiger Aufhebung der normalen Sperrung auslösen läßt. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß das Getrieberad 16, das von den Antriebsschwinghebeln 3, 3a, 3b, 3c mitgenommen wird, zu dem einen Sperrzahnkranz 22 (Abb. 5) noch einen -zweiten Sperrzahnkranz 23 mit gegenläufiger Verzahnung erhält und die an den Antriebsschwinghebeln 3, 3a, 3b, 3c eingelagerte Sperrklinke zu einer doppelzahnigen Kippklinke 24. umgestaltet wird, die durch eine ständig wirkende Federkraft einseitig auf einen der beiden Zahnkränze 22 oder 23 zur Sperrung mit diesem angedrückt wird, aber bei Wirksamwerden eines gefederten Zuges oder Druckes sich aus dem einen Zahnkranz löst und in den anderen sperrt. Durch Zug oder Druck kann auf diese Weise ein Rückwärtsgang des Getriebes erreicht und vor allem eine im Getriebe etwa enthaltene Freilaufbremse in Tätigkeit gesetzt werden.In the manner described so far, the rocker arm locking mechanism is only capable of forward gear. A reverse movement can be achieved in that between the drive rocker lever 3 or the drive rocker levers 37, 3b and 3c and the gear wheel 16 to be carried, a blocking option is provided in the opposite direction, which can be achieved by spring-loaded pull or pressure (for hand or foot control) can trigger simultaneous lifting of the normal block. This can be done in a simple manner in that the gear wheel 16, which is carried along by the drive rocker arms 3, 3a, 3b, 3c, receives a second ratchet ring 22 (Fig. 5) and a second ratchet ring 23 with opposing teeth and the one ratchet ring 22 (Fig. 5) the drive rocker arms 3, 3a, 3b, 3c embedded pawl is redesigned to a double-toothed toggle pawl 24, which is pressed by a constantly acting spring force on one side of one of the two ring gears 22 or 23 to lock with this, but when a spring-loaded pull or pressure becomes effective comes loose from one ring gear and locks in the other. In this way, a reverse gear of the transmission can be achieved by pulling or pushing, and above all a freewheeling brake contained in the transmission can be activated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Bicycle drive by means of rocker arms, thereby characterized in that the rocker arms (3, 3a, 3b, 3`) mounted on the axles of the wheels are and drive the wheels by means of transmission devices, the rocker arm (3 or 3a and 3b) are operated by the user in the swimming position and the front rocker arm (3a) causes the steering.

2. Bicycle drive according to claim i, characterized in that that both rocker arms (3a and 3b) are connected by an endless cable (ii) are that they move in opposite directions, with the pulley (io) guided cable (i i) another guide through with a central guide groove (13), arcs of a circle attached to the rocker arms (3a and 3b) and oscillating with them - Fenders - (12) contains.

3. Bicycle drive according to claim i, characterized in that that for the user a stomach support in the form of a hanging belt (i) with padding to support the hips and shoulder rests (2) are provided, their position can be adapted to the body shape of the user.

4. Bicycle drive according to claim 3, characterized in that the shoulder rests (2) as two of the abdominal support (5) outgoing resilient supports (.4) are formed.

5. Bicycle drive according to claim i, characterized in that the length of the rocker arms (3, 3a and 35 and their angular deflection of the body size of the user can be adjusted.

6. Bicycle drive according to claim i, characterized in that a rocking lever (3b) via a connecting rod (1q.) A gear wheel (15) cranks, from which the impeller on its axis the rocker arm is mounted, for example driven by a chain.

7. Bicycle drive according to claim i, characterized in that the rocker arm (3, 3a, 3b) a locking mechanism operated in such a way that the drive wheel in the Forward and backward movement of the rocker arm is driven in one direction of rotation. B. bicycle drive according to claim i, characterized in that each wheel through its rocker arm (3a and 3b) via its own gear according to claim 6 or 7 is driven. G. Bicycle drive according to Claims 7 and 8, characterized in that that each drive swing lever (3, 3a ', 3b, A for the purpose of exercising a braking effect the drive wheel (16) moved by it by means of displaceable pawls (24) in the able to move in the opposite direction of rotation.