WO2016198064A1 - Tretpedalvorrichtung mit pedalbaugruppe zum antreiben eines fahrzeugs sowie fahrzeug mit der tretpedalvorrichtung - Google Patents

Tretpedalvorrichtung mit pedalbaugruppe zum antreiben eines fahrzeugs sowie fahrzeug mit der tretpedalvorrichtung Download PDF

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WO2016198064A1
WO2016198064A1 PCT/DE2016/200248 DE2016200248W WO2016198064A1 WO 2016198064 A1 WO2016198064 A1 WO 2016198064A1 DE 2016200248 W DE2016200248 W DE 2016200248W WO 2016198064 A1 WO2016198064 A1 WO 2016198064A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pedal
pedals
vehicle
rollers
guide
Prior art date
Application number
PCT/DE2016/200248
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Raphael Fischer
Tobias Vogler
Christian Marek
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2016198064A1 publication Critical patent/WO2016198064A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/24—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers
    • B62M1/28—Rider propulsion of wheeled vehicles with reciprocating levers, e.g. foot levers characterised by the use of flexible drive members, e.g. chains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K3/00—Bicycles
    • B62K3/005—Recumbent-type bicycles

Definitions

  • Pedal assembly with pedal assembly for driving a vehicle and vehicle with the pedal device
  • the invention relates to a pedal device for driving a vehicle with a pedal assembly for generating an oscillating linear motion and with a gear assembly for converting the oscillating linear motion into a rotational movement of at least one wheel of the vehicle, wherein the
  • Pedal assembly comprises a first and a second pedal, a guide device for linear guidance of the two pedals in the direction of travel, and a coupling device for coupling the two pedals, wherein the coupling device is designed as a Pedalkzugstoff gifted.
  • the invention further relates to a vehicle with this pedal pedal device.
  • Driving energy is the human muscle power. Sufficient are in this
  • Bicycle hub is transmitted to drive the bicycle.
  • Pedal assemblies are not only used in two-wheeled bicycles, but also in three-wheeled bicycles or multi-wheeled vehicles, such as
  • the invention thus relates to a pedal pedal device, which is particularly suitable for driving a vehicle and / or trained.
  • the vehicle may be an exclusively muscle or powered vehicle
  • the vehicle is designed as a bicycle, in particular as a two-wheeled bicycle, wherein the two wheels of the bicycle are arranged in alignment with each other.
  • the vehicle may also be designed as a tricycle, four-wheel or multi-wheel. It may be configured as an open vehicle or as a vehicle with a driver's cab or driver's part trim.
  • the pedal pedal device may be functionally divided into a pedal assembly and a transmission assembly. The pedal assembly forms a
  • Pedal assembly is designed to generate from the driving movement of the driver an oscillating linear motion.
  • the oscillating linear movement may in particular be designed as a reciprocating movement or as an alternating movement.
  • the gear assembly is operatively connected to the pedal assembly and takes over the oscillating linear motion and puts them in one
  • Pedal device two or more wheels are driven on a common axis.
  • the pedal assembly has a first and a second pedal.
  • the pedal is designed to be operated in particular by a foot of the driver, so that the driver can drive the pedal pedal device by means of the pedals.
  • the pedal assembly has a guide device, which is designed for linear guidance of the two pedals in a direction of travel.
  • both pedals have the same direction of travel.
  • the first and the second pedal are each moved in a straight line, the rectilinear travel paths span a plane in which the direction of travel is.
  • the two pedals are forcibly guided by the guide device in the direction of travel,
  • the pedal assembly further comprises a coupling device for in particular mutual coupling of the two pedals. It is intended that the
  • Coupling device is designed as a Pedalzugstoff Winter.
  • the pedals are coupled together via the Pedalzugsch worn.
  • the coupling device is designed so that the pedals in the direction of travel move equal to each other, in particular against the same forced. This ensures that with respect to the direction of travel in an end position of one of the pedals, a front position and the other of the pedals occupies a rear position.
  • the pedal assembly is actuated, the pedals alternate or alternate with the front and rear positions.
  • the invention is based on the consideration that by a gegen Eisene, in particular mutual or reciprocal coupling over the
  • Pedalzugstoff raised on the one hand a counteracting operation of the pedals can be implemented very well and on the other hand can be dispensed with a complex gear.
  • a Pedalzugstoff driving is used, which has at least one traction means or a Wernerabsacrificing, wherein the traction means or the Weritzabêt can be formed as a rope, as a belt, as a belt, as a chain or the like.
  • the pedal traction means comprises a front pedal traction means section and a rear pedal traction means section.
  • the position information front and rear Pedalzugschablie relate to the direction of travel.
  • the front and rear Pedalzugschabites relate to the direction of travel.
  • the endless chain forms a closed chain, wherein the endless chain is moved clockwise and counterclockwise when the pedal assembly is actuated.
  • the endless chain is formed unfixed to the stationary components of the pedal assembly.
  • the pedals form chain links in the endless chain.
  • the endless chain is as a sequence of the front Pedalzugschabsacrificings, the first pedal, the rear
  • the front and rear Pedalzugschabites together form the endless chain, the pedals are attached as a trailer to the endless chain.
  • Pedal assembly a front and a rear diverter, wherein the front diverter deflects the front Pedalzugschabexcellent and the rear diverter deflects the rear Pedalzugschabites.
  • the endless chain in the pedal assembly is captive and / or performed functionally reliable.
  • each of the deflection at least or exactly two pulleys, wherein the respective Pedalzugstoffabêt is deflected by the two pulleys each 90 degrees and thus a total of 180 degrees.
  • the choice of two pulleys leads to a straight and thus
  • the guide device is designed as a plurality of guide rails, wherein the guide rails lead the pedals in a linear guide in the direction of travel, in particular force.
  • a linear guide for example, a slide bearing guide or a roller bearing guide can be used.
  • the pedals each have a support portion and a tread portion, wherein the support portion through the
  • the transmission assembly has at least one first transmission arrangement, preferably a first and a second
  • Transmission arrangement wherein the second transmission arrangement is preferably formed analogously to the first transmission arrangement.
  • the first transmission arrangement has a first input interface to
  • the first input interface is moved in an oscillating and linear manner in the direction of travel.
  • the first transmission arrangement has two first output interfaces and a first gear train center device with two first gear train middle end sections.
  • the first gear train means and the two first gear train end portions, respectively, are a pulling means, for example a rope, belt, belt, chain or the like
  • the first output interfaces are each formed as a first idle roller, wherein the first gear train means end portions to the first
  • Freewheel rollers can be rolled up and unrolled. The first
  • Transmission arrangement is designed so that the first
  • Getriebezugstofftechnischtechnik can be acted upon with or via the first input interface with a pulling movement. Due to the pulling movement, the first gear train end portions are unrolled from the first idler rollers, so that the first idler rollers are rotated and the first idler rollers are rotated
  • Exit interfaces that drive at least one wheel.
  • the rolling up of the first Getriebezugstoffendabitese can be supported for example by a spring bias of the idler rollers.
  • the first idler rollers are arranged on both sides of the exactly one wheel.
  • each of the exactly two wheels is assigned to one of the first free-wheeling rollers. It is particularly possible that the first freewheel rollers are each arranged axially outside the two wheels exactly or axially inside to the two wheels.
  • first free-running rollers are actuated by the first transmission arrangement, then these can be arranged symmetrically with respect to the at least one wheel, so that a
  • Input interface formed by the first pedal or connected to this.
  • Input interface moves in the linear direction and acts on the
  • the gear train means device is designed as a continuous gear train, wherein it is further preferably provided that the first input interface is formed as a first main deflection roller for deflecting the gear train.
  • the gear train means acts self-balancing and not for example one side of the gear train means, which leads to one of the first idler rollers, with time becomes longer than the other side and thus arise asymmetries in the gear assembly.
  • the first and / or the second idler roller a worm shape for rolling up and rolling the
  • Snail shape can be designed so that this corresponds to the possible force development of the human leg in an oscillating motion. In this way, a person can expend less force from a strongly bent position of the leg or a nearly extended position of the leg than in a slightly angled state of the leg.
  • Snail shape of the freewheel can be taken into account on this force development of man.
  • the transmission assembly is switched by an extension or a shortening of the gear train or the Getriebezugstoffwegs by in the oscillating linear motion and the resulting unwinding and rolling of the gear train different effective sections of the worm shape, in particular different effective sections different
  • Diameters of the screw shape can be used.
  • Transmission arrangement on at least two first guide rollers wherein the at least two first guide rollers set the first gear train means or the first gear train means in alignment with the first freewheel rollers. It can be provided that exactly one set, that is exactly two first guide rollers, are provided, which are arranged horizontally or vertically. In a possible embodiment of the invention, even two sentences are the Guide rollers and thus provided a total of four first guide rollers, wherein two of the first guide rollers aligned horizontally and two of the first
  • Guide rollers are vertically aligned to guide the first gear train means or the first gear means in alignment with the first idler rollers.
  • Transmission arrangement at least two first guide rollers, wherein the at least two first guide rollers deflect the first gear train means device from the input interface to the first guide rollers.
  • the first deflection rollers for lengthening or shortening of the Getriebezugstoffwegs in
  • the worm shape is another effective diameter for winding and unwinding the gear train center device or the first one
  • Another object of the invention is a vehicle which a
  • Fig. 1 is a schematic three-dimensional representation of a pedal pedal device as an embodiment of the invention
  • Fig. 4 a, b, c different variants of a transmission arrangement for the
  • 5 a, b, c show a lateral plan view, three-dimensional view or radial top view of a partial section of a freewheel roller of the pedal pedal device of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows a schematic three-dimensional representation of a
  • Pedal pedal device 1 which is suitable for driving a vehicle and / or trained.
  • the pedal pedal device 1 is designed to drive two wheels 2 of a common axle 3, wherein the wheels 2
  • the pedal pedal device 1 can be functionally divided into a pedal assembly 4 and a transmission assembly 5.
  • the main pedal group 4 is for operation by a driver of the vehicle and to initiate a pedaling movement.
  • the gear assembly 5 is used to implement an oscillating linear movement of the pedal assembly 4 in a rotating movement, which is transmitted to the wheels 2 of the axle 3.
  • the pedal pedal device 1 is shown in Figure 2 in a plan view, the
  • Pedal assembly 4 is shown in Figures 3a, b in a single representation. The following description refers to the figures 1, 2, 3a, b.
  • the pedal main group 4 has a first and a second pedal 6a, b.
  • the pedals 6a, b form an interface to the driver of the vehicle and can be operated by the driver's feet.
  • the pedals 6a, b are guided in a guide device 7 in a direction of travel T. More specifically, the pedals 6a, b each have a support portion 8a, b and a tread portion 9a, b.
  • the tread portions 9a, b each provide a support surface for the driver's foot and are in the
  • Supporting section 8a, b pivotally mounted.
  • the support section 8a, b is in the
  • Guide device 7 is in this case as a pair of guide rails 10a, b
  • a "festival tour” and a “launch” can be used to reduce the degree of overdetermination.
  • a correspondingly massive guide can be used.
  • the pedals 6a, b are coupled to one another via a coupling device 11.
  • the coupling device 11 is designed as a pedal traction device 12 which is articulated or attached to the pedals 6a, b in such a way that the pedals 6a, b can only move in opposite directions.
  • the first pedal 6a in Figure 1 is in a forward position
  • the second pedal 6b is located in a rearward position.
  • the first pedal 6a is forcibly transferred from the front position to the rear position.
  • the pedal traction means 12 has a front
  • Front pedal traction means section 13 is fixed to a front side of the first carrier section 8a and to a front side of the second carrier section 8b.
  • the rear pedal traction means section 14 is attached to a rear side of the first carrier section 8a and to a rear side of the second carrier section 8b.
  • Pedalzugstoffabites 13 is deflected via a front deflector 15, the rear pedal traction means 14 by a rear deflector 16 in total by 180 degrees.
  • the front deflector 15 has two
  • the rear deflecting device 16 has two rear deflection rollers 18a, b, which deflect the rear pedal traction means section 14 in each case by 90 degrees.
  • the front and rear Pedalzugstoffabêt 13 and 14 may lie in a common plane.
  • the front and rear Pedalzugstoffabites 13, 14 and the two pedals 6a, b together form an endless chain, which exclusively in the direction of rotation or counter to the direction of rotation about the guide rollers 17a, b, 18 a, b in the
  • the transmission assembly 5 has a first and a second transmission arrangement 20a, 20b, which each comprise a Getriebezugstoff noticed 21 a, 21 b.
  • the gear train means 21 a, b and the gear train means are just like the Pedalzugstoff noticed 12 as a cable, for example, designed as a steel cable. Instead of the rigid steel cable, a rope made of natural or synthetic fibers can be used.
  • the first transmission device 20a has an input interface 23a, which is designed as a main deflection roller 24a.
  • the first gear train means 21 a is guided around the main deflection roller 24 a. This then runs against the direction of travel T, until it is deflected by two first guide rollers 25a by 90 degrees. Subsequently, the gear train means 21 a is again deflected by two further first guide rollers 26 a by 90 degrees, so that the first gear train means 21 a is deflected in total by 180 degrees.
  • the gear train center device 21a is deflected by horizontally arranged first guide rollers 27a by 180 degrees, wherein at the same time the first gear train center device 21a is aligned or almost aligned with an output interface 28a. Subsequently, the Gereteyakstoff invited 21 a is guided around vertically oriented guide rollers 29a, so that the Gereteyakstoff prepared 21 a is also aligned with respect to a vertical direction on the output interface 28a.
  • the first output interfaces 28a are each designed as a first free-wheeling roller 22a, which on the one hand has a helical, in particular spirally wound, roller and, on the other hand, a freewheeling function.
  • Freewheel 22a is shown in Figures 5 a, b, c, in an axial plan view, a three-dimensional view and in a radial plan view.
  • the first idler roller 22a has a winding path 32a for first gear train end portions 19a of the first gear train center 21a.
  • the free ends of the first gear train means end portions 19a are attached to the first idle roller 22a.
  • Input interface 23a moves in the direction of travel T toward the front position of the first pedal 6a. This will cause a pulling movement to the first
  • the first freewheel rollers 22 a are each formed as a freewheel device, wherein the rotational movement of the first Freewheel rollers 22a is transmitted to the wheels 2 and in this way the vehicle can be driven.
  • Get ebezugstoffendaboughe 19a are rolled up again on the freewheel rollers 22a, in particular along the winding track 32a
  • the first freewheel rollers 22a Due to the integrated freewheeling function in the first freewheel rollers 22a, the first freewheel rollers 22a can be rotated relative to the wheels 2 during the winding or rolling up movement. It is possible in any state that the wheels 2 rotate faster than the first idler rollers, so that the first idler rollers 22a also implement an overrunning clutch function.
  • Gear ratio is thus also changed depending on the position of an effective portion of the winding track 32a on the winding track 32a, which are released in the oscillating linear movement of the first pedal 6a and again occupied by the Getriebezugstoffendabête 19a. Is this effective
  • the gear ratio is different, in particular smaller than when the effective portion is radially outward.
  • This possibility of changing the transmission ratio is utilized for a shift, preferably for a stepless shifting of the pedal pedal device 1:
  • the first guide rollers 27a are arranged on a first common carrier 30 and the deflection rollers 25a and 26a are arranged on a second common carrier 31.
  • Getriebezugstoff Anlagen 21 a can be changed.
  • the effective portion is shifted on the winding track 32a and thereby changed the gear ratio.
  • FIGS. 4a-d Four different exemplary embodiments of the first transmission arrangement 20a are shown schematically in FIGS. 4a-d.
  • the transmission arrangement 20a has only the main deflection roller 24a as the input interface 23a and the output interfaces 28a designed as first free-wheeling rollers 22a.
  • the gear train end sections 19a are rolled up obliquely onto the first free-wheel rollers 23a, so that increased friction is to be expected.
  • the transfer assembly 20a comprises horizontally or horizontally oriented guide rollers 27a and vertical or stationary guide rollers 29a, the guide rollers 27a and 29a being arranged to be the first one
  • Gear train means end portions 19a are aligned in alignment with the first idler rollers 22a and / or that the gear train means end portions 19a are being guided straight onto the first idler rollers 22a.
  • first deflecting rollers 25a are additionally arranged, the first deflecting rollers 25a being arranged between the main deflecting roller 24a and the first guiding roller 27a.
  • the first deflection rollers 25a serve in the figure 4c only for linearization of the traction means of the Getriebezugstoff Anlagen 21 a.
  • the second transmission arrangement 20b is analogous to the first one
  • Deflection rollers 25b, 26b and second guide rollers 27b, 29b has.
  • the coupling of the first and the second pedal 6a, b ensures that the
  • Freewheel rollers 22a, b drive the wheels 2 alternately.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Transportation (AREA)
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Abstract

Muskelgetriebene oder muskelhybridgetriebene Fahrzeuge verwenden als Antriebsenergie die Muskelkraft des Menschen. Hinlänglich sind in diesem Zusammenhang Fahrräder mit Tretpedalbaugruppen bekannt, wobei die Muskelkraft über rotierbare Pedale eingeleitet wird und über eine Fahrradkette an eine Fahrradnabe zum Antrieb des Fahrrads übertragen wird. Derartige Tretpedalbaugruppen werden nicht nur bei zweirädrigen Fahrrädern, sondern auch bei dreirädrigen Fahrrädern oder mehrrädrigen Fahrzeugen, wie zum Beispiel bei Rikschas oder dergleichen eingesetzt. Zudem wurde bereits vorgeschlagen, statt rotierenden Pedalen oszillierende Pedale zu verwenden, um die Muskelkraft besser von dem Menschen auf das Fahrzeug übertragen zu können. Es wird eine Tretpedalvorrichtung (1) zum Antrieb eines Fahrzeugs mit einer Pedalbaugruppe (4) zur Erzeugung einer oszillierenden Linearbewegung und mit einer Getriebebaugruppe (5) zur Umsetzung der oszillierenden Linearbewegung in eine Rotationsbewegung von mindestens einem Rad (2) des Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei die Pedalbaugruppe (4) ein erstes und ein zweites Pedal (6a,b), eine Führungseinrichtung (7) zur linearen Führung der zwei Pedale (6a,b) in der Tretrichtung (T), und eine Kopplungseinrichtung (11) zur Kopplung der zwei Pedale (6a,b) umfasst, wobei die Kopplungseinrichtung (11) als eine Pedalzugmitteleinrichtung (12) ausgebildet ist, wobei die Pedale (6a,b) durch die Kopplungseinrichtung (11) in der Tretrichtung (T) gegengleich geführt sind.

Description

Tretpedalvorrichtung mit Pedalbaugruppe zum Antreiben eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug mit der Tretpedalvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Tretpedalvorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einer Pedalbaugruppe zur Erzeugung einer oszillierenden Linearbewegung und mit einer Getriebebaugruppe zur Umsetzung der oszillierenden Linearbewegung in eine Rotationsbewegung von mindestens einem Rad des Fahrzeugs, wobei die
Pedalbaugruppe ein erstes und ein zweites Pedal, eine Führungseinrichtung zur linearen Führung der zwei Pedale in der Tretrichtung, und eine Kopplungseinrichtung zur Kopplung der zwei Pedale umfasst, wobei die Kopplungseinrichtung als eine Pedalzugmitteleinrichtung ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeug mit dieser Tretpedalvorrichtung.
Muskelgetriebene oder muskelhybridgetriebene Fahrzeuge verwenden als
Antriebsenergie die Muskelkraft des Menschen. Hinlänglich sind in diesem
Zusammenhang Fahrräder mit Tretpedalbaugruppen bekannt, wobei die Muskelkraft über rotierbare Pedale eingeleitet wird und über eine Fahrradkette an eine
Fahrradnabe zum Antrieb des Fahrrads übertragen wird. Derartige
Tretpedalbaugruppen werden nicht nur bei zweirädrigen Fahrrädern, sondern auch bei dreirädrigen Fahrrädern oder mehrrädrigen Fahrzeugen, wie zum Beispiel bei
Rikschas oder dergleichen eingesetzt.
Allerdings wurde oftmals bemerkt, dass eine rotierende Bewegung der Pedale keine optimale Schnittstelle zum Menschen ist. Letztlich sind Beine des Menschen eher für Gehbewegungen oder Hubbewegungen ausgelegt und nicht für rotierende
Bewegungen.
Vor diesem Hintergrund wurde bereits vorgeschlagen, statt rotierenden Pedale oszillierende Pedale zu verwenden, um die Muskelkraft besser von dem Menschen auf das Fahrzeug übertragen zu können. Ein Beispiel für eine derartige Pedalbaugruppe ist die Druckschrift WO 93/01428 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. Diese Druckschrift beschreibt eine Konstruktion zur Verdopplung der Hublänge und der Geschwindigkeit einer geradlinigen alternierenden Bewegung, insbesondere zum Antrieb von durch alternierende Fußbewegung betätigten Fahrzeugen beziehungsweise Sportgeräten. Die Konstruktion weist zwei ortsfeste Umlenkräder auf, zwei zwischen diesen angeordnete, miteinander fest verbundene bewegliche Umlenkräder sowie ein am Umfang der Umlenkräder geführtes, an seinen beiden Enden jeweils an einem
Fixpunkt befestigtes Zugelement, das zunächst um das eine bewegliche Umlenkrad dann um das eine ortsfeste Umlenkrad, nun um das andere ortsfeste Umlenkrad und schließlich um das andere bewegliche Umlenkrad geführt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tretpedalvorrichtung zum Antrieb eines Fahrzeugs vorzuschlagen, welche einfach aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird durch eine Tretpedalvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit der Tretpedalvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Tretpedalvorrichtung, welche besonders bevorzugt zum Antrieb eines Fahrzeugs geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein ausschließlich muskelbetriebenes oder
muskelhybridbetriebenes Fahrzeug handeln, also ein Fahrzeug welches zur
optionalen oder dauerhaften Unterstützung des Antriebs einen Elektroantrieb aufweist. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein Fahrrad, insbesondere als ein zweirädriges Fahrrad ausgebildet, wobei die zwei Räder des Fahrrads in Flucht zueinander angeordnet sind. Das Fahrzeug kann jedoch auch als ein Dreirad, Vierrad oder Mehrrad ausgebildet sein. Es kann als ein offenes Fahrzeug oder als ein Fahrzeug mit einer Fahrerkabine oder Fahrerteilverkleidung ausgebildet sein. Die Tretpedalvorrichtung kann funktional betrachtet in eine Pedalbaugruppe und in eine Getriebebaugruppe unterteilt werden. Die Pedalbaugruppe bildet eine
Schnittstelle zum Fahrer, sodass der Fahrer diese vorzugsweise mit den Füßen betätigen kann und damit die Tretpedalvorrichtung antreiben kann. Die
Pedalbaugruppe ist ausgebildet, aus der Antriebsbewegung des Fahrers eine oszillierende Linearbewegung zu erzeugen. Die oszillierende Linearbewegung kann insbesondere als eine Hin- und Her-Bewegung oder als eine alternierende Bewegung ausgebildet sein. Die Getriebebaugruppe ist mit der Pedalbaugruppe wirkverbunden und übernimmt die oszillierende Linearbewegung und setzt diese in eine
Rotationsbewegung von mindestens einem Rad des Fahrzeugs um. Insbesondere ist es möglich, dass das Fahrzeug genau ein durch die Tretpedalvorrichtung
angetriebenes Rad aufweist, es ist jedoch auch möglich, dass über die
Tretpedalvorrichtung zwei oder mehr Räder einer gemeinsamen Achse angetrieben werden.
Die Pedalbaugruppe weist ein erstes und ein zweites Pedal auf. Das Pedal ist ausgebildet, insbesondere durch einen Fuß des Fahrers bedient zu werden, sodass der Fahrer durch die Pedale die Tretpedalvorrichtung antreiben kann. Ferner weist die Pedalbaugruppe eine Führungseinrichtung auf, welche zur linearen Führung der zwei Pedale in einer Tretrichtung ausgebildet ist. Besonders bevorzugt weisen beide Pedale die gleiche Tretrichtung auf. Insbesondere werden das erste und das zweite Pedal jeweils geradlinig verfahren, wobei die geradlinigen Verfahrwege eine Ebene aufspannen, in der auch die Tretrichtung liegt. Besonders bevorzugt werden die zwei Pedale durch die Führungseinrichtung in der Tretrichtung zwangsgeführt,
insbesondere derart, dass diese als einzigen Freiheitsgrad die Tretrichtung haben, jedoch zum Beispiel senkrecht zu der Tretrichtung gesperrt sind.
Die Pedalbaugruppe weist ferner eine Kopplungseinrichtung zur insbesondere gegenseitigen Kopplung der zwei Pedale auf. Es ist vorgesehen, dass die
Kopplungseinrichtung als eine Pedalzugmitteleinrichtung ausgebildet ist.
Insbesondere sind die Pedale über die Pedalzugmitteleinrichtung miteinander gekoppelt. Inn Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sich die Pedale in der Tretrichtung gegengleich bewegen, insbesondere gegengleich zwangsgeführt sind. Hierdurch wird erreicht, dass mit Bezug auf die Tretrichtung in einer Endlage eines der Pedale eine vordere Position und das andere der Pedale eine hintere Position einnimmt. Bei der Betätigung der Pedalbaugruppe alternieren oder wechseln die Pedale gegengleich die vordere und die hintere Position.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass durch eine gegengleiche, insbesondere gegenseitige oder wechselseitige, Kopplung über die
Pedalzugmitteleinrichtung zum einen eine gegengleiche Betätigung der Pedale sehr gut umgesetzt werden kann und zum anderen auf ein aufwändiges Getriebe verzichtet werden kann. Stattdessen wird eine Pedalzugmitteleinrichtung verwendet, welche mindestens ein Zugmittel oder einen Zugmittelabschnitt aufweist, wobei das Zugmittel beziehungsweise der Zugmittelabschnitt als ein Seil, als ein Band, als ein Riemen, als eine Kette oder dergleichen ausgebildet sein kann.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist die Pedalzugmitteleinrichtung einen vorderen Pedalzugmittelabschnitt und einen hinteren Pedalzugmittelabschnitt auf. Die Positionsangabe vorderer und hinterer Pedalzugmittelabschnitt beziehen sich auf die Tretrichtung. In dieser bevorzugten Realisierung bilden der vordere
Pedalzugmittelabschnitt und der hintere Pedalzugmittelabschnitt jeweils Abschnitte einer gemeinsamen Endloskette. Die Endloskette bildet eine geschlossene Kette, wobei bei der Betätigung der Pedalbaugruppe die Endloskette im und gegen den Uhrzeigersinn bewegt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Endloskette unfixiert zu den stationären Bauteilen der Pedalbaugruppe ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bilden die Pedale Kettenglieder in der Endloskette. Besonders bevorzugt ist die Endloskette als eine Abfolge des vorderen Pedalzugmittelabschnitts, des ersten Pedals, des hinteren
Pedalzugmittelabschnitts und des zweiten Pedals ausgebildet. Durch eine Betätigung der Pedale in der Tretrichtung wird die Endloskette somit jeweils um den Pedalweg hin- und her-rotiert.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung können der vordere und der hintere Pedalzugmittelabschnitt gemeinsam die Endloskette bilden, wobei die Pedale als Anhänger an die Endloskette angehängt sind.
In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung umfasst die
Pedalbaugruppe eine vordere und eine hintere Umlenkeinrichtung, wobei die vordere Umlenkeinrichtung den vorderen Pedalzugmittelabschnitt umlenkt und die hintere Umlenkeinrichtung den hinteren Pedalzugmittelabschnitt umlenkt. Auf diese Weise ist die Endloskette in der Pedalbaugruppe verliersicher und/oder funktionssicher geführt.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist mindestens eine der
Umlenkeinrichtungen, vorzugsweise jede der Umlenkeinrichtungen mindestens oder genau zwei Umlenkrollen auf, wobei der jeweilige Pedalzugmittelabschnitt durch die zwei Umlenkrollen jeweils um 90 Grad und somit insgesamt um 180 Grad umgelenkt wird. Die Wahl von zwei Umlenkrollen führt zu einer geraden und damit
unverspannten Führung der Pedalzugmitteleinrichtung.
Bei einer konstruktiven Realisierung der Erfindung ist die Führungseinrichtung als eine Mehrzahl von Führungsschienen ausgebildet, wobei die Führungsschienen die Pedale in einer Linearführung in der Tretrichtung führen, insbesondere zwangsführen. Als Linearführung kann zum Beispiel eine Gleitlagerführung oder eine Wälzlagerführung verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Pedale jeweils einen Tragabschnitt und einen Tretabschnitt auf, wobei der Tragabschnitt durch die
Führungseinrichtung linear geführt ist und der Tretabschnitt in dem Tragabschnitt schwenkbar angeordnet ist. Durch die schwenkbare Anordnung des Tretabschnitts in dem Tragabschnitt wird erreicht, dass bei der Tretbewegung sich ein Winkel einer Auflagefläche des Tretabschnitts für den Fuß des Fahrers in einfacher Weise frei anpassen kann.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Getriebebaugruppe mindestens eine erste Übertragungsanordnung, vorzugsweise eine erste und eine zweite
Übertragungsanordnung auf, wobei die zweite Übertragungsanordnung vorzugsweise analog zu der ersten Übertragungsanordnung ausgebildet ist.
Die erste Übertragungsanordnung weist eine erste Eingangsschnittstelle zur
Einleitung der oszillierenden Linearbewegung von der Pedalbaugruppe auf.
Insbesondere wird die erste Eingangsschnittstelle oszillierend und linear in der Tretrichtung bewegt. Ferner weist die erste Übertragungsanordnung zwei erste Ausgangsschnittstellen sowie eine erste Getriebezugmitteleinrichtung mit zwei ersten Getriebezugmittelendabschnitten auf. Die erste Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise die zwei ersten Getriebezugmittelendabschnitte sind jeweils als ein Zugmittel, zum Beispiel als ein Seil, Band, Riemen, Kette oder dergleichen
ausgebildet. Die ersten Ausgangsschnittstellen sind jeweils als eine erste Freilaufrolle ausgebildet, wobei die ersten Getriebezugmittelendabschnitte auf die ersten
Freilaufrollen aufgerollt und abgerollt werden können. Die erste
Übertragungsanordnung ist so ausgebildet, dass die erste
Getriebezugmitteleinrichtung mit oder über die erste Eingangsschnittstelle mit einer Zugbewegung beaufschlagt werden kann. Durch die Zugbewegung werden die ersten Getriebezugmittelendabschnitte von den ersten Freilaufrollen abgerollt, sodass die ersten Freilaufrollen rotiert werden und die ersten Freilaufrollen als die
Ausgangsschnittstellen das mindestens eine Rad antreiben. Durch eine
Rückstellbewegung der ersten Eingangsschnittstelle insbesondere in Tretrichtung wird die erste Getriebezugmitteleinrichtung freigegeben, wobei die ersten
Getriebezugmittelendabschnitte auf die ersten Freilaufrollen wieder aufgerollt werden, wobei sich die ersten Freilaufrollen gegenüber dem mindestens einen Rad in einem Freilaufzustand befinden. Somit kann bei der Rückstellbewegung das Rad
unabhängig von den Freilaufrollen rotieren. Das Aufrollen der ersten Getriebezugmittelendabschnitte kann beispielsweise durch eine Federvorspannung der Freilaufrollen unterstützt werden.
Für den Fall, dass das mindestens eine Rad als genau ein Rad ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass die ersten Freilaufrollen beidseitig zu dem genau einen Rad angeordnet sind. Für den Fall, dass das mindestens eine Rad als zwei Räder ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass jedem der genau zwei Räder eine der ersten Freilaufrollen zugeordnet ist. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die ersten Freilaufrollen jeweils axial außenseitig zu den genau zwei Rädern oder aber axial innenseitig zu den zwei Rädern angeordnet sind.
Es ist dabei eine Überlegung der bevorzugten Ausgestaltung, dass es zwar prinzipiell ausreichend ist, für die erste Übertragungsanordnung nur eine einzige
Ausgangsschnittstelle vorzusehen, um das mindestens eine Rad anzutreiben. Hierbei werden jedoch die Antriebskräfte asymmetrisch eingeleitet. Insbesondere bei
Fahrzeugen mit breiteren Achsen führt dies neben einer Rotationsbewegung des mindestens einen Rads zu einer Gierbewegung des Fahrzeugs. Werden jedoch von der ersten Übertragungsanordnung zwei erste Freilaufrollen betätigt, so können diese symmetrisch zu dem mindestens einen Rad angeordnet werden, sodass eine
Rollbewegung des Fahrzeugs vermieden wird.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die erste
Eingangsschnittstelle durch das erste Pedal gebildet oder mit dieser verbunden. Wird somit das erste Pedal in linearer Richtung bewegt, so wird ebenfalls die erste
Eingangsschnittstelle in der linearen Richtung bewegt und beaufschlagt die
Zugbewegung.
Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Getriebezugmitteleinrichtung als ein durchgängiges Getriebezugmittel ausgebildet ist, wobei ferner vorzugsweise vorgesehen ist, dass die erste Eingangsschnittstelle als eine erste Hauptumlenkrolle zum Umlenken des Getriebezugmittels ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass das Getriebezugmittel selbstausgleichend wirkt und nicht zum Beispiel eine Seite des Getriebezugmittels, welche zu einer der ersten Freilaufrollen führt, mit der Zeit länger wird als die andere Seite und auf diese Weise Asymmetrien in der Getriebebaugruppe entstehen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die erste und/oder die zweite Freilaufrolle eine Schneckenform zum Aufrollen und Abrollen der
Getriebezugmittelendabschnitte auf. Der Vorteil einer derartigen Schneckenform ist zum einen, dass die Steigung beziehungsweise der Steigungsverlauf der
Schneckenform so ausgebildet sein kann, dass diese der möglichen Kraftentwicklung des menschlichen Beins bei einer oszillierenden Bewegung entspricht. So kann der Mensch aus einer stark abgewinkelten Position des Beins oder einer nahezu gestreckten Position des Beins weniger Kraft aufwenden als in einem leicht gewinkelten Zustand des Beins. Durch eine Anpassung der Steigung in der
Schneckenform der Freilaufrolle kann auf diese Kraftentwicklung des Menschen Rücksicht genommen werden. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass durch eine Verlängerung beziehungsweise eine Verkürzung des Getriebezugmittels oder des Getriebezugmittelwegs die Getriebebaugruppe geschaltet wird, indem bei der oszillierenden Linearbewegung und dem daraus resultierenden Ab- und Aufrollen des Getriebezugmittels unterschiedliche wirksame Abschnitte der Schneckenform, insbesondere unterschiedliche wirksame Abschnitte mit unterschiedlichen
Durchmessern der Schneckenform verwendet werden.
Es ist besonders bevorzugt, dass die freien Enden der ersten
Getriebezugmittelendabschnitte jeweils an den ersten Freilaufrollen festgelegt sind.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die erste
Übertragungsanordnung mindestens zwei erste Führungsrollen auf, wobei die mindestens zwei ersten Führungsrollen die erste Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise das erste Getriebezugmittel in Flucht mit den ersten Freilaufrollen setzen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass genau ein Satz, das heißt genau zwei erste Führungsrollen, vorgesehen sind, welche horizontal oder vertikal angeordnet sind. Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung sind sogar zwei Sätze der Führungsrollen und somit insgesamt vier erste Führungsrollen vorgesehen, wobei zwei der ersten Führungsrollen horizontal ausgerichtet und zwei der ersten
Führungsrollen vertikal ausgerichtet sind, um die erste Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise das erste Getriebezugmittel fluchtend auf die ersten Freilaufrollen zu führen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die erste
Übertragungsanordnung mindestens zwei erste Umlenkrollen auf, wobei die mindestens zwei ersten Umlenkrollen die erste Getriebezugmitteleinrichtung von der Eingangsschnittstelle zu den ersten Führungsrollen umlenken.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die ersten Umlenkrollen zur Verlängerung beziehungsweise Verkürzung des Getriebezugmittelwegs in
Tretrichtung verschiebbar relativ zu der Eingangsschnittstelle und/oder zu den
Führungsrollen angeordnet. Durch das Verschieben der ersten Umlenkrollen wird die Verlängerung beziehungsweise Verkürzung des Getriebezugmittelwegs der ersten Getriebezugmitteleinrichtung erreicht, sodass bei einer Verwendung einer
Schneckenform bei den Freilaufrollen ein anderer effektiver Durchmesser zum Auf- und Abrollen der Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise des ersten
Getriebezugmittels verwendet wird. Auf diese Weise kann die
Übertragungsanordnung stufenlos in der Übersetzung verändert und damit geschaltet werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug, welches eine
Tretpedalvorrichtung aufweist, wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Tretpedalvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 die Tretpedalvorrichtung in der Figur 1 in einer schematischen
Draufsicht von oben;
Fig. 3 a, b eine Pedalbaugruppe der Tretpedalvorrichtung der Figuren 1 und 2 in einer schematischen Draufsicht beziehungsweise in einer
schematischen dreidimensionalen Darstellung;
Fig. 4 a, b, c verschiedene Varianten einer Übertragungsanordnung für die
Getriebebaugruppe der Tretpedalvorrichtung der Figuren 1 und 2;
Fig. 5 a, b, c eine seitliche Draufsicht, dreidimensionale Ansicht beziehungsweise radiale Draufsicht auf einen Teilabschnitt einer Freilaufrolle der Tretpedalvorrichtung der Figuren 1 und 2.
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung eine
Tretpedalvorrichtung 1 , welche für den Antrieb eines Fahrzeugs geeignet und/oder ausgebildet ist. In diesem Beispiel ist die Tretpedalvorrichtung 1 zum Antrieb von zwei Rädern 2 einer gemeinsamen Achse 3 ausgebildet, wobei die Räder 2
beziehungsweise die gemeinsame Achse 3 nur stark schematisiert angedeutet sind.
Die Tretpedalvorrichtung 1 kann funktional betrachtet in eine Pedalbaugruppe 4 und eine Getriebebaugruppe 5 unterteilt werden. Die Pedalhauptgruppe 4 dient zur Betätigung durch einen Fahrer des Fahrzeugs und zur Einleitung einer Tretbewegung. Die Getriebebaugruppe 5 dient zur Umsetzung einer oszillierenden Linearbewegung der Pedalbaugruppe 4 in eine rotierende Bewegung, welche auf die Räder 2 der Achse 3 übertragen wird. Die Tretpedalvorrichtung 1 ist in der Figur 2 in einer Draufsicht dargestellt, die
Pedalbaugruppe 4 ist in den Figuren 3a, b in einer Einzeldarstellung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Figuren 1 , 2, 3a, b.
Die Pedalhauptgruppe 4 weist ein erstes und ein zweites Pedal 6a, b auf. Die Pedale 6a, b bilden eine Schnittstelle zum Fahrer des Fahrzeugs und können durch die Füße des Fahrers bedient werden. Die Pedale 6a, b sind in einer Führungseinrichtung 7 in einer Tretrichtung T geführt. Genauer betrachtet weisen die Pedale 6a, b jeweils einen Tragabschnitt 8a, b und einen Tretabschnitt 9a, b auf. Die Tretabschnitte 9a, b stellen jeweils eine Auflagefläche für den Fuß des Fahrers bereit und sind in dem
Tragabschnitt 8a, b schwenkbar gelagert. Der Tragabschnitt 8a, b ist in der
Führungseinrichtung 7 in der Tretrichtung T linear zwangsgeführt. Die
Führungseinrichtung 7 ist in diesem Fall als Führungsschienenpaare 10a, b
ausgebildet. Damit haben die Pedale 6a, b ausschließlich den Freiheitsgrad in
Tretrichtung T entlang der Führungsschienenpaare 10a, b hin- und hergeschoben werden zu können. Statt Führungsschienenpaare können auch eine„Festführung" und eine„Losführung" (in Analogie zum Fest- und Loslager) verwendet werden, um den Grad der Überbestimmtheit zu mindern. Alternativ kann auch eine entsprechend massiv gestaltete Führung verwendet werden.
Die Pedale 6a, b sind über eine Kopplungseinrichtung 11 miteinander gekoppelt. Die Kopplungseinrichtung 11 ist als eine Pedalzugmitteleinrichtung 12 ausgebildet, welche derart an den Pedalen 6a, b angelenkt oder befestigt ist, dass sich die Pedale 6a, b nur gegengleich bewegen können. So befindet sich das erste Pedal 6a in der Figur 1 in einer vorderen Position, wohingegen das zweite Pedal 6b in einer hinteren Position angeordnet ist. Bei einer Betätigung der Pedalbaugruppe 4 beziehungsweise der Tretpedalvorrichtung 1 , wobei das zweite Pedal 6b von der hinteren Position in die vordere Position überführt wird, wird zwangsgeführt das erste Pedal 6a von der vorderen Position in die hintere Position überführt.
Genauer betrachtet weist die Pedalzugmitteleinrichtung 12 einen vorderen
Pedalzugmittelabschnitt 13 und einen hinteren Pedalzugmittelabschnitt 14 auf. Der vordere Pedalzugmittelabschnitt 13 ist an einer Vorderseite des ersten Tragabschnitts 8a und an einer Vorderseite des zweiten Tragabschnitts 8b befestigt. Der hintere Pedalzugmittelabschnitt 14 ist an einer Hinterseite des ersten Tragabschnitts 8a und an einer Hinterseite des zweiten Tragabschnitts 8b befestigt. Der erste
Pedalzugmittelabschnitt 13 wird über eine vordere Umlenkeinrichtung 15, der hintere Pedalzugmittelabschnitt 14 durch eine hintere Umlenkeinrichtung 16 insgesamt jeweils um 180 Grad umgelenkt. Die vordere Umlenkeinrichtung 15 weist zwei
Umlenkrollen 17a, b auf, welche jeweils den vorderen Pedalzugmittelabschnitt 13 um 90 Grad umlenken. Die hintere Umlenkeinrichtung 16 weist jeweils zwei hintere Umlenkrollen 18a, b auf, welche den hinteren Pedalzugmittelabschnitt 14 jeweils um 90 Grad umlenken. Der vordere und der hintere Pedalzugmittelabschnitt 13 und 14 kann in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Der vordere und hintere Pedalzugmittelabschnitt 13, 14 und die zwei Pedale 6a, b bilden gemeinsam eine Endloskette aus, welche ausschließlich in Umlaufrichtung oder entgegen der Umlaufrichtung um die Umlenkrollen 17a, b, 18 a, b bei der
oszillierenden Linearbewegung der Pedale 6a, b verschwenkt und/oder in eine
Kreisbewegung gebracht werden.
Die Getriebebaugruppe 5 weist eine erste und eine zweite Übertragungsanordnung 20a, 20b auf, welche jeweils eine Getriebezugmitteleinrichtung 21 a, 21 b umfassen. Die Getriebezugmitteleinrichtungen 21 a, b beziehungsweise deren Getriebezugmittel sind genauso wie die Pedalzugmitteleinrichtung 12 als ein Seilzug, zum Beispiel als ein Stahlseil ausgebildet. Statt dem starren Stahlseil kann auch ein Seil aus Naturoder Kunstfasern verwendet werden.
Zur Vereinfachung der Darstellung wird zunächst die erste Übertragungsanordnung 20a mit der ersten Getriebezugmitteleinrichtung 21 a beschrieben:
Die erste Übertragungsanordnung 20a weist eine Eingangsschnittstelle 23a auf, welche als eine Hauptumlenkrolle 24a ausgebildet ist. Um die Hauptumlenkrolle 24a ist die erste Getriebezugmitteleinrichtung 21 a herumgeführt. Diese verläuft dann gegen die Tretrichtung T, bis sie von zwei ersten Umlenkrollen 25a um 90 Grad umgelenkt wird. Nachfolgend wird die Getriebezugmitteleinrichtung 21 a nochmals von zwei weiteren ersten Umlenkrollen 26a um 90 Grad umgelenkt, sodass die erste Getriebezugmitteleinrichtung 21 a insgesamt um 180 Grad umgelenkt ist.
Im weiteren Verlauf wird die Getriebezugmitteleinrichtung 21a von waagerecht angeordneten ersten Führungsrollen 27a um 180 Grad umgelenkt, wobei zugleich die erste Getriebezugmitteleinrichtung 21 a in Flucht beziehungsweisebeziehungsweise nahezu in Flucht zu einer Ausgangsschnittstelle 28a ausgerichtet wird. Nachfolgend wird die Getriebezugmitteleinrichtung 21 a um vertikal ausgerichtete Führungsrollen 29a geführt, sodass die Getriebezugmitteleinrichtung 21 a auch in Bezug auf eine vertikale Richtung auf die Ausgangsschnittstelle 28a ausgerichtet ist.
Die ersten Ausgangsschnittstellen 28a sind jeweils als eine erste Freilaufrolle 22a ausgebildet, welche zum einen eine schneckenförmig, insbesondere spiralförmig gewundene Rolle und zum anderen eine Freilauffunktion aufweist. Die erste
Freilaufrolle 22a ist in den Figuren 5 a, b, c, in einer axialen Draufsicht, einer dreidimensionalen Ansicht sowie in einer radialen Draufsicht gezeigt. Die erste Freilaufrolle 22a weist eine Wickelbahn 32a für erste Getriebezugmittelendabschnitte 19a der ersten Getriebezugmitteleinrichtung 21 a auf. Die freien Enden der ersten Getriebezugmittelendabschnitte 19a sind an der ersten Freilaufrolle 22a befestigt. Wenn die erste Pedale 6a in der hinteren Position ist, sind die ersten
Getriebezugmittelendabschnitte 19a auf den ersten Freilaufrollen 22a aufgewickelt oder aufgerollt. Durch ein Bewegen des ersten Pedals 6a von der hinteren Position in die vordere Position wird die erste Hauptumlenkrolle 24a als erste
Eingangsschnittstelle 23a in Tretrichtung T in Richtung der vorderen Position des ersten Pedals 6a bewegt. Dadurch wird eine Zugbewegung auf die erste
Getriebezugmitteleinrichtung 21 a eingeleitet. Durch die Zugbewegung werden die ersten Getriebezugmittelendabschnitte 19a von den ersten Freilaufrollen 22a abgewickelt oder abgerollt. Durch das Abrollen werden die ersten Freilaufrollen 22a in eine Rotationsbewegung versetzt. Die ersten Freilaufrollen 22a sind jeweils als eine Freilaufeinrichtung ausgebildet, wobei die Rotationsbewegung der ersten Freilaufrollen 22a auf die Räder 2 übertragen wird und auf dieser Weise das Fahrzeug angetrieben werden kann.
Durch ein Bewegen des ersten Pedals 6a von der vorderen Position zu der hinteren Position wird die Rückstellbewegung der ersten Eingangsschnittstelle 23 a eingeleitet. Die erste Get ebezugmitteleinrichtung 21 a wird freigegeben und die ersten
Get ebezugmittelendabschnitte 19a werden wieder auf die Freilaufrollen 22a, insbesondere entlang der Wickelbahn 32a aufgerollt
beziehungsweisebeziehungsweise aufgewickelt. Durch die integrierte Freilauffunktion in den ersten Freilaufrollen 22a können die ersten Freilaufrollen 22a relativ zu den Rädern 2 bei der Aufwickel- beziehungsweise Aufroll beweg ung rotiert werden. Es ist in jedem Zustand möglich, dass die Räder 2 schneller als die ersten Freilaufrollen rotieren, so dass die ersten Freilaufrollen 22a auch eine Überholkupplungsfunktion umsetzen.
Durch die Schraubenform der Wickelbahn 32a ergibt sich bei der Abwickel- beziehungsweise Aufwickelbewegung ein sich änderndes Übersetzungsverhältnis, da sich der aktuelle Durchmesser der Wickelbahn 32a ändert. Das
Übersetzungsverhältnis wird somit auch in Abhängigkeit der Lage eines wirksamen Abschnitts der Wickelbahn 32a auf der Wickelbahn 32a geändert, die bei der oszillierenden Linearbewegung des ersten Pedals 6a freigegeben und wieder durch die Getriebezugmittelendabschnitte 19a belegt werden. Liegt dieser wirksame
Abschnitt radial weiter innen, ist das Übersetzungsverhältnis anders, insbesondere kleiner, als wenn der wirksame Abschnitt radial weiter außen liegt.
Diese Möglichkeit zu einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird für ein Schalten, vorzugsweise für ein stufenloses Schalten der Tretpedalvorrichtung 1 ausgenutzt:
Wie sich wieder aus der Figur 1 und 2 ergibt, sind die ersten Führungsrollen 27a auf einem ersten gemeinsamen Träger 30 und die Umlenkrollen 25a und 26a auf einem zweiten gemeinsamen Träger 31 angeordnet. Durch eine nicht dargestellte Mechanik kann der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Träger 30, 31 in der
Tretrichtung T verändert werden, wodurch die Zugmittelweglänge für die erste
Getriebezugmitteleinrichtung 21 a geändert werden kann. Durch die Änderung der Zugmittelweglänge wird der wirksame Abschnitt auf der Wickelbahn 32a verschoben und dadurch das Übersetzungsverhältnis geändert.
In den Figuren 4 a - d sind vier verschiedene Ausführungsbeispiele für die erste Übertragungsanordnung 20a schematisiert gezeigt.
In der Figur 4a weist die Übertragungsanordnung 20a nur die Hauptumlenkrolle 24a als Eingangsschnittstelle 23a sowie die Ausgangsschnittstellen 28a ausgebildet als erste Freilaufrollen 22a auf. In diesem prinzipiell funktionsfähigen Ausführungsbeispiel werden die Getriebezugmittelendabschnitte 19a schräg auf die ersten Freilaufrollen 23a aufgerollt, so dass mit einer erhöhten Reibung zu rechnen ist.
In der Figur 4b umfasst die Übertragungsanordnung 20a dagegen waagrecht oder liegend ausgerichtete Führungsrollen 27a und vertikale oder stehende Führungsrollen 29a, wobei die Führungsrollen 27a und 29a so angeordnet sind, dass diese die erste
Getriebezugmitteleinrichtung 21 a, b so umlenken, dass die
Getriebezugmittelendabschnitte 19a in Flucht zu den ersten Freilaufrollen 22a ausgerichtet sind und/oder dass die Getriebezugmittelendabschnitte 19a gerade auf die ersten Freilaufrollen 22a geführt werden.
In der Figur 4c sind ergänzend erste Umlenkrollen 25a angeordnet, wobei die ersten Umlenkrollen 25a zwischen der Hauptumlenkrolle 24a und der ersten Führungsrolle 27a angeordnet sind. Die ersten Umlenkrollen 25a dienen in der Figur 4c nur zur Linearisierung des Zugmittelwegs der Getriebezugmitteleinrichtung 21 a.
In der Figur 4d sind die ersten Umlenkrollen 25a dagegen in Tretrichtung T
verschiebbar angeordnet, so dass der Zugmittelweg verlängert und/oder verkürzt werden kann und die Tretpedalvorrichtung unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse und/oder Gänge durch das Verschieben der ersten Umlenkrollen 25a umsetzen kann. Bei den Ausführungsbeispielen in den Figuren ist jedoch gemeinsam, dass die Ausgangsschnittstellen 28a auf die beiden Räder 2 verteilt sind, so dass bei einer Betätigung der ersten Übertragungsanordnung 20a das Antriebsdrehmoment gleichmäßig auf beide Räder 2 verteilt wird.
Die zweite Übertragungsanordnung 20b ist analog zu der ersten
Übertragungsanordnung 20a aufgebaut. Aus diesem Grund sind alle Komponenten in den Figuren mit einem„b" versehen, so dass die Tretpedalvorrichtung 1 eine zweite Getriebezugmitteleinrichtung 21 b, zweite Getriebezugmittelendabschnitte 19b, zweite Freilaufrollen 22b als zweite Ausgangsschnittstellen 28b, eine zweite
Eingangsschnittstelle 23b mit einer zweiten Hauptumlenkrolle 24b, zweite
Umlenkrollen 25b, 26b und zweite Führungsrollen 27b, 29b aufweist. Durch die Kopplung des ersten und des zweiten Pedals 6a, b ist sichergestellt, dass die
Freilaufrollen 22a, b die Räder 2 abwechselnd antreiben.
Bezugszeichenliste
1 Tretpedalvorrichtung
2 Räder
3 Achse
4 Pedalbaugruppe
5 Getriebebaugruppe
6a, b Pedal
7 Führungseinrichtung
8a, b Tragabschnitte
9a, b Tretabschnitte
10a, b Führungsschienenpaare
11 Kopplungseinrichtung
12 Pedalzugmitteleinrichtung
13 vorderer Pedalzugmittelabschnitt
14 hinterer Pedalzugmittelabschnitt
15 vordere Umlenkeinrichtung
16 hintere Umlenkeinrichtung
17a, b Umlenkrollen
18a, b Umlenkrollen
19 a, , b Getriebezugmittelendabschnitte
20a, b Übertragungsanordnungen
21 a, b Getriebezugmitteleinrichtungen
22 a , b Freilaufrolle
23a, b Eingangsschnittstellen
24a, b Hauptumlenkrollen
25a, b Umlenkrollen
26a, b Umlenkrollen
27a, b Führungsrollen a, b Ausgangsschnittstellena, b Führungsrollen
erster Träger zweiter Träger a, b Wickelbahn
Tretrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Tretpedalvorrichtung (1 ) zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einer Pedalbaugruppe (4) zur Erzeugung einer oszillierenden Linearbewegung und mit einer Getriebebaugruppe (5) zur Umsetzung der oszillierenden Linearbewegung in eine Rotationsbewegung von mindestens einem Rad (2) des Fahrzeugs, wobei die Pedalbaugruppe (4) ein erstes und ein zweites Pedal (6a, b), eine Führungseinrichtung (7) zur linearen Führung der zwei Pedale (6a, b) in der Tretrichtung (T), und eine Kopplungseinrichtung (11 ) zur Kopplung der zwei Pedale (6a, b) umfasst, wobei die Kopplungseinrichtung (11 ) als eine Pedalzugmitteleinrichtung (12) ausgebildet ist, wobei die Pedale (6a, b) durch die Kopplungseinrichtung (11 ) in der Tretrichtung (T) gegengleich geführt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalzugmitteleinrichtung (12) einen vorderen Pedalzugmittelabschnitt (13) und einen hinteren Pedalzugmittelabschnitt (14) umfasst, wobei der vordere Pedalzugmittelabschnitt (13) und der hintere
Pedalzugmittelabschnitt (14) Abschnitte einer Endloskette bilden.
2. Tretpedalvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pedale (6a, b) Kettenglieder in der Endloskette bilden.
3. Tretpedalvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pedale (6a, b) als Anhänger an die Endloskette angehängt sind.
4. Tretpedalvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vordere und eine hintere Umlenkeinrichtung (15,16), wobei die vordere Umlenkeinrichtung (15) den vorderen Pedalzugmittelabschnitt (13) umlenkt und die hintere Umlenkeinrichtung (16) den hinteren Pedalzugmittelabschnitt (14) umlenkt.
5. Tretpedalvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Umlenkeinrichtungen (15,16) zwei Umlenkrollen (17a,b; 18 a, b) aufweist, wobei der zugeordnete Pedalzugmittelabschnitt (13,14) durch die zwei Umlenkrollen (17a,b; 18 a,b) jeweils um 90° umgelenkt wird.
6. Tretpedalvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (7) als eine Mehrzahl von
Führungsschienen (10a, b) ausgebildet ist, wobei die Führungsschienen die Pedale (6a, b) in einer Linearführung in der Tretrichtung (T) führen.
7. Tretpedalvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedale (6a, b) jeweils einen Tragabschnitt (8a, b) und einen Tretabschnitt (9a, b) aufweisen, wobei der Tragabschnitt (8a, b) durch die
Führungseinrichtung (7) linear geführt ist und der Tretabschnitt (9a, b) in dem
Tragabschnitt (8a, b) schwenkbar angeordnet ist.
8. Tretpedalvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebebaugruppe (5) mindestens eine erste
Übertragungsanordnung (20a) umfasst, wobei die erste Übertragungsanordnung (20a) eine erste Eingangsschnittstelle (23a), zwei erste Ausgangsschnittstellen (28a, b) und eine erste Getriebezugmitteleinrichtung (21a) mit zwei ersten
Getriebezugmittelendabschnitten (19a) aufweist, wobei die zwei ersten
Ausgangsschnittstellen (28 a, b) jeweils als eine erste Freilaufrolle (22a) ausgebildet sind, wobei die ersten Getriebezugmittelendabschnitte (19a) auf die ersten
Freilaufrollen (22a) aufgerollt und abgerollt werden können, wobei die erste Getriebezugmitteleinrichtung (21a) mit der ersten Eingangsschnittstelle (23a) mit einer Zugbewegung beaufschlagt werden kann, wobei durch die Zugbewegung die ersten Getriebezugmittelendabschnitte (19a) von den ersten Freilaufrollen (22a) abgerollt werden und die zwei ersten Freilaufrollen (22a) das mindestens eine Rad (2) antreiben, wobei durch eine Rückstellbewegung der ersten Eingangsschnittstelle (23a) die erste Getriebezugmitteleinrichtung (21a) freigegeben werden kann, wobei die ersten Getnebezugmittendabschnitte (19a) auf die zwei ersten Freilaufrollen (22a) aufgerollt werden, wobei sich die zwei ersten Freilaufrollen (22a) gegenüber dem mindestens einen Rad (2) in einem Freilaufzustand befinden.
9. Fahrzeug, gekennzeichnet durch eine Tretpedalvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/DE2016/200248 2015-06-12 2016-05-24 Tretpedalvorrichtung mit pedalbaugruppe zum antreiben eines fahrzeugs sowie fahrzeug mit der tretpedalvorrichtung WO2016198064A1 (de)

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DE102015210778.7A DE102015210778A1 (de) 2015-06-12 2015-06-12 Tretpedalvorrichtung mit Pedalbaugruppe zum Antreiben eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug mit der Tretpedalvorrichtung

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