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

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.