DE29605308U1 - Fahrrad mit hydraulischem Antrieb - Google Patents

Description

Fahrrad mit hydraulischem Antrieb

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad gemäß der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 angegebenen Art.

Fahrräder sind für unterschiedliche Anwendungszwecke in verschiedenen Ausführungsformen und Konstruktionen bekannt, beispielsweise mit zwei oder drei Rädern, aber auch mit vier Rädern.

Die herkömmlichen Antriebskonstruktionen für solche Fahrräder weisen eine Pedale tragende Tretkurbel mit einem Zahnkranz auf, der über eine Kette mit einem Antriebsritzel an dem anzutreibenden Rad bzw. an der anzutreibenden Welle mit darauf angeordneten Rädern verbunden ist.

Diese Art von Kettenantrieben sind Witterungseinflüssen ausgesetzt und verschmutzen daher sehr leicht, wodurch ihre Funktionsfähigkeit beeinträchtigt wird. Desweiteren sind die Kettenglieder und die hierzu kleinst möglichen Ritzeldurchmesser voneinander abhängig. Die konstruktive Gestaltung ist insofern eingeschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrrad gemäß der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß unter Vermeidung der genannten Nachteile ein Antrieb mit erweiterten konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

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Nach der Erfindung wirkt die Tretkurbel mit einem hydraulischen Antrieb zusammen, der zumindest ein Rad oder eine Welle mit darauf angeordneten Rädern hydraulisch antreibt. Der Antritt und somit das Anfahren wird für den Benutzer nunmehr weicher und leichter. Die Tretkurbel ist dafür triebschlüssig mit einer Hydraulikpumpe des hydraulischen Antriebs verbunden, so daß diese durch die Tretkurbel angetrieben werden kann.

Insbesondere ist zwischen der Tretkurbel und der Hydraulikpumpe ein übersetzungsgetriebe zwischengeschaltet, um möglichst hohe Pumpendrehzahlen bei einer Umdrehung der Tretkurbel zu erhalten. Dadurch wird der notwendige Druck in dem Hydraulikfluid zum Antrieb des Rades bzw. der Räder aufgebaut.

Um die übersetzung entsprechend den Anforderungen des Benutzers anpassen zu können, ist das übersetzungsgetriebe in verschiedene Übersetzungsverhältnisse schaltbar ausgebildet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist koaxial zum Rad ein Schaufelrad - Turbine - als Abtriebsglied des hydraulischen Antriebs angeordnet, das fest mit dem Rad verbunden und über einen Zulauf mit Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe beaufschlagbar ist. Auf diese Weise wird die über die Pedale eingeleitete Antriebskraft einfach und verlustfrei über den durch die Hydraulikpumpe erzeugten Hydraulikdruck auf das anzutreibende Rad übertragen.

Um den Kraftaufwand für das Drehen der Kurbel durch Treten an die Neigung der Fahrtstrecke anpassen zu können, ist am anzutreibenden Rad eine Gangschaltung vorgesehen. Insbesondere sind mehrere unterschiedliche Durchmesser aufweisende Schaufelräder - Turbinen - koaxial in bezug auf das Rad jeweils in einer Kammer mit

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Zu- und Ablauf angeordnet, mit dem Rad fest verbunden und über eine Steuereinheit mit dem Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe beaufschlagbar.

Insbesondere weist dabei die Steuereinheit eine in verschiedene Schaltstellungen drehbare mit öffnungen versehene Steuerscheibe auf. Je nach Schaltstellung der Steuerscheibe wird mit dieser ein Zulauf zu einem Schaufelrad mit einer öffnung der Steuerscheibe in Deckung gebracht, wodurch Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe durch die öffnung der Steuerscheibe über den Zulauf zu dem Schaufelrad strömt, und dadurch dann das Schaufelrad und somit das Rad antreiben kann.

Bisher war es üblich, neben dem Antriebssystem für ein Fahrrad ein separates Bremssystem zu installieren. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erübrigt sich ein separates Bremssystem, wenn in dem Hydraulikstrom zwischen Hydraulikpumpe und Abtriebsglied des hydraulisehen Antriebs eine steuerbare, schließbare Drossel vorgesehen ist, die als Bremse für das Fahrrad dient. Über die Drossel wird der Hydraulikstrom von der Hydraulikpumpe gesteuert. Ist die Drossel geschlossen, wird das Hinterrad des Fahrrades blockiert.

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Um ein Verweilen der Pedale in einer Drehposition der Tretkurbel, während das Fahrrad in Fahrt ist, zu ermöglichen, ist ein Freilauf vorgesehen. Die Tretkurbel weist eine triebschlüssig an die Hydraulikpumpe angeschlossene Welle auf. Zwischen Welle und den beiden Kurbelteilen, die jeweils ein Pedal tragen, ist der Freilauf vorgesehen, der bei Blockieren der Kurbelteile ein Weiterdrehen der Welle der Tretkurbel ermöglicht.

Zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung bilden die Gegenstände der anderen Unteransprüche.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aber auch aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigen:
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Fig. 1 eine erste Seitenansicht eines Fahrrades gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine weitere Seitenansicht des Fahrrades von Fig. 1;

Fig. 3 eine geschnittene Draufsicht auf das Antriebsgetriebe des Fahrrades von Fig. 1;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV - IV von Figur 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Teils des angetriebenen Hinterrades mit den Schaufelrädern; 20

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Teils der Tretkurbel des Fahrrads;

Fig. 7 eine Seitenansicht mit Teilschnitt von Fig. 6; und

Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung eines als Bremse dienenden Drosselteils von Fig. 2.

In den Figuren 1 bis 8 ist eine Ausführungsform eines Fahrrades 10 mit einem Vorderrad 12 und einem Hinterrad 14, einem Rahmen 16 sowie jeweils seitlich des Rahmens 16 angeordnete, mit einer Welle 18 verbundene Kurbelteile 19 einer Tretkurbel 20 dargestellt.

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An den beiden sich in entgegengesetzte Richtungen erstreckende freie Enden der Kurbelteile 19 ist jeweils ein Pedal 22 drehbar gelagert.

Auf der Welle 18 ist ein Zahnrad 24 fest mit der Welle 18 verbunden. Das Zahnrad 24 greift in ein Übersetzungsgetriebe 26 ein/ das wiederum an eine Hydraulikpumpe 28 angeschlossen ist. über die Hydraulikpumpe 28 wird Hydraulikfluid über die Hydraulikleitung 30 zu einem Abtriebsglied des hydraulischen Antriebs beim Hinterrad 14 des Fahrrades 10 gepumpt.

Das Hinterrad 14 ist in dem Rahmen 16 drehbar gelagert - siehe hierzu insbesondere Figur 5 - , wobei das Hinterrad 14 auf einer Seite des Rahmens 16 angeordnet ist. Auf der anderen Seite ist ein Gehäuse 32 vorgesehen, das eine Gangschaltung und die Abtriebsglieder des hydraulischen Antriebes des Fahrrades 10 beinhaltet. In vier einzelnen Kammern 34 bis 40 des Gehäuses 32 ist jeweils ein Schaufelrad 42 bis 48 koaxial zum Hinterrad 14 sowie triebschlüssig mit diesem verbunden angeordnet. Die vier Schaufelräder 42 bis 48 weisen jeweils unterschiedliche Durchmesser auf.

Jede Kammer 34 bis 40 verfügt über einen Zulauf 50 bis 56 und einen Ablauf 58 bis 64.

In den Ablauf 58 bis 64 ist jeweils ein entgegen der Strömungsrichtung federbelastetes Ventil 66 eingebracht, um einen Rücklauf des Hydraulikfluids in die Kammer 34 bis 40 zu verhindern.

Durch eine koaxial zu den Schaufelrädern 42 bis 48 gelagerte und in verschiedene Schaltstellungen drehbare Steuerscheibe 68 ist lediglich ein Zulauf der vier Zuläufe 50 bis 56 zu den Kammern 34 bis 40 mit den Schau-

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feirädern 42 bis 48 geöffnet und die anderen Zuläufe bis 56 geschlossen.

In der Ausgangsstellung ist der Zulauf 50 der Kammer mit dem Schaufelrad 42 geöffnet. Es strömt somit Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe 28 über die Hydraulikleitung 30 durch eine öffnung 70 in der Steuerscheibe 68 über den Zulauf 50 zu dem Schaufelrad 42 und treibt dieses und somit das Hinterrad 14 an.

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Anschließend strömt das Hydraulikfluid durch den Ablauf 58 mit dem Ventil 66 in die Rücklaufleitung 72 des hydraulischen Antriebs zu einem Hydraulikfluidreservoir bei der Hydraulikpumpe 28 im Rahmen 16 des Fahrrades zurück.

Durch den Hydraulikdruck wird dabei im Ablauf 58 das Ventil 66 entgegen seiner Federkraft in die Öffnungsstellung gedrückt.

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Die Steuerscheibe 68 ist mit insgesamt vier öffnungen 70 versehen, die so angeordnet sind, daß immer nur ein Zulauf 50 bis 56 geöffnet ist, das heißt, eine öffnung 70 ist mit einem Zulauf 50 bis 56 in Deckung gebracht.

Die anderen Zuläufe 50 bis 56 sind dann vollständig verschlossen.

Die Steuerscheibe 68 ist über eine Torsionsfeder 74 in ihre Ausgangsstellung belastet. Wird die Steuerscheibe 68 entgegen der Kraft der Torsionsfeder 74 in die nächste Schaltstellung gedreht, also der Zulauf 50 verschlossen und der Zulauf 52 durch eine weitere öffnung 70 in der Steuerscheibe 68 geöffnet, so wird die Steuerscheibe 68 entgegen der Kraft der Torsionsfeder 74 gedreht und gehalten.

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Es sind somit alle vier Schaufelräder 42 bis 48 getrennt
über die Steuerscheibe 68 mit Hydraulikfluid ansteuerbar .

Die Stellung der Steuerscheibe 68 wird durch einen manuell betätigbaren Kabelzug 76 eingestellt. Zur manuellen Einstellung ist ein mit dem Kabelzug 76 verbundener sowie am Rahmen 16 angeordneter Hebel 78 vorgesehen,
der entsprechend den Schaltstellungen der Steuerscheibe 68 angepaßte Rastpositionen aufweist.

Zwischen dem Gehäuse 32 und der Hydraulikpumpe 28 ist
in der Hydraulikleitung 30 - Rückleitung - eine steuerbare Drossel 80 zwischengeschaltet, siehe hierzu insbesondere Figur 8. über die steuerbare Drossel 80 kann
der Hydraulikfluidstrom von dem Abtriebsglied verringert
werden und dadurch das bewegte Fahrrad 10 gebremst werden. Bei geschlossener Drossel 80 ist das Hinterrad
14 blockiert. Die Drossel 80 wird über einen Kipphebel

82 und einem daran angeschlossenen Kabelzug in herkömmlicher Weise wie bei einer Backenbremse betätigt.

Ein Kurbelteil 19 der Tretkurbel 20 ist jeweils über
einen Freilauf 84 mit der Welle 18 verbunden, siehe

hierzu insbesondere Figur 7. Der Freilauf 84 besteht

aus einer in ein Zahnprofil 86 eingreifenden Klinke 88. Das Zahnprofil 86 ist drehfest mit der Welle 18 verbunden. Wird die Tretkurbel 20 betätigt, greift die Klinke 88 in das Zahnprofil 86 ein und treibt die Welle 18 an.

Wird die Tretkurbel 20 blockiert während das Fahrrad 10 in Fahrt ist, drücken die Zähne die Klinke 88 nach außen
und die Welle 18 kann frei drehen.

Der hydraulischen Antrieb des Fahrrades ist mit einer
weiteren nicht zwingend erforderlichen Einrichtung versehen. Diese wird anhand der Figuren 3 und 4 ff. erläutert.

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Das Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 28 wird zu einem Teil in die Hydraulikleitung 30 zu den Schaufelrädern 42 bis 48 und zum anderen Teil in eine Kammer mit einem Schaufelrad 92 gepumpt. Das in der Kammer 90 befindliche Schaufelrad 92 wird dadurch angetrieben. Das Hydraulikfluid wird anschließend über einen Auslauf 94 und einer Leitung 96 zu dem Hydraulikfluidreservoir bei der Hydraulikpumpe 28 geführt. Das Schaufelrad 92 ist mit der Welle 18 gekoppelt und unterstützt dadurch insbesondere den Antrieb, so daß vor allem ein weicherer Antritt ermöglicht wird.

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Bezugszeichenliste

10 Fahrrad 12 Vorderrad 14 Hinterrad 16 Rahmen

18 Welle

19 Kurbelteile

20 Tretkurbel 22 Pedal 24 Zahnrad 26 Übersetzungsgetriebe 28 Hydraulikpumpe 30 Hydraulikleitung 32 Gehäuse 34 Kammern 36 " 38 " 40 " 42 Schaufelräder 44 " 46 " 48 " 50 Zuläufe 52 " 54 " 56 " 58 Abläufe 60 " 62 " 64 " 66 Ventil 68 Steuerscheibe 70 Öffnung 72 Rücklaufleitung 74 Torsionsfeder 76 Kabelzug

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- &iacgr;&ogr; ·-:

10

78 Hebel

80 steuerbare Drossel

82 Hebel 84 Freilauf 86 Zahnprofil 88 Klinke 90 Kammer 92 Schaufelrad 94 Ablauf

96 weitere Hydraulikleitung

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Claims (1)

1. S chutzansprüche

   1. Fahrrad (10) mit Rädern (12, 14) und einer Pedale (22) aufweisenden Tretkurbel (20) als Teil eines Antriebs für zumindest ein Rad (14), dadurch gekennzeichnet, daß der das Rad (14) bewegende Antrieb als hydraulischer Antrieb mit Hydraulikpumpe (28) ausgebildet ist, die von der Tretkurbel (20) angetrieben wird.

   2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Tretkurbel (20) und der Hydraulikpumpe (28) ein Übersetzungsgetriebe (26) zwischengeschaltet ist.

   3. Fahrrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das übersetzungsgetriebe (26) in verschiedene Übersetzungsverhältnisse schaltbar ist.

   4. Fahrrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Rad (14) ein Schaufelrad (42 bis 48) als Abtriebsglied des hydraulischen Antriebs angeordnet ist, das fest mit dem Rad

   (14) verbunden und über einen Zulauf (50 bis 56) mit Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe (28) beaufschlagbar ist.

   5. Fahrrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, daß mehrere unterschiedliche Durchmesser aufweisende Schaufelräder (42 bis 48) koaxial in bezug auf das Rad (14) jeweils in einer Kammer (34 bis 40) mit Zu- und Ablauf (50 bis 56; 58 bis 64) angeordnet, mit dem Rad (14) fest verbunden und über eine Steuereinheit (68/76) mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind.

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   6. Fahrrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit eine in verschiedene Schaltstellungen drehbare, mit öffnungen (70) versehene Steuerscheibe (68) aufweist, bei der je nach Schaltstellung der Steuerscheibe (68) ein Zulauf (50 bis 56) zu einem Schaufelrad (42 bis 48) mit einer öffnung (70) der Steuerscheibe (68) in Deckung gebracht wird, wodurch Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe (28) zu dem Schaufelrad (42 bis 48) strömen kann. 10

   7. Fahrrad nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ablauf (58 bis 64) der Kammern (34 bis 40) des Schaufelrades (42 bis 48) ein Ventil eingebracht ist.

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   8. Fahrrad nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (68) in eine Ausgangsstellung federbelastet und in die weiteren Schaltstellungen entgegen die Federkraft drehbar ist.

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   9 . Fahrrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (68) über einen Kabelzug (76) manuell betätigt wird.

   10. Fahrrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hydraulikpumpe (28) und Abtriebsglied des hydraulischen Antriebs eine steuerbare Drossel (80) vorgesehen ist, die als Bremse für das Fahrrad (10) dient.

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   11. Fahrrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tretkurbel (20) eine triebschlüssig mit der Hydraulikpumpe (28) verbundene Welle (18) aufweist, wobei zwischen Welle (18) und Tretkurbel (20) oder Kurbelteilen (19) ein Freilauf vorgesehen ist, der bei Blockieren der Tretkurbel (20) ein Weiterdrehen der Welle (18) ermöglicht.

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