DE4026089A1 - Tandemhubschrauber und segelflugzeug mit ueber eine tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen rotoren und luftschraube - Google Patents

Description

Pedalgetriebene Muskelkraftflüge mit leicht und zerbrechlich gebauten Tragflächenflugzeugen sind bekannt. So wurden beispiels­ weise schon Flugstrecken bis zu etwa 80 km. und Flughöhen bis zu etwa sieben Meter über dem Boden, dies allerdings mehr im Flügelstaueffekt, erzielt. Als Antrieb dient hierbei ein herkömmlicher einfacher Fahrradantrieb mit einer üblichen Fahrradtretkurbel. Mit durch Beinmuskelkraft ausgeführte Hubschrauberflüge sind zwar versucht worden, jedoch bis zur gegenwärtigen Zeit nicht recht gelungen. Dies liegt ganz offensichtlich daran, daß der herkömmliche Fahrradantrieb mangelhaft konstruiert und hierfür nicht leistungsfähig genug ist, um Hubschrauber- und Tragflächenflüge in größere Höhen und stundenlang durchführen zu können. Zunächst mal ist der Mangel darin zu erblicken, daß die übliche Fahrradtretkurbel als Hebel viel zu kurz ist und demzufolge zu wenig Hebelkraft erzeugt wird. Ds Pedalieren dagegen mit einer längeren Kurbel erzeugt zwar mehr Hebelkraft auf die Antriebskette, was aber andererseits infolge des dann größeren Kreisweges bekanntlich sofort auf Kosten der Tretzeiten geht, d. h. auf das dann größere Drehmoment der kreisenden Kurbelachse und somit letztlich zum Nachteil der nötigen Geschwindigkeit auf das zu umdrehende Kettenrad bzw. Kegelzahnrad mit seiner Antriebskette bzw. Antriebswelle auf den Rotor oder Propeller des betreffenden Flugapparates.

Je nach der Stellung der Tretkurbel zur Druckrichtung am Pedal ändert sich bekanntlich auch die wirksame Länge des Hebelarms an der Tretkurbelachse. Im oberen Totpunkt, so beispielsweise bei üblicher Sitzstellung eines Radfahrers, d. h. wenn die Tret­ kurbel senkrecht nach oben steht und bei Liegesitzstellung eines Radfahrers beispielsweise auf einem Liegesitz- bzw. Sesselfahrrad, diese etwa waagerecht zur Fahrzeugebene steht, ist der Hebelarm bekanntlich gleich Null und das Fahrzeug antriebslos. Der Hebelarm entsteht überhaupt erst, wenn der obere Totpunkt verlassen ist. Dieser wird dann immer größer und erreicht sein Maximum, nämlich die volle Tretkurbellänge erst, wenn er im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung steht. Von da ab wird er gleich wieder kleiner und im unteren Totpunkt schließlich wieder gleich Null. Das volle Drehmoment und somit die längste und wirksamste Hebelarmbildung überhaupt ist also nur in einer ganz bestimmten Kurbelstellung bei halbwegs ausgestrecktem Bein und auch nur relativ kurzfristig zu erreichen. Demzufolge ist in dem herkömmlichen Fahrradantrieb unter Verwendung bei Muskelkraftfluggeräten ein schwerwiegender Mangel zu erblicken und dieser hierfür überhaupt nicht leistungs­ fähig, denn gerade pedalgetriebene Hubschrauber benötigen zum Abheben und Fliegen eine sehr große Kraft.

Ferner ist es bekanntlich so, daß sich die Beinmuskeln des Pedaleurs bei einem dem Körper noch angewinkelten und somit weniger ausgestreckten Bein hinsichtlich Kraftentwicklung ungenügend entfalten können, dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der herkömmliche Trethebel z. B. beim Fahrrad noch im Bereich des oberen Totpunktes senkrecht nach oben steht und sich bekanntlich in dieser Nullstellung noch kein wirksamer Hebelarm gebildet hat mit dem kraftvoll gedrückt werden könnte.

Wenn jedoch das angewinkelte Bein auf einen von Hub zu Hub sich langfristig gebildeten Hebelarm drückt, wie es der Erfindungs­ gegenstand mit seinen beiden großen mit Freilauf versehenen Reib- oder Zahnrädern offenbart, die dem Pedaleur als ständige wirksame lange "Hebelarme" fortwährend zur Verfügung stehen, dann wird gerade auch aus dieser mißlichen Nullstellung heraus schon merkliche Pedalkraft auf Antriebskette, Kettenkranz und letztlich auf den Rotor bzw. den Propeller erzeugt, auf die nicht verzichtet werden kann.

Die offenbarte Erfindung will nun die aufgezeigten Mängel bei den nicht leistungsfähigen Muskelkraftfluggeräten beseitigen, indem der neue Pedalantrieb zum einen einen bei jeder ganzen Umdrehung der Kurbelachse einen sich automatisch verlängernden Trethebel aufweist und zum anderen der pedalierende Pilot mit ein und demselben Pedal sowohl eine angelenkte Pedalkurbelstütze als auch eine, als Reib- oder Zahnstange wirkende ebenso angelenkte Pedalhubstange gleichzeitig drückt, wobei die Pedal­ hubstange, auf jeder Seite eine, über Rollen stets linear hin- und hergeführt werden und mit ihren oberen Enden entweder ein eingreifendes, mit Freilauf ausgestattetes Zahnrad, oder wie es die zeichnerischen Abbildungen zeigen, ein mit Freilauf ausgestattetes aufpumpbares Reibrad einschließlich Kettenräder und Kette, zum Antrieb der Rotor- oder Propellerwelle, hin- und herbewegen, wobei das sich an der Pedalhubstange abrollende Reibrad einen ständigen drehmomentfreien Hebel bildet. Auf der Achse des Reib- oder Zahnrades ist ein Zahnrad angeordnet, das die Umfangsgröße wie das des Kettenblattes bei der Tretkurbel aufweist, das wiederum ein zweites auf der Achse der Tretkurbel befestigtes Kettenblatt antreibt, wobei dieses zweite Ketten­ blatt die Umfangsgröße des ersten Kettenblattes als Zwillingskettenblatt hat.

In seiner Funktion bestimmt der sich beim Erfindungsgegenstand automatisch verlängernde Hebel, wenn dieser im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung steht und sich demgemäß voll entfaltet hat, zunächst die lichte Weite d. h. den Durchmesser des Reib- oder Zahnrades von seiner Achse bis hin zu seiner äußeren eingreifenden Abrollfläche, womit beide erwähnten Hebel gleich lang bemessen sind. Zum anderen bestimmt der sich automatisch ganz verlängerte Hebel somit die Länge des Pedalhubweges und die daraus resultie­ rende Tretzeit der gleichfalls am Pedal angelenkten Pedalhub­ stange. Da der hin- und hergehende Hubweg der Pedale infolge sich ständig verlängernde und wieder verkürzende Hebel an der Tretkurbel pro Umdrehung nur kurz ist, sind demzufolge auch die Tretzeiten kurz, d. h. ein sich an der Pedalhubstange abrollendes Reib- oder Zahnrad pro Kurbelseite geht ratschengemäß sehr schnell hin und her und transportiert dabei ein achsbefestigtes Zahnrad mit Kette zum Antrieb der Rotor- bzw. Propellerwelle schnell voran und dies trotz des langen sich gebildeten Hebelarms im wirksamen Bereich. Bei Zurückgang der Pedalhubstange und mit dieser auch des in Eingriff stehenden Reibrades gibt ihr Freilauf d. h. der Antreiber die eingreifenden Sperrklinken oder Ratschen­ zähne frei, womit der weitere Antrieb der Rotoren bzw. des Propel­ lers des jeweiligen Fluggerätes im Wechselspiel sinngemäß durch die andere Pedalkurbelstütze und Pedalhubstange der anderen Tretseite erfolgt.

Wenn beispielsweise auf einer Pedalseite des Hubschraubers der sich verlängernde Trethebel der einen Pedalkurbelstütze auf Nullstellung steht, bildet der andere als Reib- oder Zahnrad wirkende Hebel mittels angelenkter Pedalhubstange stets wirksamsten Hebelarm immer im rechten Winkel zur Pedaldruck­ richtung.

Erst die Umwandlung des herkömmlichen Kurbeltriebs zum hin- und hergehenden Pedalhub, wie es die erwähnten Eigenpatente P 22 50 253 und P 27 10 937 mehr oder weniger aufzeigen, ermöglicht mittels der dem Pedal angelenkten Hubstange als erfinderische Weiter­ entwicklung eine Hebelarmbildung des Reib- oder Zahnrades überhaupt. Hierbei ist die Hebelarmbildung langfristig; sie dauert solange an, bis der gesamte Linearhub der pedalgedrückten Hubstange als zweite Pedalstütze beendet ist und setzt sich so­ gleich im wechselseitigen Rhythmus auf der anderen Pedalseite des Hubschraubers bzw. Segelflugzeugs drehmomentfrei fort, d. h. die erfinderische Hebelarmbildung steht dem Piloten während des Fluges fortwährend zur Verfügung, was ein bedeutender Vorteil hinsichtlich der Kraftentfaltung des neuen Hubschrauber- bzw. Segelflugzeugantriebs ist. Der Erfinder glaubt, daß die aufgezeig­ te und begründete "langfristige Hebelarmbildung" am Reib- bzw. Zahnrad vergleichsweise zur relativ kurzfristigen Hebelarmbildung so beim herkömmlichen Kurbeltrieb des Fahrrads, wie erwähnt, sich hier die Tretkurbel nur ganz kurzfristig im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung befindet, demgemäß bei weitem überlegen ist.

Und ferner, währenddessen ein im wirksamen Bereich größer zu pedalierender Pedalhubweg, wie es ja auch der sich automatisch verlängernde Trethebel am Fluggerät aufzeigt, wie erwähnt, immer auf Kosten der Tretzeit geht, macht sich die Erfindung diesen natürlichen Nachteil sehr zunutzen, indem das Abrollen des Reib- oder Zahnrades von Pedalhub zu Pedalhub naturgemäß auch länger andauert, d. h. der ständig vorhandene lange Hebelarm wirkt über die angetriebene Zugkette eben auch besonders lange auf den Rotor bzw. die Luftschraube ein, dies in Verbindung mit großer Kraft gemäß einer doppelten Hebelarmlänge wie die am Fahrrad vorhandene.

Unproduktive und verlorene Tretzeiten gibt es demgemäß mit dieser Erfindung nicht mehr und es wird somit ein leistungs­ fähiger Kraftantrieb für Muskelkraftfluggeräte überhaupt, so insbesondere bei einem neuen pedalgetriebenen ein- oder mehrsitzigen Tandemhubschrauber und Segelflugzeug offenbart, mit dem vermutlich stundenlang und in größeren Höhen geflogen werden kann, vorausgesetzt, daß das betreffende Fluggerät leicht genug und trotzdem stabil genug gebaut ist.

Die bereits genannten Eigenpatente P 22 50 253.0-22 und P 27 10 937.1 offenbaren bei einem Vertikalhubschrauber und einem Segelflugzeug lange Pedalkurbelstützen, die insbesondere die Beinwege verkürzen, nämlich wie üblicherweise zu kreisen, hier den verkürzten Weg des Hin- und Hertretens nehmen, womit die angelenkte Tretkurbel und Antriebskette zum Vorteil des Rotors bzw. Propellers schnel­ ler kreist.

Bei der vorliegenden Weiterentwicklung wird somit neben den erwähnten langen Pedalkurbelsützen auch die als Zahn- oder Reibstangen wirkenden zweiten Pedalstützen je Pedal beschleunigt hin- und hergetreten, weil diese wie erwähnt, am selben Pedal angelenkt sind.

Auch bewirkt der ellipsenförmig kreisende Kurbelarm, der sich bei jeder Umdrehung um seine normale Länge verdoppelt, eine beschleunigte Hin- und Herführung des Pedalhubs mit seinen angelenkten Pedalstützen, dies zum Vorteil der sich somit schneller drehenden Rotorblätter bzw. der Luftschraube.

Da die Erfindung insbesondere einen Tandemhubschrauber mit zwei sich gegenläufig drehenden Rotoren betrifft und somit sehr lenkbar ist, kann dieser vom kleinsten ebenen Platz aus starten und auch wieder dahin landen. So ist es durchaus denkbar, beispielsweise in ländlichen Gebieten von einer Liegewiese aus hinter dem Wohnhaus zu starten und zu landen, dies ohne jegliches Motorengeräusch und Luftverschmutzung als Belästigung der Nach­ barn gegenüber. Ein mit dem erfindungsgemäßen Antrieb ausgestat­ tetes Segelflugzeug wäre erstens eigenstartfähig und könnte zweitens unter Ausnützung der Thermik stundenlang in größeren Höhen fliegen.

Bevor die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben wird, ist es unerläßlich, zunächst einmal näher auf den sich bei jeder Kurbelumdrehung automatisch verlängernden Trethebel einzugehen. So erinnert der Kurbelhebel bei einem Fahrrad zunächst an einen ungleichschenkligen Winkel, der sich bei jeder Kurbelumdrehung automatisch verlängert. So macht hierbei die Hebelarmverlängerung 50% der eines normalen Fahrradhebels aus und kommt dadurch zustan­ de, daß die Pedalen nicht mehr im Drehpunkt der Kurbeln angebracht sind, sondern an Auslegern als kurze Schenkeln von zwei geführten Pleuel als lange Schenkeln hängen, deren obere Endpunkte hinter dem Sattelrohr in Alu-Schienen rollenartig auf- und abgleiten. Hierbei ist der gesamte ellipsenförmige Bewegungsablauf der Pedale konstruktiv besser als bei den herkömmlichen Fahrrädern. Weder der obere noch der untere Totpunkt des Pedalweges ist beim Pedalieren wahrzunehmen. Trotz der sich automatisch verlängernden Kurbelarme wird der Pedalweg nicht größer und es kann mit gleichem Kraft­ aufwand schneller und mit weniger Ermüdungserscheinungen gefahren werden. Diese sinnvolle Zusatzkurbelanordnung erbringt eine Leistungssteigerung bzw. Kraftersparnis bis zu 30% bei einem Fahrrad. Während einerseits die automatische Hebelarm­ verlängerung beim Fahrrad nur etwa 50% ausmacht, bedingt durch das relativ kurze Sattelrohr an dem die Alu-Schienen befestigt sind, die die Endpunkte der beiden Pleuel rollenartig auf- und abgleiten lassen, kann andererseits die automatische Hebelarm­ verlängerung, d. h. die Ausleger bei Muskelkraftfluggeräten um maximal 100% verlängert werden, weil hierbei die andere lange Bauart der Fluggeräte eine Verlängerung der Alu-Schienen und damit auch der geführten beiden Pleuel um das Doppelte zulassen. Hierbei erbringt die Zusatzkurbelanordnung bei Muskelkraftflug­ geräten eine weitere Leistungssteigerung und Kraftersparnis vergleichsweise zu Fahrrädern. Bei der erfinderischen Kurbel z. B. am Tandemhubschrauber ist der eigentliche herkömmliche Tretkurbelarm 175 mm lang. Demzufolge kann der Ausleger am Pleuel ebenfalls 175 mm lang bemessen sein. Sobald sich nun der am eigentlichen Kurbelarm drehbeweglich befestigte Ausleger am Pleuel also im wirksamen Bereich im rechten Winkel zur Pedal­ druckrichtung ganz verlängert hat, macht die Gesamtlänge des kraftabgebenden Kurbelhebels hierbei 350 mm aus, eine enorme Kurbelarmverlängerung, die noch von einem kleinen bis mittel­ großen Piloten bei einem Pedalhubweg von ca. 360 mm Länge bewäl­ tigt werden kann. So behauptet der Erfinder mit begründetem Recht, daß die erfinderische Leistung des Antriebs beim Tandemhubschrau­ ber als auch bei dem Segelflugzeug das Dreifache gegenüber eines herkömmlichen Fahrradantriebs erbringt, insbesondere resultierend aus dem 350 mm automatisch verlängerten Hebel und andererseits aus der langfristigen Hebelarmbildung der kraftabgebenden Reib- oder Zahnräder, die sich an der Pedalhubstange eingreifend abrol­ len.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Fig. I zeigt in Seitenansicht insbes. das Antriebssystem der rechten Pedalkurbelseite im rechten Winkel zur Pedal­ druckrichtung mit dem Antrieb der Hauptrotorwelle über ein Kegelzahnrad bei einem einsitzigen Tandemhubschrauber.

Fig. Ia zeigt in Draufsicht insbes. das Antriebssystem der rechten Pedalkurbelseite im rechten Winkel zur Pedal­ druckrichtung mit dem Antrieb des Hauptrotors über ein Kegelzahnrad bei einem einsitzigen Tandemhubschrauber gemäß der Fig. I.

Fig. Ib zeigt in Seitenansicht insbes. das Antriebssystem der rechten Pedalkurbelseite jedoch außerhalb des rechten Winkels zur Pedaldruckrichtung mit dem Antrieb der Haupt­ rotorwelle über ein Kegelzahnrad bei einem einsitzigen Tandemhubschrauber gemäß der Fig. I.

Fig. II zeigt in Seitenansicht das Antriebssystem der rechten Pedalkurbelseite im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung mit dem Antrieb beider sich gegenläufig drehenden Rotor­ wellen bei einem einsitzigen Tandemhubschrauber einschließlich Pilotenrahmen.

Fig. IIa zeigt in Draufsicht das Antriebssystem der linken sowie rechten Pedalkurbelseite mit dem Antrieb beider sich gegenläufig drehenden Rotoren bei einem einsitzigen Tandemhubschrauber einschließlich Pilotenrahmen gemäß der Fig. II.

Fig. III zeigt in Seitenansicht den Betrieb des Antriebssystems durch einen zweiten Piloten über eine verlängerte Pedalhubstange bei einem zweisitzigen Tandemhubschrauber.

Fig. IIIa zeigt in Draufsicht den Betrieb des Antriebssystems durch einen zweiten Piloten über eine verlängerte linke und rechte Pedalhubstange bei einem zweisitzigen Tandemhubschrauber gemäß der Fig. III.

Fig. IV zeigt in Seitenansicht den Betrieb des rechten Antriebssystems im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung mit dem Antrieb einer Luftschraube als Zugpropeller über ein Kegelzahnrad bei einem einsitzigen Segelflugzeug einschließlich Pilotenrahmen mit Haube.

Das neue weiterentwickelte Antriebssystem bei einem Tandem­ hubschrauber sowie bei einem Segelflugzeug vorliegender Anmeldung wird gemäß den deutschen Patenten P 22 50 253.0-22 und P 27 10 937 C2 gebildet aus:

• a) den Pedalkurbelstützen (c) mit den hin- und hergeführten Pedalen (x),
• b) den sich automatisch verlängernden Kurbeln (b, b′) mit Ausleger (b, b′′′), Pleuel (b, b′′), Pleuelschiene (PS) sowie Schwunggewichte (7′),
• c) den lineargeführten Pedalhubstangen (Ph) mit eingreifenden Reib- oder Zahnrädern (RR) einschließlich Kettenrädern (i) sowie Vorgelege mit Kettenrädern (VG).

Die Funktionsweise des Erfindungsgegenstands ist folgende:

Auf den Schalensitz (v) im Pilotenrahmen (Ru′) etwa im hinteren Bereich des Rumpfes (Ru) des jeweiligen Fluggerätes nimmt der Pilot (a) seinen Platz ein und setzt seine Füße auf die mit einem Sicherheitshaken versehene Pedale (x), wobei er sich mit den Händen am Haltegriff (ha) festhält. Am Haltegriff (ha) sind Bowdenzüge und Schalterhebel für die Betätigung der einzelnen Steuerklappen und Rotorklappen bzw. -blätter sowie der Gangwahl der Zahnkränze und Zahnritzeln als auch die für den Flug nötigen Fluginstrumente angeordnet, wie dies bei Muskelkraftfluggeräten und Rennfahrrädern bereits bekannt ist. (Schalterhebel und Flug­ instrumente sind in den Figuren nicht miteingezeichnet).

Auf die Pedalachsen (x′) sind sowohl die Pedale (x), die äußeren unteren Enden der Pedalkurbelstützen (c) als auch die äußeren unteren Enden der Pedalhubstangen (Ph) etwas nebenein­ ander distanziert, angelenkt, wobei diese unterhalb und im Bereich des Pedaldruckmittelpunktes der Pedale (x) angeordnet sind, wobei die Enden der Pedalachsen (x′) Rollen (30) aufwei­ sen, die das Tretaggregat (c) und (Ph) im mit dem Rumpf (Ru) festverbundenen "U"-förmigen Schienenkasten (31) sicher hin- und herführen.

Bei Pedaldruck auf die Pedale (x) beispielsweise der rechten Pedalkurbelseite gemäß der Fig. I und Ia werden sowohl die nach Patent 27 10 937 C2 angelenkte Pedalkurbelstütze (c) als auch die erfindungsmäßig gleichfalls angelenkte, als Reib- oder Zahn­ stange wirkende Pedalhubstange (Ph) am jeweiligen Fluggerät zugleich geradbahnig vorwärts gedrückt, wobei das vordere äußere Ende der Pedalkurbelstütze (c) an einem über Pleuel (b, b′′) auslaufendem Ausleger (b, b′′′), der sich bei jedem Tretakt im wirksamen Bereich im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung automatisch verlängert, in einer "Ellipse" kreisend, geführt wird, wobei das Ende des Pleuels (b, b′′) über die Rolle (PS′) in rahmenbefestigter Schiene (PS) hin- und herläuft und wobei ferner der Hubweg des pedalierenden Piloten (a) zugunsten der Tretzeit wesentlich verkürzt wird. Anstatt üblicher Pedale sind also am verlängerbaren Kurbelarm (b, b′′′) Pedalkurbelstützen (c) angelenkt und auf der Achse (j) der Kurbel (b, b′) sind feste Zwillingskettenblätter (i′) und (i′′) als Antriebskettenräder gleichen Umfangs angeordnet. Ferner sind die eigentlichen Kurbelarme auf ihrer Achsseite (j) verlängert ausgeführt, auf deren Enden (2) verschiebbare Fliehgewichte als Schwung­ masse (7′) angeordnet sind, die dem Kurbeltrieb einen gleich­ mäßigen und ruhigen Lauf geben.

Wenn beispielsweise, wie erwähnt, der übliche Tretkurbel­ arm (b, b′) 175 mm lang ist, kann der drehbeweglich befestig­ te Ausleger (b′′) ebenfalls 175 mm lang sein, derart, daß hierbei die Gesamtlänge der sich stets im wirksamen Bereich im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung automatisch verlängerte Kurbelarm (b, b′) 350 mm ausmacht, was eine doppelte Kurbel­ armverlängerung bei einem Hubweg von eben nur 350 mm bei einem kleinen bis etwa mittelgroßen pedalierenden Piloten entspricht. Zur Erzielung dieser Verdoppelung der Länge des Kurbelarms (b, b′) ist es unerläßlich, auch den zum Ausleger (b, b′′′) zugehören­ den Pleuel (b, b′′) ebenfalls entsprechend zu verlängern. Dieser darf am platzbietenden Rumpf des jeweiligen Fluggerätes beispiels­ weise einen Meter und darüber hinaus lang bemessen sein.

Wenn sich beispielsweise das Zwillingskettenrad (i′) und (i′′), die gemeinsam auf der Kurbelwelle (j) befestigt sind, pro Hin- und Herhub der Pedale (x) einmal total umdreht hat, hat sich das in der gleichen Zeit über Kette (o) antreibende Zahn- oder Reibrad (RR) nur um etwa ¹/₃× weiter gedreht, weil es im Gegensatz zum sich wieder verkleinernden Kurbelarm (b, b′) hierbei seinen festen Umfang bzw. Durchmesser nicht verändert, wobei das Zahn- oder Reibrad (RR) demzufolge einen ständigen Hebel im wirksamen Bereich von Trethub zu Trethub bildet.

Wie erläutert, wird die ebenfalls auf die Pedalachse (x′) angelenkte Pedalhubstange (Ph) beim Pedalieren mit hin- und hergetreten, wobei diese in ihrem vorderen Bereich an und auf Rollen (RL) liegend, insgesamt linear geführt wird. Der vordere Bereich der Pedalhubstangen (Ph) kann entweder als Zahnstangen, die ein Zahnrad (RR) kraftvoll antreiben, ausgebildet sein (in den Abbildungen nicht miteingezeichnet) oder wie die Figuren es bei einem Tandemhubschrauber aufzeigen, als Reibstange (Ph) mit einer auf die Oberfläche bzw. Lauffläche eines Reibrades (RR) eingreifenden Reibfläche ausgebildet sein. Vorzugsweise besteht das wirksame Reibrad (RR) aus einem mit einem Freilauf versehenen aufpumpbaren Hinterrad eines Fahrrades, auf dessen Nabe ein Antriebskettenrad (i) mit beispielsweise 52 Zähnen zum Antrieb des Zwillingskettenrades (i′) bei der Kurbel (b, b′) über die Kette (o) angeordnet ist, wobei die miteinander verbundenen Zwillingskettenräder (i′ und i′′) die gleiche Umfangsgröße wie die des Antriebskettenrades (i) des Reib- oder Zahnrades (RR), nämlich beispielsweise auch 52 Zähne aufweisen.

Wenn der automatisch verlängerte Kurbelhebel (b, b′, b, b′′, b, b′′′) kurzfristig im wirksamen Bereich im rechten Winkel zur Pedal­ druckrichtung steht, wirkt der Kraftfluß zusammen und im gleichen Moment mit dem Kraftfluß des ständig vorhandenen Hebels am Reibrad (RR) über das Vorgelege (Vg) und Kegelzahnrad (m, l) mittels Kette (SS) und (SS′) auf das Drehmoment der Rotoren (e) und (r) bzw. der Luftschraube (e) ein. Sobald aber der verlängerte Kurbelhebel (b, b′, b, b′′, b, b′′′) den wirksamen Bereich im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung verlassen hat, wirkt der Kraftfluß des ständig vorhandenen Hebels am Reibrad (RR) oder auch Zahnrad (RR) nur noch alleine und weiterhin auf das Dreh­ moment der angetriebenen Rotoren bei Hubschraubern bzw. der Luft­ schraube bei einem Segelflugzeug von Trethub zu Trethub ein. Der Radiusdurchmesser des Reib- oder Zahnrades (RR) von der Eingriffsfläche an bis hin zur Nabenmitte als ständig wirksamer Hebel entspricht stets die ganze Verlängerung des Hebels (b, b′, b, b′′, b, b′′′) in seinem Radiusdurchmesser, nämlich von der Achse (j) bis hin zum Drehpunkt am Ende des Auslegers (b, b′′′) bei der dort angelenkten Pedalkurbel­ stütze (c) im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung.

Über die Kette (SS) wird ein ebenfalls mit 52 Zähnen versehenes Zahnrad (i′′′) am Vorgelege (Vg) angetrieben, das auf der rumpffesten Achse (Vg′) drehgelagert befestigt ist. Auf der rumpffesten Achse (Vg′) läuft auch das drehgelagerte kleinere Antriebszahnrad (i′′′′) mit beispielsweise 39 Zähnen, das mit dem Antriebszahnrad (i′′′) fest verbunden ist und über die Kette (SS′) ein beispielsweise 13zähniges Zahnradritzel (l) mit verbundenem Kegelzahnrad (m), die Rotorwelle (d) mit Rotorblätter (e) im Übersetzungsverhältnis von hierbei 1 : 3 antreibt. Wenn der Pilot pro Minute beispielsweise nur 30 Trethübe macht, was mühelos zu bewältigen ist, dann umdrehen sich beide Rotoren 90 × in der Minute, eine Tretleistung, die zum Abheben und Fliegen des erfinder. Tandemhubschraubers in Anbetracht der herausgestellten erfinder. Vorteile voll und ganz ausreicht. Über einen achtförmigen Treibriemen (Br) oder auch einer mit Kegelzahnrad verbundenen Kardanwelle bekannter Art treibt der Hauptrotor (d, e) den Heckrotor (r) mit gleicher Umdrehungs­ geschwindigkeit gegenläufig an. Bei dem erfinderischen Segelflug­ zeug wird dagegen das Übersetzungsverhältnis wesentlich höher, so bei 1 : 8 bis 1 : 10 liegen, d. h. 240-300 UpM betragen, bei einer Luftschraube größeren Durchmessers. Gemäß eines bekannten Fahrradantriebs mit mehreren Antriebskettenrädern und Ritzeln unterschiedlicher Größen bzw. Zähneanzahl einschließlich Schalt­ werk und Kettenumwerfer kann auch die Rotor- bzw. Propellerwelle mit mehreren Ritzeln und das Vorgelege (Vg) mit mehreren, über einen am Haltegriff (ha) angeordneten Schalthebel und Bowdenzug gangwählbaren Antriebsketten­ rädern (ih) unterschiedliche Größen und Zähneanzahl aufweisen und mit den Antriebskettenrädern (i′′′) und (i′′′′) fest verbunden sind.

Bei Erreichen größerer Höhen, so etwa bei dem erfinder. Segelflugzeug muß der Pilot (a) dann nicht mehr pedalieren, um die Luftschraube (e) in Umdrehung zu bringen, sondern er kann unter Ausnützung der Thermik bei Stillstand der Luftschraube (e) dahinsegeln. Die Tragwerke sind mit (Tr) gekennzeichnet. Währenddessen das Segelflugzeug im vorderen Rumpfbereich ein kleineres Tragwerk (Tr) aufweist, weist es im hinteren Rumpfbereich das Haupttragwerk (Tr) auf.

Vorzugsweise befindet sich das Seitenleitwerk (Lt) unterhalb und ganz am Ende des Rumpfes (Ru). Die Kunststoffhaube ist mit (hu) und das Fahrwerk mit (Fw) gekennzeichnet.

Bei einem zweisitzigen muskelkraftgetriebenen Segelflugzeug gemäß der Fig. III und IIIa pedaliert der zweite hintere Pilot (a′) über die verlängerten Pedalhubstangen (Ph′), deren vordere Enden auf der Pedalachse (x′) angelenkt sind, im ebenfalls verlängerten Pilotenrahmen (Ru′), so beispiels­ weise auch bei dem ausgeführten Tandemhubschrauber, kräftig mit. Hierbei sind bei den zweiten Pedalen (x′′′) ebenso Rollen (30′) angeordnet, die in einem eigenen Schienenkasten (31′) die Pedale (x′′′) geradbahnig hin- und herführen. Bei noch weiterer Verlängerung der Pedalhubstangen (Ph′) sowie Pilotenrahmen (Ru′) könnte das Segelflugzeug beispielsweise auch mehrsitzig (v′) ausgeführt sein.

Claims (14)

1. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkur­ beleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Patent DE 22 50 253.0-22 sowie DE 27 10 937 C2, dadurch gekennzeichnet, daß an den das Antriebsdrehmoment auf den Hauptrotor (e) und Heckrotor (r) bzw. der Luftschraube (e) bei einem Segelflugzeug im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung kurzfristig übertragenden und sich automatisch verlängernden Kurbelarmen (b, b′) einschließlich deren rumpffeste Pleuelschienen (PS), zwei auf dem Kurbel­ umfang um 180° gegeneinander versetzt angeordnete, sich in den vorderen Bereich des Rumpfgestells (t) erstreckende Pedalkurbelstützen (c) angelenkt sind, deren äußere unteren Enden über Führungsrollen (30) in je einem in der Waagerech­ ten mit dem Rumpf (t) befestigten Schienenkasten (31) und zugleich um den jeweiligen Mittelpunkt der auf die Pedal­ kurbelstützen (c) befestigten Pedalachsen (x′) schwenkbar hin- und herlaufen, wobei parallel mit den Pedalkurbel­ stützen (c) zwei an den das weitere Antriebsdrehmoment auf den Rotoren (e, r) beim Tandemhubschrauber bzw. Luftschraube (e) bei einem Segelflugzeug auf Rollen (RL) lineargeführten und im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung langfristig übertragenden, als Reib- oder Zahnstangen wirkende Pedalhubstangen (Ph) angeordnet sind, deren äußere unteren Enden ebenso auf die Pedalachsen (x′) der Pedale (x) drehbeweglich angelenkt sind und zusammen mit den Pedalkurbel­ stützen (c) im Schienenkasten (31) linear hin- und her­ laufen, wobei je eine Pedalhubstange (Ph) in ihrem vorderen Bereich auf je ein mit einem Freilauf versehenes rumpfgelager­ tes und luftaufpumpbares Reibrad (RR) mit achs­ gelagertem Antriebszahnkranz (i) eingreift, wobei der Zahnkranz (i) des Reibrades (RR) über eine Kette (o) mit einem auf die Achse (j) der Tretkurbel (b, b′) angeordneten Zwillingskettenrad (i′) gleichen Umfangs verbunden ist und der weitere Kraftfluß auf die Tretkurbel (b, b′) im unwirksamen Bereich geht, wobei ferner beide über einen acht­ förmigen Treibriemen (Br) oder einer bekannten Kardanwelle mit Kegelzahnradgetriebe miteinander verbundene Rotorwellen (d, r) bzw. Rotorblätter (e) bei einem Tandemhubschrauber wechsel­ seitig und gegenläufig angetrieben werden und wobei der Antrieb der Luftschraube (e) bei einem Segelflugzeug sowie des Hauptrotors (e) über ein Kegelzahnrad (m) erfolgt.

2. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des vorderen freien Endes der Pedalhubstangen (Ph) auch als Zahnstangen ausgebildet sein kann und auf ein mit einem Freilauf versehenen Antriebszahnrad (RR) mit achsgelagertem Kettenrad (i) eingreift und es hin- und hergehend antreibt, wobei das Zahnrad (RR) aus dem Teilumfang seines Radius gemäß des zurückgelegten hin- und hergehenden Weges gebildet wird.

3. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reib- oder Zahnrad (RR) mit freilaufgelagerten Antriebszahn­ rad (i) sowohl vor als auch hinter der Kurbel (b, b′) angeordnet sein kann.

4. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Reib- oder Zahnrades (RR) der der lichtesten Weite des sich verlängerten Kurbelarmes (b, b′) im rechten Winkel zur Pedaldruckrichtung bei der Kurbel (b, b′) entspricht.

5. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Reibstange ausgebildete Pedalhubstange (Ph) in ihrem vorderen Bereich mit einer festaufgebrachten Reibschicht bekannter Art versehen ist.

6. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Antriebszahnkranz (i) des Reib- oder Zahnra­ des (RR), die Zwillingskettenräder (i′, i′′) der Kurbel (b, b′) als auch das Kettenrad (i′′′) am Vorgelege (Vg) gemeinsam die gleiche Umfangsgröße aufweisen.

7. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eigentlichen Kurbelarme (b, b′) bei der Kurbel (b, b′) auf ihrer Achsseite (2) verlängert ausgebildet sind, auf deren Enden längsverschiebbare Fliehgewichte als Schwung­ masse (7′) angeordnet sind.

8. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kegelzahnradgetriebe (m) bei der Rotor- bzw. Propellerwelle (d) und der Kurbel (b, b′) ein Vorgelege (Vg) angeordnet ist, auf dessen Achse mehrere Kettenräder (ih) unterschiedlicher Größen angeordnet sein können.

9. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelzahnrad (m) an der Rotor- bzw. Propeller­ welle (d) mit mehreren Ritzeln (L) unterschiedlicher Größen ausgebildet ist, wobei das die Rotor- bzw. Propeller­ welle (d) antreibende Kegelzahnrad (m, L) über die Kette (SS, SS′) und bekannten Fahrradschaltwerk einschließlich Bowdenzug und Gangschalter am Haltegriff (ha) angeordnet ist.

10. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenrad (i′′′) mit dem Zwillingskettenrad (i′′) gleicher Umfangsgröße über die Zugkette (SS) und Zugkette (SS′) verbunden ist.

11. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die verlängerte und mit der Pedalachse (x′) drehbeweglich verbundenen Pedalhubstangen (Ph) zu Seiten des Piloten (a) die Luftfahrgeräte bei Verlängerung des Rumpfgestells (t) und bei mehreren Sitzanordnungen (v), mehrsitzig sein können.

12. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Antrieb aus Aluminium, Titan und oder einem Duroplastkunststoff mit eingebetteten Glas- oder Kohlenstoffasern besteht.

13. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalkurbelstützen (c) und Pedalhubstangen (Ph) vorzugsweise ein rechteckiges Profil im Querschnitt aufweisen.

14. Tandemhubschrauber und Segelflugzeug mit über eine Tretkurbeleinrichtung muskelkraftgetriebenen Rotoren und Luftschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antriebssystem auch ein- oder mehrsitzige Hubschrauber anderer Bauart betrieben werden können, so etwa mit koaxial angeordneten Rotoren, ineinander kämmenden Rotoren, Hauptrotor mit Ausgleichsheckrotor, sowie Tragschrauber und Kombinationshubschrauber.