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Fahrradantrieb mittels Schwinghebeln Schwinghebelantriebe für Fahrräder
und andere Muskelkraftfahrzeuge sind bereits bekannt und auch Einzelantriebe für
beide Räder. Alle bisher bekannten derartigen Antriebe lassen aber irgendwelche
Vorteile ungenutzt, die bei dem Antrieb nach dieser Erfindung Berücksichtigung finden.
Es galt, hier zwei Grundforderungen miteinander in Einklang zu bringen, nämlich
einmal den Luftwiderstand auf das geringstmögliche Maß zu beschränken und zum andern
die günstigste Einsatzart für den Muskelkraftantrieb zu finden. Die erste Forderung
wird durch den Liegeantrieb erfüllt, die zweite durch die volle Ausnutzung der Körperkraft
des Fahrers. Dies bedingt nicht nur die Beinkraft, sondern auch die Armkraft einzusetzen.
Für das Zusammenwirken dieser Kräfte sind Schwinghebel geeigneter als die bekannten
Kurbelantriebe. Weiterhin wird der Ausschlag der An-. triebsschwinghebel in jeder
Schwingrichtung für den Antrieb nutzbar gemacht.
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Der Umstand, daß der Fahrzeugbenutzer gute Sicht auf die Fahrbahn
haben muß, zwingt beim Liegeantrieb zur Bauchlage mit dem Kopf voraus. Die Kopfhaltung
ist dabei nicht unnatürlicher als die von Rennfahrern auf den üblichen Fahrrädern.
Die Antriebsbewegung entspricht im grundsätzlichen den Bewegungen eines Brustschwimmers,
denn sie geschieht durch gleichzeitiges Anziehen und gleichzeitiges Ausstrecken
der Arme und Beine im stetigen Wechsel.
In den Zeichnungen wird
der Antrieb an einem zweiräderigen Fahrrad dargestellt. Es zeigt Abb. i ein Fahrrad
mit Hinterradantrieb durch Schwinghebel auf jeder Radachse und Pendelzugverbindung
der beiden Schwinghebel unter sich; Abb. 2 einen Querschnitt eines mitschwingenden
Schutzbleches mit der Führungsrille für den Pendelzug; Abb.3 die Schulterstützenanlage
von oben gesehen; Abb. .4 einen Armschwinghebel von vorn gesehen (Gabelform) ; Abb.
5 ein Schwinghebelsperrgetriebe mit einem umgesteuerten Zusatzschwinghebel und einem
Umsteuerungsmechanismus und Abb. 6 ein Fahrrad mit getrenntem Schwinghebelantrieb
für Vorder- und Hinterrad.
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Der Fahrer liegt mit den Hüften auf einem Bauchsattel (Bauchauflage)
i - zweckmäßig einem Hängegurt mit seitlichen Polsterungen zur Auflage der Hüften
- und auf Schulterstützen 2. Weitere Körperstützpunkte stellen die auf den Radachsen
gelagerten, nach oben gerichteten Antriebsschwinghebel 3 dar, vorn Hebel 3a für
die Hände und am Hinterrad Hebel ab für die Füße. Die Schulterstützen 2 - gerundete
Bügel, die dem Körper auch ein Widerlager gegen Druck nach vorn beim Ausstrecken
der Beine geben müssen - werden von den Enden zweier federnder Gabelstreben q. getragen,
die aus der Sattelstütze 5 ungefähr waagerecht und nach vorn zu aufgebogen herausragen,
in der Sattelstütze 5 nach vorn und rückwärts verstellbar befestigt und durch eine
Stellvorrichtung 6 auch in ihrer Spannweite verändert werden können.
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Für den Antrieb dienen zwei Schwinghebel 3a und 3b, von denen je einer
auf jeder Laufradachse gelagert ist und das Laufrad in Gabelform (Abb. q.) überspannt.
Sie tragen in T-Form jeweils eine Ouerstange 7 mit beim vorderen Antriebsschwinghebel
3a Handgriffen 8 und beim hinteren Antriebsschwinghebel 3b Fußbügeln 9 (Fußhaltern,
die dem Fuß für Zug und Druck Halt geben). Der Vorderradantriebsschwinghebel 3a
dient gleichzeitig _ der Lenkung des Fahrzeuges. Der Hebelausschlag; wird in einem
Winkel von etwa 6o° wirksam. Zweckmäßig wird der Winkelausschlag so gelegt, daß
seine Halbierungslinie beim Armschwinghebel 3a nach vorn, beim Beinschwinghebel3b
nach hinten jeweils um etwa i5° von der Senkrechten abweicht. Die Längen der Antriebsschwinghebel
3a und 3b sind veränderlich zu gestalten, um sie auf die Körpergröße des Benutzers
abstimmen zu können. Beim Antrieb schwingen die Antriebsschwinghebel 3a und 3b gegenläufig
zueinander, da der Benutzer im Wechsel Arme und Beine gleichzeitig anzieht und darauf
gleichzeitig ausstreckt.
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Die beiden Antriebsschwinghebel 3a und 3b kön= nen durch einen über
Rollen io geführten endlosen Seilpendelzug i i in mechanische Verbindung gebracht
werden. Da der Pendelzug i i, um störungsfrei zu arbeiten, von jedem Schwinghebel
3a und 3b aus, wo er befestigt ist, den Weg, den dieser Befestigungspunkt beim Ausschwingen
des Hebels nimmt, mitmachen muß, ist er auf diesem Wege über mitschwingende Kreisbogenteile
- mitschwingende Schutzbleche 12 mit einer mittleren Führungsrille 13 (Abb.
2) - zu führen.
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Derartig zusammengekoppelte Schwinghebel 3a und 3b wirken in ihrem
Krafteinsatz zusammen, gleichgültig von welchem der beiden Hebel aus die Kraft auf
das Fahrzeuggetriebe weitergegeben wird. Zweckmäßig wird man das Hinterrad (über
ein Übersetzungsgetriebe) antreiben lassen. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten.
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Die einfachste Art stellt der Einsatz einer Pleuelstange 1q. am über
die Achse hinaus nach unten verlängerten Hinterradantriebsschwinghebel 3b dar, die
mit ihrem anderen Ende ein Kettenrad 15 in der üblichen Weise ankurbelt.
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Vorteilhaftere Übertragungsmittel sind aber Schwinghebelsperrgetriebe
(Abb. 5). Sie sind vor allem für getrennten Antrieb am Vorder- und Hinterrad besonders
geeignet. Dabei erübrigt sich dann eine Verkoppelung der beiden Antriebsschwinghebel
durch einen Pendelzug. Solche Schwinghebelsperrgetriebe sind so zu gestalten, daß
die Drehrichtung der Räder des Getriebes bei jeder Hebelschwingphase gleichbleibt,
zugleich aber auch jede Schwingphase für den Antrieb ausgenutzt wird. Hierfür gibt
es vielerlei Lösungen.
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So können z. B. an einem Antriebsschwinghebel auf einheitlicher Achse
zwei möglichst gleich große Getrieberäder nebeneinanderliegen, von denen das eine
von dem Antriebsschwinghebel in der einen (Vorwärts-) und das andere in der anderen
(Umkehr-) Schwingphase durch Sperrung, Verklemmung oder Verzahnung (z. B. durch
in den Schwinghebel eingelagerte und auf Sperrzähne an den Rädern angefederte Sperrklinken)
mitgedreht wird. Beide Getrieberäder sind aber durch andere Zwischenglieder (Getrieberad
oder -räder auf anderen Achsen, wie Winkelzahnrad, Stirnzahnräder oder Stirnzahnrad
mit Ketten- oder Riemenverbindung) miteinander verbunden, so daß sie die ihnen eigene
Drehrichtung in jedem Falle beibehalten. So kann die Kraftleistung von einem solchen
Getrieberad auf ein Laufrad (oder auf mehrere Laufräder) des Fahrzeuges weiter übersetzt
werden.
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Die gleiche Wirkung läßt sich aber - vielleicht noch vorteilhafter
- durch Schwinghebelsperrgetriebe mit einem zusätzlichen umgesteuerten Hilfsschwinghebel
3c (Abb. 5) erreichen. Bei solchen Schwinghebelsperrgetrieben wird nur ein Getrieberad
16 zur Übersetzung der Hebelschwingbewegung in eine gleichgerichtete Drehbewegung
benötigt. Dafür ist neben dem Hauptschwinghebel 3 und dem Getrieberad 16 auf derselben
Achse noch ein Hilfsschwinghebel3c eingesetzt, der in der Ausgangslage dem Hauptschwinghebel
3 diametral gegenüberliegt und durch eine von diesem ausgehende Einrichtung 17 so
gesteuert wird, daß beide Schwinghebel 3 und 3c immer im gegensätzlichen Drehsinn
zueinander ausschwingen.
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Die Schwinghebel 3 und 3c und das Getrieberad 16 sind auf ihrer Achse
frei beweglich, doch sperren sie sich gegeneinander durch Verklemmung
oder
Verzahnung in einer bestimmten Schwing-bzw. Drehrichtung. Dadurch nimmt der Hauptantriebsschwinghebel
3 das Getrieberad 16 in der einen Schwingrichtung mit, während es der Hilfsschwinghebel
3c, da er immer gegensätzlich ausschwingt, in der folgenden Schwingrichtung im gleichen
Drehsinn weiterdreht. Die Umsteuerung wird im Ausführungsbeispiel durch ein Winkelgelenk
18 und ig mit dem in einer festliegenden Gleitschiene 21 geführten Gelenk 2o bewerkstelligt,
ist jedoch auch in anderer Weise durchführbar.
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In der bisher beschriebenen Art sind die Schwinghebelsperrgetriebe
nur für den Vorwärtsgang befähigt. Eine Umkehrbewegung kann dadurch erzielt werden,
daß zwischen dem Antriebsschwinghebel 3 bzw. den Antriebsschwinghebeln
37,
3b und 3c und dem mitzunehmenden Getrieberad 16 eine Sperrmöglichkeit
auch in der Gegenrichtung vorgesehen wird, die sich durch gefederten Zug oder Druck
(für Hand- oder Fußbedienung) unter gleichzeitiger Aufhebung der normalen Sperrung
auslösen läßt. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß das Getrieberad
16, das von den Antriebsschwinghebeln 3, 3a, 3b, 3c mitgenommen wird, zu dem einen
Sperrzahnkranz 22 (Abb. 5) noch einen -zweiten Sperrzahnkranz 23 mit gegenläufiger
Verzahnung erhält und die an den Antriebsschwinghebeln 3, 3a, 3b, 3c eingelagerte
Sperrklinke zu einer doppelzahnigen Kippklinke 24. umgestaltet wird, die durch eine
ständig wirkende Federkraft einseitig auf einen der beiden Zahnkränze 22 oder 23
zur Sperrung mit diesem angedrückt wird, aber bei Wirksamwerden eines gefederten
Zuges oder Druckes sich aus dem einen Zahnkranz löst und in den anderen sperrt.
Durch Zug oder Druck kann auf diese Weise ein Rückwärtsgang des Getriebes erreicht
und vor allem eine im Getriebe etwa enthaltene Freilaufbremse in Tätigkeit gesetzt
werden.