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Title:
DRIVE DEVICE FOR A VEHICLE, PREFERABLY FOR A BICYCLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/054192
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a drive device for a vehicle, preferably for a bicycle, comprising two leg-operated pedal cranks with pedals. Said pedal cranks are rotationally mounted on a frame of the vehicle and the rotational movement thereof is transmitted from a drive wheel (18), said wheel being coupled to the pedals, to a drive wheel, this drive wheel being coupled to a driven wheel of the vehicle, by means of a traction mechanism drive, preferably a drive chain. The invention is characterized in that the distance of the pedals from the bearing axis of the pedal cranks or of the drive wheel can be increased during an application of force which operates outward in a radial manner, and can be reduced during an application of force which operates inward in a radial manner. The invention is also characterized in that the radial movement of the pedals outward or inward is transmitted to the drive wheel (18) in order to additionally drive the vehicle.

Inventors:
SCHUCK GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001036
Publication Date:
October 28, 1999
Filing Date:
April 06, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SCHUCK GERHARD (DE)
International Classes:
B62M1/36; (IPC1-7): B62M/
Other References:
DE-Z RADMAGAZIN TOUR, July 1993 (1993-07-01), pages S.51FF
Attorney, Agent or Firm:
Fritsch, Klaus (Richard-Wagner-Strasse 1a Hochdorf-Assenheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Fahrrad, mit zwei an einem Rahmen des Fahrzeuges drehbar gelagerten, beingetriebenen Tretkurbeln mit Tretpedalen, deren Drehbewegung von einem mit den Tretpedalen gekuppelten Antriebsrad mittels eines Zugmitteltriebes, vorzugsweise einer Antriebskette, auf ein mit einem angetriebenen Rad des Fahrzeuges gekuppelten Abtriebsrad übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Tretpedale von der Lagerachse der Tretkurbeln bzw. des Antriebsrades bei einer radial nach außen wirkenden Kraft einleitung vergrößerbar und bei einer radial nach innen wirkenden Krafteinleitung ver kleinerbar ist, und daß die radiale Bewegung der Tretpedale nach außen bzw. innen zusätzlich zum Antrieb des Fahrzeuges auf das Antriebsrad übertragen wird.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tretkurbel ein inneres und ein äußeres Tretkurbelteil aufweist, welch letzteres am inne ren Tretkurbelteil radial verschiebbar gelagert ist und das Tretpedal trägt, und daß das äußere Tretkurbelteil jeder Tretkurbel über je eine Getriebeanordnung mit dem An triebsrad derart gekuppelt ist, daß die radiale Bewegung das Antriebsrad zusätzlich antreibt.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidsei tig zum Rahmen des Fahrzeuges je eine Kupplungseinheit angeordnet ist, die ein inne res und ei n damit über einen Freilaufmechanismus kuppelbares äußeres Kupplungs teil aufweist, daß das Antriebsrad an einem der inneren Kupplungsteile befestigt ist, daß die inneren Kupplungsteile mittels eines Verbindungselementes drehfest miteinan der verbunden sind und daß die äußeren Kupplungsteile mittels eine Kraft übertragender Elemente mit den äußeren Tretkurbelteilen verbunden sind.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver bindungselement eine äußere Hohlwelle ist.
5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Freilaufmechanismen so ausgebildet sind, daß bei einer Betätigung eines der Freilaufmechanismen in Sperrichtung durch eine radiale Bewegung des zugehörigen äußeren Tretkurbelteils die damit gekoppelte radiale Bewegung des anderen Tretkurbelteils den ihr zugehörigen Freilaufmechanismus in dessen Leerlauf betätigt.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kupplung der radialen Bewegung der äußeren Tretkurbelteile je ein Steuergestänge vorgesehen ist, das auf jeder Seize mit einem Hebel verbunden ist, der drehfest auf einer <BR> <BR> <BR> Wellesitzt, so daß der diametrale Abstand beider Pedale stets gleich groß ist und radiale Kräfte beliebiger Richtung zwischen den Pedalen übertragbar sind.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Zuggestänge die radiale Bewegung eines der äußeren Tretkurbelteile nach außen bzw. durch ein Druckgestänge die radiale Bewegung eines der äußeren Tretkurbelteile nach innen auf das Antriebsrad übertragbar ist.
8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Tretkurbelteile mittels einer Hohlwelle miteinander gekuppelt sind.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuergestänge zur Kupplung der radialen Bewegungen der äußeren Tretkurbelteile mittels einer Verbindungswelle miteinander gekuppelt sind, die in der als mittlere Hohlwelle ausgebildete Hohlwelle geführt ist.
10. Antriebsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die die inneren Kupplungsteile verbindende äußere Hohlwelle die mittlere Hohlwelle umfaßt.
11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung vorgesehen ist, die die radiale Bewegung jedes äußeren Tretkurbelteiles wenigstens nach außen auf den zugehörigen Freilaufmechanismus in dessen Sperrichtung überträgt.
12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung der radialen Bewegung der äußeren Tretkurbelteile mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung erfolgt.
13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ausprüche 1 bis 12 und insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem äußeren Tretkurbelteil jeder Tretkurbel je ein Federelement zugeordnet ist, das das äußere Tretkurbelteil radial nach innen oder nach außen beaufschlagt, so daß die äußeren Tretkurbelteile im unbelasteten Zustand eine Mittelposition einnehmen.
14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente je zwischen dem äußeren und inneren Tretkurbelteil angeordnet sind, und daß sie auf das äußere Tretkurbelteil je eine radial nach innen gerichtete Kraft ausüben.
Description:
Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Fahrrad<BR> <BR> Beschreibuna Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspru- ches 1.

Es besteht schon immer das Bestreben, die Effektivität eines Tretkurbelantriebes für ein Fahrrad oder. allgemein ein mittels Tretkurbeln angetriebenes Fahrzeug zu verbes- sern. Bekannt ist z. B., das üblicherweise kreisförmige Zahnrad für den Zugmittelantrieb oval auszugestalten, wobei der größere Durchmesser in Richtung der um 180 Grad zueinander angeordneten Tretkurbeln verläuft. Optimal ist diese Anordnung nicht, ob- wohl sich gewisse Verbesserungen gezeigt haben.

Bekannt bei Fahrrädern ist auch, durch geeignete manuelle Betätigung der Lenkstange zusätzliche Antriebskräfte den Tretkurbeln zuzuführen, in dem die bewegbare Lenk- stange über Seilzüge mit dem Zahnrad für den Zugmittelantrieb gekuppelt wird. Da- durch wird zwar die Antriebsleistung für das angetriebene Rad erhöht, weit zum Antrieb auch die Arme herangezogen werden. Jedoch können wegen der Bewegung der Lenkstange gewisse seitliche Schwingungen des Bewegungsweges des Fahrrades nicht verhindert werden, wodurch eine Erhöhung der Gefährdung des Fahrers im Stra- ßenverkehr bewirkt werden kann. Daher bevorzugt man den reinen Tretkurbelantrieb, insbesondere bei Wettbewerben, sei es auf der Straße oder im Gelände, ohne Lenkstangenantrieb.

Untersuchungen der Kraftverhältnisse haben ergeben, daß die Tretkraft auf die Tret- kurbeln einen Verlustkraftanteil, der in radialer Richtung durch die Tretlagerachse ver- läuft, und einen Wirkkraftanteil aufweist, der tangential zur Bewegung der Tretkurbeln verläuft und so ein Antriebsmoment erzeugt, siehe DE-Z Radmagazin tour 7/93, S. 51ff.

Daraus ist ersichtlich, daß die Größe und der Verlauf der sog. Totkraft und der sog.

Wirkkraft bei einem Umlauf der Tretkurbeln ganz erheblich von der Trettechnik des Fahrers abhängen. Bei einem gut ausgebildeten Fahrer mit guter Fahrtechnik ist die Totkraft erheblich geringer und die Wirkkraft erheblich größer als bei einem sog.

Normalfahrer ; bei gut ausgebildeten Fahrern ist der Gesamtwirkungsgrad erheblich größer.

In bestimmten Fällen stellt sich der Fahrer auf die Pedale und fährt im sogenannten Wiegetritt. Hierbei erhöht sich der Anteil der Totkräfte auf nahezu 50 % der Gesamttretkräfte, weil das Körpergewicht von den Tretkurbeln aufgenommen wird.

Andererseits kann auf die Tretkurbel in tangentialer Richtung eine Kraft ausgeübt werden, die vom Gewicht und davon abhängt, daß bzw. wie der Fahrer die Arme zuhilfe nehmen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Effektivität und der Wirkungsgrad weiter gesteigert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des An- pruches 1 gelöst.

Erfindungsgemãß wird der Abstand der Tretpedale von der Tretlagerachse abhängig von der Einleitungsrichtung der Radialkraft vergrößert bzw. verkleinert, und diese radiale Bewegung der Tretpedale wird zusätzlich zum Antrieb des Antriebsrades verwendet.

Dies steht im Gegensatz zu solchen Antrieben, bei denen die Tretkurbellänge drehwinkelabhängig verändert wird. Dort nämlich wird die Tretkurbel verlängert mittels Exzentern und anderen mechanischen Mitteln maximal, wenn die Tangentialkraft maximal wird, um ein maximales Drehmoment zu erzeugen.

Bei der Erfindung werden demgegenüber zusätzlich zu den Tangentialkraftkomponenten auch die Radialkraftkomponenten ausgenutzt. Dies führt auch zu einer Wirkungsgradverbesserung beispielsweise beim sogenannten Wiegetritt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß besitzt jede Tretkurbel ein inneres und ein äußeres Tretkurbelteil, welch letzteres am inneren Tretkurbelteil radial verschiebbar ist und das Tretpedal trägt. Dabei kann das äußere Tretkurbelteil jeder Tretkurbel über je eine Getriebeanordnung mit dem Antriebsrad gektippelt sein, so daß die radiale Bewegung des Antriebsrad zusätzlich antreibt.

Mit dieser Anordnung soll eine möglichst große Ausnutzung der radialen TretkrNfte erreicht werden.

Als solche Getriebeanordnung kann beidseitig zum Rahmen des Fahrzeugs je eine Kupplungseinheit angeordnet sein, die ein inneres und ein damit über einen Freilaufmechanismus kuppelbares äußeres Kupplungsteil aufweist, wobei das Antriebsrad an einem der inneren Kupplungsteile befestigt ist. Die inneren Kupplungsteile sind dann mittels eines Verbindungselementes drehfest miteinander und die äußeren Kupplungsteile mittels eineKraftubertragender Elemente mit den äußeren Tretkurbelteilen verbunden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Freilaufmechanismen so ausgebildet, daß bei einer Betätigung eines der Freilaufmechanismen in Sperrichtung durch eine radiale Bewegung des zugehörigen äußeren Tretkurbelteils die damit gekoppelte radiale Bewegung des anderen Tretkurbelteils den ihr zugehörigen Freilaufmechanismus in dessen Leerlauf betätigt.

Zur Kopplung der radialen Bewegung der äußeren Tretkurbelteile kann ein Steuergestänge vorgesehen sein, das auf jeder Seite mit einem Hebel verbunden ist, der drehfest auf einer Welle sitzt und mit dem am anderen Wellenende befestigten Hebel ohne Winkelversatz fluchtet, so daß der diametrale Abstand beider Pedale gleich groß ist.

Die eine Kraft übertragenden Elemente zur Kupplung der äußeren Kupplungsteile der Freilaufmechanismen mit den äußeren Tretkurbelleilen können mit einer<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Zugstangenanordnung oder Druckstangenanordnung oder gegebenenfalls mit einer<BR> <BR> <BR> <BR> hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung verwirklicht werden.

Ingesamt kann das Steuergestänge, mit dem die äußeren Tretkurbelteile miteinander gekoppelt werden, durch eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung ersetzt werden.

Die inneren Tretkurbelteile auf beiden Seiten sind mittels einer Hohlwelle miteinander gekuppelt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Steuergestänge zur Kupplung der radialen Bewegung der äußeren Tretkurbelteile mittels einer Verbindungswelle miteinander gekuppelt sein, die in der als mittlere Hohlwelle ausgebildeten Hohlwelle geführt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung und der Anordnung der Gestänge zueinan- der und zu den radial beweglichen äußeren Tretkurbelteilen können die Radialver- schiebungen der Tretkurbelteile und damit auch diejenigen Phasen einer Tretkurbel- umdrehung, in der nur radiale Kräfte auf die Tretkurbeln einwirken, mit ausgenutzt wer- den. Insbesondere die Ausnutzung der Bewegung der nach unten sich bewegenden Tretkurbelteile, auf die das volle Körpergewicht einwirken kann, bringt eine zusätzliche Antriebskraft auf das Antriebsrad, die auf das mit dem angetriebenen Fahrzeugrad ge- kuppelte Abtriebsrad übertragen werden kann. Dadurch bewirkt eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen der Tretkurbeln eine vergrößerte Anzahl von Umdrehungen des Ab- triebsrades.

Bei der Ausführung ohne Steuergestänge können die Federelemente die Rückstellung der Pedale im Falle ungünstiger Betriebsbedingungen sicherstellen. Ist die Vorrichtung jedoch optimal gelagert und wird sie unter günstigen Betriebsbedingungen betrieben, so kann auf die Federelemente, deren Anspannen den Wirkungsgrad vermindert, verzichtet werden. Der Verzicht auf das Steuergestänge zur Kopplung der äußeren Tretkurbelteile verringert den konstruktiven Aufwand, wobei allerdings die radial nach innen gerichteten Tretkräfte nicht mehr auf den Antrieb übertragen werden können und die vone. inander unabhängige Radialbewegung der äußeren Tretkurbelteile ein Fahren im Wiegetritt praktisch unmöglich macht.

Bei der Ausführung mit Steuergestänge dienen die Federelemente dazu, die äußeren Tretkurbelteile in eine Mittelposition zu bringen und das einseitige Festfahren der Pedale zu verhindern. Sie können die beiden äußeren Tretkurbelteile radial nach innen oder nach außen beaufschlagen.

Die Erfindung ist dabei für ein Fahrrad mit einem Antriebs-und einem Abtriebsrad be- schrieben. Bei bestimmten Gangschaltungen können auch mehr als ein Antriebs-oder Abtriebsrad vorhanden sein. Auch hier ist die Erfindung anwendbar.

An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen : Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht gemäß Pfeilrichtung III der Fig. 1, Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 eine Aufsicht gemäl3 Linie V-V der Fig. 1 Fig. 6 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie VI-VI der Fig. 5, Fig. 7 eine Darstellung der Kräfte über dem Kurbelwinkel für den Antrieb der Fig. 1 bis 6.

Fig. 8 eine weitere Ausgestaltung des erfindunosgemäßen Antriebs, bei der die linke Tretkurbel von links aus betrachtet wird, Fig. 9 die Ausgestaltung ähnlich der Fig. 8, wobei die rechte Tretkurbel von rechts betrachtet wird, und Fig. 10 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.

Von einem Fahrradrahmen ist in Fig. 1 lediglich das Tretlagergehäuse 10 in einem nicht gezeichneten Rahmen dargestellt, in dessen Seitenöffnungen 11,12 je eine La- gerhülse 13,14 eingesetzt ist, die je ein Kugellager 15,16 tragen. Auf dem Kugellager 15 ist auf der Tretlagergehäuseseite ein erster zylindrischer Kragen 17 eines Zahnra- des oder Antriebsrades 18, mit dem ein Zugmittel (nicht dargestellt), z. B. eine Kette, zusammenwirkt, das zum Antrieb eines mit dem Hinterrad des Fahrrades gekuppelten Abtriebsrades dient, aufgelagert ; an der tretlagergehäuseabseitigen Fläche des An- triebsrades 18 ist ein hülsenartiger zweiter Kragen 19 angeformt, auf dessen Außenflä- che 20 ein Freilaufmechanismus 21 (s. weiter unten) sitzt bzw. damit gekuppelt ist, der außen mit einem als äußeres Kupplungsteil dienenden Ubertragungsring 22 gekuppelt ist. Dieser Übertragungsring 22 trägt einen umlaufenden radial vorspringenden Flansch 23, an dem ein erster Hebel 24 befestigt ist. Am freien Ende des ersten Hebels 24 ist eine erste Zugstange 25 angelenkt (s. weiter unten).

An der freien Stirnseite des zweiten Kragens 19 ist ein zylindrischer Fortsatz 26 ange- formt, auf dem ein weiteres Lager 27 mit einem Sicherungsring 28 gehalten ist. Das weitere Lager 27 ist in einem Befestigungsring 29 aufgenommen bzw. von diesem um- faßt, der von einem inneren Tretkurbelteil 30 umfaßt und mit diesem mittels Schrau- benbolzen 31, die durch das innere Tretkurbelteil 30 hindurchgesteckt und in Gewin- delöcher 32 in den Befestigungsring 29 eingeschraubt sind, fest verbunden ist. Das innere Tretkurbelteil 30 ist mit dem rechten Ende (in der Zeichnungsdarstellung) mit einer Hohlwelle 33 über eine Paßfederverbindung 34 drehfest verbunden. Die Hohl- welle 33 wird als mittlere Hohlwelle bezeichnet. Der zweite Kragen 19 ist mittels einer weiteren Paßfederverbindung 35 mit dem in der Zeichnung rechts befindlichen Ende einer die mittlere Hohlwelle 33 umgebenden äußeren Hohlwelle 36 fest verbunden, deren anderes linkes Ende ebenfalls mittels einer Paßfederverbindung 37 drehfest mit ei- nem die Hohlwelle 36 umgebenden Kupplungsring 38 verbunden ist. Dessen tretlager- gehäuseseitiges Ende 39 ist auf dem Lager 16, dieses umgebend, gelagert und mit diesem mittels eines Sicherungsringes 40 fixiert.

Der Kupplungsring 38 trägt an seiner äußeren Stirnseite einen dem Vorsprung 26 ent- sprechenden Vorsprung 41, auf dem ein Befestigungsring 42 gelagert ist, an dem das linke innere Tretkurbelteil 43 in gleicher Weise wie das Tretkurbelteil 30 am Befesti- gungsring 29 mittels Schraubenbolzen 44 befestigt ist. Das linke innere Tretkurbelteil 43 ist mit dem linken Ende der mittleren Hohlwelle 33 mittels einer der Paßfederverbin- dung 34 entsprechenden Paßfederverbindung 45 drehfest verbunden.

Auf dem Kupplungsring 38 sitzt ein Freilaufmechanismus, auch Freilaufkupplung 50 genannt, die den Kupplungsring 38 mit einem dem Übertragungsring 22 entsprechenden Ring 46 je nach Drehrichtung kuppelt, an dessen Außenrand ein radialer Flansch 47 angeformt ist, an dem ein Hebel 48 befestigt ist, an dessen freiem Ende eine Übertragungsstange 49 angelenkt ist.

Innerhalb der mittleren Hohlwelle 33 befindet sich eine Innenwelle 51, die mittels Gleit- flächen 52,53 in der mittleren Hohlwelle 33 geführt ist und an ihren äußeren Stirnenden je einen Hebel 54 und 55 trägt, deren freie Enden mit Übertragungsstangen 56,57 gelenkig verbunden sind.

In Fig. 2 ist der erste Hebel 24 als nach oben ragend eingezeichnet, an dem der Übertragungshebel 25 bzw. die erste Zugstange 25 angelenkt ist. Das andere Ende der Übertragungs-bzw. Zugstange 25 ist mit einem ebenfalls nach oben ragenden Hebel 60 gelenkig verbunden, der an dem äußeren Tretkurbelteil 61 angelenkt ist. Dieses ist in einer radialen Führungsschiene 62, die einstückig am inneren Tretkurbelteil 30 angeformt ist, radial verschieblich geführt. Das freie Ende des Tretkurbelteiles 61 trägt eine Bohrung 63 zur Fixierung eines Pedals.

Die Übertragungsstange 56, die unterhalb der Führungsschiene 62 gezeichnet ist, ist mit einem Hebel 64 gelenkig verbunden, der mit dem äußeren Tretkurbelteil 61 fest verbunden ist. Damit ist das äußere Tretkurbelteil 61 über die Hebel 24 und 60 und der Übertragungsstange 25 mit dem Außenteil 22 des Freilaufmechanismus 21 verbunden und über die Hebel 54,64 und die Übertragungsstange 56 mit der Innenwelle 51.

Auf der linken Seite sind die Übertragungsstangen 49 und 57 mit Hebeln 70,71 gelen- kig verbunden, die in ähnlicher Weise am äußeren Tretkurbelteil 72 befestigt sind wie die Hebel 60 und 64. Dieses Tretkurbelteil 72 ist in einer radialen Führungsschiene am inneren Tretkurbelteil 43 radial verschieblich geführt.

Die Hebel 24 und 54 springen von der Horizontalen, die durch die Mittelachse des Tretlager gehäuses 10 verläuft, nach oben und unten etwa in entgegengesetzte Rich- tung vor, ebenso wie natürlich auch die Hebel 60 und 64 ; die Hebel 55 und 48 ebenso wie die Hebel 70,71 springen in die gleiche Richtung nach unten vor.

Die Antriebsvorrichtung arbeitet folgendermaßen : Im Verlaufe einer Tretkurbelumdrehung wechseln Phasen überwiegender bzw. aus- schließlicher Tangentialkräfte auf die Tretpedale und Phasen überwiegender bzw. aus- schließlicher Radialkräfte auf die Tretpedale miteinander ab.

Es werde nun die Phase betrachtet, in der die tangential wirkende Kraft in eine Radial- kraft übergeht. Die Körperkraft bzw. das Körpergewicht belastet das unten befindliche Tretpedal radial nach außen. Dadurch wird über die mit dem äußeren Tretkurbelteil 61 verbundene Gestängeanordnung 60,25,24 der Übertragungsring 22 angetrieben, so daß sich dieser verdreht ; der Freilaufmechanismus 21 wirkt in Sperrrichtung.

Gleichzeitig wird das oben befindliche Tretpedal durch eine radial nach innen gerichtete Radialkraft belastet und dadurch das äußere Tretkurbelteil 72 nach innen verschoben, so daß die damit verbundene Gestängeanordnung 70,49,48 den Ubertragungsring 46 mit dem Flansch 47 verdreht, so daß die Freilaufkupplung bzw- mechanismus 50 im Leerlauf beaufschlagt wird. Die nach innen gerichtete Radialkraft wird darüberhinaus über die Gestängeanordnung 71,57,55 und die Innenwelle 51 zur anderen Seite hin übertragen, auf der sich das Tretpedal unten befindet, Wegen dieser zusätzlichen Antriebsbewegungen übersteigt die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsrades 18 in dieser Phase die Winkelgeschwindigkeit der Tretkurbeln, was dazu führt, daß bei einer Anzahl von Umdrehungen der Tretkurbeln das Antriebsrad eine höhere Anzahl von Umdrehungen durchführt, was zu einer merklichen Erhöhung des Wirkungsgrades führt, abhängig von derBemessung der einzelnen Gestängeteile.

Die Gestängeanordnungen haben dabei auch noch die Aufgabe, die radialen Verschiebewege der äußeren Tretkurbelteile einander anzugleichen und bei periodischen Radialkraftverläufen ein sich gleichförmig wiederholendes Hin-und Herbewegen der Pedale innerhalb eines vorgegebenen Verschiebeweges zu ermöglichen. Die Übertragung der radialen Tretpedalbewegungen auf das Antriebsrad 18 erfolgt immer durch einen der beiden Freilaufmechanismen (Freilaufkupplungen), bei der in den Figuren dargestellten Ausführung durch denjenigen, der dem radial sich nach außen bewegenden Tretkurbelteil zugehört.

Für den Fall des Übergangs aus der radialen Krafteinleitung in die tangentiale Kraftein- leitung ergibt sich folgendes : Die Tretkurbelteile 30,61 werden durch die Tretkraft in Antriebsrichtung, also tangenti al belastet. Aufgrund des am Antriebsrad 18 erzeugten Widerstandsmoment würden die äußeren Tretkurbelteile sich radial nach innen bewegen. Dieses wird durch die Übertragungshebel 54,64,55,71 und Gestänge 56,57 sowie die Innenwelle 51 verhindert ; die Radialbewegung wird arretiert, so daß die Gestängeanordnungen in ihrer Gesamtheit als verblockt angesehen werden können. Dadurch wird die tangent iale Tretkraft vollständig auf das Antriebsrad ubertragen.

Selbstverständlich könnten die gleichen Wirkungen auch dadurch erzielt werden, daß die Übertragungsringe der Freilaufmechanismen durch eine Druckkraft beansprucht werden. Dies würde einfach dadurch erreicht, daß die Gestängeanordnungen bezüglich der Kurbellängachse gespiegelt angeordnet werden. Die Anordnung der Hebel 54,64,56,55,71,57 ist beliebig.

Anhand der Fig. 7 sollen die Kraftwirkungen dargestellt werden. Man erkennt die Tan- gentialkraftkurve, die in einem Winkelbereich von 90 Grad ein Maximum aufweist, wo- gegen die radiale Kraft dort zu Null geht. Die schraffierten Bereiche zwischen der ab- gefallenen Tangentialkraft und der angestiegenen Radialkraft ergeben den zusätzlich ausgenutzten Bereich, der bei einem Fahrrad ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht ausnutzbar wäre.

Die in Fig. 7 schematisch dargestellte Tangentialkraftkurve zeigt nicht die unmittelbar an den Pedalachsen einwirkenden Tretkräfte, sondern bereits die durch die Geometrie der Übertragungshebel übersetzten Kräfte über die Komponenten 25,60 ; 70,49.

Eine radiale Verschiebung des äußeren Tretkurbelteils beginnt genau dann, wenn die Summe der Radialkräfte am unteren äußeren Tretkurbelteil die aus der Hebelübersetzung resultierende Reaktionskraft am Gelenkpunkt überschreitet. Wichtig ist, daß diese Reaktionskraft zwar aus der Tangentialkraft resultiert, jedoch am äußeren Tretkurbelteil radial nach innen wirkt, also der radialen Tretkraft entgegen.

Betragsmäßig wird sie festgelegt durch die Wahl der Hebelverhältnisse, d. h. durch den Abstand der Gelenkpunkte 24,25 bzw. 48,49 von der Tretlagerachse gegenüber der augenblicklichen Pedalposition bezüglich der Tretlagerachse, und daher ist auch die Form und Fläche des schraffierten Bereiches-und somit die Kinematik und der Wirkungsgrad der Vorrichtung-von den Hebelverhältnissen abhängig.

Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 8 und 9.

Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Antriebes hat sich gezeigt, daß es erforderlich ist, eine symmetrische Radialverschiebung der Pedale um eine Mittelposition sicherzustellen, da bei längerdauerndem Fahren eine Verstellung der Antriebselemente aus dieser Mittelposition auftritt. Das Zurückbewegen in diese Mittelposition wird durch Federelemente 100,101 erreicht, von denen das Federelement 100 mit einem Ende mittels eines Haltewinkels 102 am inneren Tretkurbelteil 62 und das andere Ende am Hebel 60 festgelegt sind. Das Federelement 101 ist mit einem Ende an einem Haltewinkel 103, der am inneren Tretkurbelteil 73 befestigt ist, festgelegt, wogegen das andere Ende des Federelementes 101 am Hebel 71 festgelegt ist. Beide Federelemente 100,1d1 sind als Zugfedern ausgebildet und beaufschlagen die Hebel radial nach innen.

Beide Federelemente 100,101 bewirken, daß die gesamte Antriebsvorrichtung in diejenige Mittelposition eingestellt wird, die quasi dem Gleichgewicht der Kräfte der beiden Federelemente 100,101 entspricht.. Dadurch wird verhindert, daß bei ungleichen Tretkräften auf beide Pedale die Rückstellund nicht oder nicht vollständig erfolgt und dadurch die Antriebsvorrichtung in eine Extremstellund raial nach außen wandert und sich somit festläuft. Dadurch, daß die Federkräfte radial nach innen gegeneinander gerichtet und die äußeren Tretkurbelteile gekoppelt sind, ergibt sich in der Mitte der Verschiebewege ein Schnittpunkt der Federkennlinien und somit ein Kräftegleichgewicht.

Vorausgesetzt ist natürlich, daß die Federcharakteristika gleich und die Anlenkpunkte der Federelemente 100,101 ebenfalls an gleicher Stellung liegen.

Die Ausführung der Antriebsvorrichtung nach den Fig. 1 bis 9 ist relativ aufwendig, weil der Antrieb eine Übertragungseinrichtung der Radialbewegungen der äußeren Tretkurbelteile von einer Tretkurbel auf die andere Tretkurbel aufwehst. Dadurch ist ein gewisser technischer Aufwand erforderlich und darüberhinaus ist ein erhöhter Reibungswiderstand zu überwinden. Zur Vereinfachung können diejenigen Teile und Komponenten weggelassen werden, die die Übertragung bzw.

Kopplung der Pedalbewegungen bewirken.

Zur Vereinfachung deroben beschriebenen Ausgestaltungen können diejenigen Komponenten weggelassen werden, die die Übertragung der Radialbewegung der äußeren Tretkurbelteile der einen Tretkurbel zur anderen Tretkurbel bewirken. Die Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht der rechten Tretkurbel eines Fahrades, wobei lediglich die Bezugsziffern der Komponenten 61,62,6o sowie 25,24 und 18 eingetragen sind. Weggelassen wurden die Komponenten 54,56 und 64 und weggefallen ist auch die Übertragungswelle 51. Auf der anderen Seite sind weggefallen die Komponenten 55,57 und 71. Man kann hier zusätzlich noch Federelemente vorsehen, die den Federelementen 100,101 entsprechen ; sie sind aber nicht notwendig, da dann, wenn die Antriebsvorrichtung genügend leichtgängig ist, wenn also das Rückstellmonent des Freilaufes und die Reibkräfte der Linearführung gering sind, die in der oberen Pedalstellung auf das Pedal nach innen ausgeübte Tretkraft ausreicht, das Pedal in die richtige Position zu verschieben. Die erwähnten Federelemente unterstützen diese Bewegung.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung mit den Koppelgestängen (s. Fig. 1 bis 6) ist der verblockte Zustand beschrieben.

Ein solcher verblockter Zustand ergibt sich auch bei der Ausfüh- rung ohne Koppelgestänge. Dieser Zustand tritt dann ein, wenn eine radial nach innen gerichtete Tretkraft das Pedal vollständig nach innen verschoben hat, sodaß das äußere Tretkurbelteil an einer weiteren Radialbewegung gehindert wird. Die gesamten Tangentialkräfte werden dabei über den zugehörigen Freilauf übertragen, wogegen bei Vorhandensein der Koppelgestän9e die Tangentialkräfte über beide Freilaufmechanismen auf dasAntriebsrad übertragen werden.