Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsmechanismus, ein muskel- und gewichtsangetriebenes Fortbewegungsmittel und ein Verfahren zum muskel- und gewichts- angetriebenen Fortbewegen.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Antriebsmechanismen zur muskelangetriebenen Fortbewegung existieren in den verschiedensten Ausführungen. Die verbreitetste Ausführungsform ist an Fahrrädern zu finden. Ein Fahrrad ist ein einspuriges Landfahrzeug, das mit Muskelkraft durch das Treten von Pedalen an einer Kurbel angetrieben wird. Der Antriebsmechanismus gibt über sei- ne Kurbel eine Kreisbewegung vor, welche von den Beinen bzw. den Füßen der das Fahrrad antreibenden Person beschrieben werden müssen. Diese Kreisbewegung enthält innerhalb einer Umdrehung zwei Totpunkte der Kurbel , an welchen keine Kraft in den Mechanismus eingeleitet wer- den kann. Des Weiteren durchläuft die Kurbel nur in einem kleinen Kreissegment eine optimale Winkelstellung, in welcher der wirksame Hebelarm auf den Drehpunkt der Kurbel annähernd der Kurbellänge entspricht. In allen anderen Stellungen der Kurbel ist die Winkelstellung zum Erzeugen des Antriebsmoments nicht optimal.

Es existieren bereits Ansätze für alternative Antriebsmechanismen. Die DD 204 671 A5 beschreibt einen Antriebsmechanismus für Fahrräder, bei welchem Hebel mit Pedalen vorgesehen sind. Diese werden abwechselnd, ähnlich wie bei herkömmlichen Kurbelpedalen, alternierend vom linken und rechten Bein der das Fahrrad antreibenden Person getreten. Die so erzeugte Antriebskraft wird ent- weder über eine mit den Hebeln verbundene Kurbel in eine Drehbewegung zum Vortrieb umgesetzt , ^' oder es werden damit Hydraulikzylinder betrieben, um einen hydraulischen Druck für einen Hydraulikmotor bereitzustellen, welcher einen Vortrieb erzeugt. Bei diesem Antriebsmechanismus ist wie bei herkömmlichen Fahrrädern eine alternierende seitliche Krafteinbringung durch die Beine notwendig.

Bei Kraftübertragung über die Kurbel sind ferner Totpunkte vorhanden. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Antriebsmechanismus zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren sind ein Fortbewegungs- mittel und ein Verfahren zur Fortbewegung zur Verfügung zu stellen, in welchen ein derartiger Mechanismus verwendet wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Mechanismus mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder ein Muskel- und gewichtsangetriebenes Fortbewegungsmittel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 22 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 25 gelöst. Demgemäß ist vorgesehen:

Ein Antriebsmechanismus zum muskel- und gewichtsangetriebenen Fortbewegen einer Person, mit zumindest einem durch Muskelkraft der Person im Wesentlichen in einer ersten Richtung verlagerbaren Krafteinleitungselement, mit einem durch Gewichtskraft der Person im Wesentlichen in einer zweiten Richtung verlagerbaren Sitz, wobei das zumindest eine

Krafteinleitungselement und der Sitz derart kraftübertragend mit zumindest einem Vortriebsrad kurbellos gekoppelt sind, dass ein Verlagern des zumindest einen Krafteinleitungselements in der ersten Richtung eine Antriebskraft an dem zumindest einen Vortriebsrad hervorruft und ein Verlagern des Sitzes in der zweiten Richtung eine Antriebskraft an dem zu- mindest einen oder einem weiteren Vortriebsrad hervorruft.

Ein Muskel- und gewichtsangetriebenes Fortbewegungsmittel für zumindest eine Person, insbesondere mit zumindest einem erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus .

Ein Verfahren zum muskel- und gewichtsangetriebenen Fortbewegen einer Person, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus oder einem erfindungsgemäßen muskel- und gewichtsangetriebenen Fortbewegungsmittel, mit den Schrit- ten: Antreiben zumindest eines Vortriebsrades durch muskel- kraftbetätigtes Verlagern zumindest eines kraftübertragend mit dem zumindest einen Vortriebsrad kurbellos gekoppelten Krafteinleitungselements in einer ersten Richtung, insbesondere in Gravitationsrichtung, von einer Ausgangsposition in eine verlagerte Position; Verlagern zumindest eines kraft- übertragend mit dem zumindest einen Vortriebsrad kurbellos gekoppelten Sitzes und des Körperschwerpunkts der Person entgegen einer zweiten Richtung, insbesondere der Gravitationsrichtung, von einer Ausgangsposition in eine verlagerte Position; Antreiben des zumindest einen Vortriebsrades durch

Verlagern des Sitzes und des Körperschwerpunkts der Person in der zweiten Richtung von der verlagerten Position in die Ausgangsposition mittels vom Gewicht der Person in den Sitz eingeleiteter Gewichtskraft; Rückholen des zumindest einen Krafteinleitungselements von der verlagerten Position in die Ausgangsposition.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Erkennt- nis/Idee besteht darin, die Verluste üblicher Kurbeltriebe zu eliminieren, indem auf einen Kurbeltrieb im Antriebsmechanismus verzichtet wird und stattdessen ein Moment entweder direkt an einem Vortriebsrad erzeugt wird oder ohne eine zwischengeschaltete Kurbel auf das Vortriebsrad übertragen wird. Zudem soll dieses Moment nicht wie bislang üblich nur von der Muskelkraft eines Beines, sondern abwechselnd von der Muskelkraft beider Beine und/oder Arme und der Gewichts- kraft einer Person in zwei Phasen, einer Arbeitsphase und einer Ruhephase, aufgebracht werden. Der Antriebsmechanismus kann dadurch sowohl die Muskelkraft als auch die Gewichtskraft des Fahrers optimal nutzen und kurbellos, d. h. ohne Totpunkte einer Kurbel überwinden zu müssen, gleichmäßig auf das Vortriebsrad übertragen. Die Muskelkraft und die Gewichtskraft können dabei jeweils im Wesentlichen konstant eingeleitet und in eine im Wesentlichen konstante Vortriebskraft umgesetzt werden. In der Arbeitsphase erhebt sich die Person aus dem Sitz und verlagert damit ihr Gewicht zumindest teilweise auf die Krafteinlei- tungselemente, welche dadurch in die erste Richtung verlagert werden. Somit wird über eine kraftübertragende Kopplung das Vortriebsrad angetrieben. Dies kann mit zwei Extremitäten der Person gleichzeitig an einem gemeinsamen Krafteinleitungselement oder an für jede Extremität einzeln vorgese- henen Krafteinleitungselementen erfolgen. Denkbar ist das

Einbringen der Muskelkraft mit einer, zwei, drei oder vier Extremitäten der Person, an einem Krafteinleitungselement oder an zwei, drei oder vier Krafteinleitungselementen, und zwar je nach der jeweiligen Anzahl gemeinsam, teilweise ge- meinsam oder einzeln. Die Betätigung der Krafteinleitungselemente kann durc Abstoßen, Drücken, Heben, Ziehen oder eine andere Bewegung erfolgen. Während dessen hebt sich der dabei zumindest teilweise entlastete Sitz. Die Person hat dadurch, dass sie sich erhoben hat, gleichzeitig mit der Arbeit zum Verlagern des Krafteinleitungselementes auch noch ihren Schwerpunkt entgegen der Gravitationsrichtung gehoben. Die dadurch geleistete Höhenenergie wird in der Ruhephase genutzt, indem sich die Person auf den ebenfalls angehobenen Sitz setzt und so die Gewichtskraft ihres Körpergewichts auf den Sitz wirkt. Durch diese Gewichtskraft wird der Sitz in der zweiten Richtung verlagert und dadurch das Vortriebsrad angetrieben. Während dessen heben sich die dabei entlasteten Krafteinleitungselemente und der beschriebene Ablauf kann von vorne beginnen.

Der Mechanismus ist nicht auf den Einsatz in Fortbewegungs- mitteln beschränkt. Denkbar ist eine Anwendung des erfindungsgemäßen Mechanismus auch für andere Bewegungskonzepte wie Bewegungstrainer, Ergometer und dergleichen.

Ein Fortbewegungsmittel mit zwei Rädern in einer Spur für eine Einzelperson ist in den Ausführungsbeispielen beschrieben. Anders als bei einem herkömmlichen Fahrrad wird damit von der das Fahrzeug antreibenden Person eine Bewegung ähnlich einer Reitbewegung oder der Bewegungen, wie sie bei Kniebeugen gemacht werden, durchgeführt. Der erfindungsgemäße Mechanismus und das erfindungsgemäße Verfahren können für jede Art von personenbefördernden Fortbewegungsmitteln ver- wendet werden. Ebenso sind Fortbewegungsmittel mit zwei Rädern für mehrere Personen, Fortbewegungsmittel mit drei oder vier Rädern für eine oder mehrere Personen, bis hin zu Personenbussen für 4 bis 50 oder mehr Personen denkbar, wobei für jede Person ein Antriebsmechanismus vorgesehen sein kann. Dabei kann jede einzelne Person in einem Fortbewegungsmittel selbst zum Vortrieb des Fortbewegungsmittels beitragen. Es sind auch derartige Fortbewegungsmittel zum Transportieren von Lasten denkbar. Bei Fortbewegungsmitteln mit zumindest drei Rädern, insbesondere bei Fortbewegungs- mittein für eine Person wie beispielsweise bei Rollstühlen, können zumindest zwei erfindungsgemäße Antriebsmechanismen und Vortriebsräder pro Person vorgesehen sein. Diese können jeweils mit separaten Krafteinleitungselementen gekoppelt sein, sodass das Fahrzeug durch unterschiedliche Krafteinleitung und/oder durch unterschiedliches Bremsen gelenkt werden kann.

Eine kraftübertragende Kopplung des Krafteinleitungselements und/oder des Sitzes mit einem Vortriebsrad kann jede Art von mechanischer Kraftübertragung aber auch eine elektrische, hydraulische, pneumatische und/oder andersartig energietransportierende und in Antriebskraft umwandelbare Übertragungsweise umfassen. Krafteinleitungselemente und die

Sitzaufnahme können jede dementsprechend angepasste Ausführung aufweisen, beispielsweise Pneumatik- oder Hydraulikkolben in einem Zylinder für eine pneumatische oder hydraulische Kraftübertragung oder eine Art von mechanischer Vorrichtung wie beispielsweise eine in Gravitationsrichtung an- geordnete Zahnstange in Verbindung mit einer Kardanwelle, ein Zugkettenbügel mit Zugkette, ein stangenübersetzter Hebel, ein einfacher Hebel oder dergleichen oder eine Kombination daraus . Der Sitz muss nicht mit demselben Vortriebsrad wie die

Krafteinleitungselemente bzw. Hebel kraftübertragend gekoppelt sein, sondern kann mit einem anderen oder zusätzlichen Vortriebsrad gekoppelt sein. Bei allen Arten der Kraftüber ragung ist auch ein zwischen dem Krafteinleitungselement und dem Vortriebsrad vorgesehener Energiepuffer denkbar. Beispielsweise kann dies bei mechanischer Kraftübertragung ein Schwungrad oder eine Feder, bei einer Pneumatik ein Druckbehälter, bei einer Hydraulik ein Blasenspeicher, bei elektrischer Kraftübertragung eine Batterie und dergleichen sein.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind das zumindest eine Krafteinleitungselement, der Sitz und das Vortriebsrad der- art kraftübertragend gekoppelt, dass das Verlagern des zumindest einen Krafteinleitungselements in der ersten Rieh- tung aus einer Ausgangsstellung in eine verlagerte Stellung gleichzeitig eine Antriebskraft hervorruft und ein Verlagern des Sitzes entgegen der zweiten Richtung aus einer Ausgangs- Stellung in eine verlagerte Stellung hervorruft. Damit wird der Sitz nach einer Ruhephase in die verlagerte Stellung zurückgeholt. Dieses Rückholen des Sitzes kann auf verschiedenste Arten realisiert werden, abhängig von dem für die Kraftübertragung vorgesehenen Prinzip. Bei einer mecha- nischen Kraftübertragung kann der Sitz dazu mit den

Krafteinleitungselementen mechanisch gekoppelt sein, beispielsweise über einen zusätzlichen Mechanismus an einem Freilauf und/oder über zumindest eine kinematisch dazu geeignet ausgebildete zusätzliche Stange und/oder über eine Zahn- bzw. Kettenradpaarung und/oder eine Zugkette oder dergleichen. Alternativ kann auch eine Rückholfeder für den Sitz vorgesehen sein. Im Fall pneumatischer und/oder hydraulischer und/oder elektrischer Kraftübertragung kann ein zusätzlicher Antrieb dafür vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Richtung, in welcher das zumindest eine Krafteinleitungselement verlagerbar ist und/oder die zweite Richtung, in welcher der Sitz verlagerbar ist, im Wesentlichen gleich der Gravitationsrichtung. „Gleich der Gravitationsrichtung" ist als senkrecht zu einer horizontalen Ebene zu verstehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind ein linkes und ein rechtes Krafteinleitungselement zum gleichzeitigen Verlagern im Wesentlichen in der ersten Richtung vorgesehen. Somit können zumindest zwei Extremitäten der Person gleichzeitig unabhängig voneinander Muskelkraft in den Mechanismus einbringen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Krafteinleitungselement zur Beinbetätigung ausgebildet. Dem- entsprechende sind daran Pedale, Trittschalen oder Verankerungsvorrichtungen zum Einhängen oder anderweitig verankern von einem oder beiden Füßen bzw. Schuhen vorgesehen.

In einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine Krafteinleitungselement zur Armbetätigung ausgebildet. Dementsprechend sind daran Griffe, Ellenbogenauflageflächen o- der andere zur Krafteinleitung von einem oder beiden Armen und/oder einer oder beiden Händen günstig ausgebildete Vorrichtungen vorgesehen. Krafteinleitungselemente können auch zur Arm- und zur Beinbetätigung ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind das zumindest eine

Krafteinleitungselement und der Sitz gemeinsam oder jeweils einzeln an zumindest eine hydraulische Druckerzeugungseinrichtung gekoppelt, welche die Muskel- und Gewichtskraft der Person in hydraulischen Druck wandelt und mit zumindest ei- nem Hydraulikmotor hydraulisch gekoppelt ist, wobei die Antriebskraft mittels des zumindest einen Hydraulikmotors durch den hydraulischen Druck an zumindest einem Vortriebs- rad hervorgerufen wird. Dabei kann zwischen der Druckerzeu- gungseinrichtung und dem Hydraulikmotor zusätzlich ein Hydraulikspeicher zum Speichern von Energie vorgesehen sein. Das Rückholen des Sitzes und/oder ein Rückholen des zumindest einen Krafteinleitungselements kann in diesem Fall hydraulisch durch einen Gegendruck in der jeweiligen Pumpe und/oder durch eine Rückholfeder realisiert werden. Analog zu hydraulischen Komponenten können auch pneumatische Komponenten vorgesehen sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Krafteinleitungselement als Hebel ausgebildet, welcher an einem ersten Ende zur Krafteinleitung ausgebildet ist und an einem zweiten Ende mit zumindest einem Vortriebsrad kraftübertragend gekoppelt ist. Die kraftübertragende Kopplung des Hebels mit dem Vortriebsrad ist, abhängig von dem für die Kraftübertragung vorgesehen Prinzip, auf verschiedenste Weise vorsehbar. Bei mechanischer Kopplung ist dafür beispielsweise ein Freilauf oder auch eine Fliehkraftkupplung denkbar. Bei hydraulischer Kopplung wäre dafür ein Drehmomentwandler geeignet. Bei anders gearteter hydraulischer o- der pneumatischer Kopplung wäre ein dem Hebel nachgeschalteter Hydraulikspeicher oder Druckzylinder in Kombination mit einem entsprechenden Antriebsmotor möglich. Auch hier kann optional ein an das jeweilige Prinzip angepasster Energiepuffer zwischen dem Hebel und dem Vortriebsrad vorgesehen werden. Bevorzugt werden die Kräfte auf beiden Seiten des Vortriebsrades in das Vortriebsrad eingeleitet, um ein einseitiges Schiefziehen der Hebel zu vermeiden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hebel mit dem zumindest einen Vortriebsrad über einen Freilauf drehbar gekoppelt und beschreibt beim Verlagern des Hebelendes ein Kreissegment, mit einem im Wesentlichen in der ersten Rich- tung verlaufenden Kreisbogensegment.

Der Arbeitswinkel beträgt bevorzugt etwa α = ±15° zu einer zur ersten Richtung senkrecht ausgerichteten Bezugsebene, insbesondere der horizontalen Ebene. Der Öffnungswinkel des von dem Hebel bei einer kompletten Bewegung durchlaufenen Kreisbogensegments beträgt insgesamt somit etwa 2a = 30°. Dabei beträgt der wirksame Hebelarm aufgrund der trigonometrischen Beziehung wirksamer Hebelarm / Hebellänge = cos(a) zu jeder Zeit zumindest etwa 96% (=cos(15°)) der gesamten HebeHänge. Das Zentrum des Kreisbogens liegt beispielsweise im Zentrum des Freilaufs, welches bevorzugt auch das Zentrum des Vortriebsrads ist. Alternativ kann der Freilauf auch an einer anderen Position angeordnet sein und die Kraft von dieser Position über ein zusätzliches Kraftübertragungselement zum Vortriebsrad übertragen werden. Der vorgegebene Arbeitswinkel kann veränderbar sein, sodass er je nach Einsatzart und/oder -Zweck des Mechanismus an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden kann. Die Bezugsebene kann jede Ebene sein, bei der eine ergonomisch sinnvolle Bewegung zur Krafteinleitung von der Person normal zu der Ebene möglich ist. Bei Verlagerung des

Krafteinleitungselements in Gravitationsrichtung ist dies die horizontale Ebene. Beispielsweise kann dies aber auch eine vertikale Ebene sein. In diesem Fall würde das

Krafteinleitungselement im Wesentlichen in einer horizontalen Richtung verlagert. Die horizontale Krafteinleitung kann dabei direkt auf den Freilauf und/oder das Vortriebsrad wir- ken. Optional oder zusätzlich kann die horizontale Krafteinleitung, gegebenenfalls über weitere kraftübertragende Elemente, in eine vertikale Richtung umgeleitet werden und vertikal auf den Freilauf und/oder das Vortriebsrad wirken. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hebel mit einer Rückholvorrichtung, insbesondere einer Rückstellfeder, zum Rückholen des Hebels entgegen der ersten Richtung aus einer verlagerten Stellung in eine Ausgangsstellung versehen. Alternativ kann auch eine Kopplung zwischen Sitz und Hebel zum Rückholen des Hebels beim Verlagern des Sitzes in die zweite Richtung vorgesehen sein. Diese Kopplung kann analog zur Kopplung zum Rückholen des Sitzes auf verschiedenste Weisen realisiert werden, abhängig von dem für die Kraftübertragung vorgesehenen Prinzip. Die jeweiligen Kopplungen des Sitzes und des Hebels können auch als eine gemeinsame Kopplung zum Rückholen des Sitzes und des Hebels abwechselnd in den jeweiligen Phasen bzw. Stellungen des Mechanismus vorgesehen sein. Beispielsweise könnten Hebel und Sitz optional oder zusätzlich über eine Kinematik gekoppelt sein. Damit würde der gesamte Bewegungsablauf kinematisch zusammenhängen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sitz über eine Hebelstütze und/oder über einen Freilauf mit zumindest einem Vortriebsrad kraftübertragend gekoppelt. Alternativ oder zu- sätzlich ist der Sitz über eine Sattelstange am Rahmen angelenkt. Die Hebelstütze funktioniert dabei analog zum Hebel. Der Sitz ist beispielsweise in einer Ausführungsform mit einer Sattelstange verbunden. Diese ist beweglich oder fest mit dem Sitz verbunden und in einer Führung linear oder mit einer leichten Drehbewegung um einen möglichst weit entfernten Pol im Wesentlichen in der zweiten Richtung, bevorzugt in Gravitationsrichtung verlagerbar. Die Sattelstange ist drehbar mit der Hebelstütze verbunden und überträgt so die am Sitz eingeleitete Gewichtskraft auf die Sattelstütze. Dies findet bevorzugt in einer im Wesentlichen senkrechten Stellung der Sattelstange zur Sattelstütze statt, sodass der maximale wirkende Hebelarm zum Aufbau des Antriebsmoments auf den Freilauf genutzt werden kann. Analog zum Hebel soll- te die Hebelstütze beim Verlagern des Sitzes bevorzugt einen Arbeitswinkel von ca. + 15° oder weniger zur Bezugsebene, bevorzugt zur horizontalen Ebene beschreiben. Die kraftübertragende Kopplung des Sitzes mit dem Vortriebsrad ist auch abhängig von dem für die Kraftübertragung vorgesehen Prinzip auf verschiedenste Weise vorsehbar. Sowohl die Hebelstütze als auch der/die Hebel können dabei feststellbar vorgesehen sein, sodass sie in einem Zustand des freien Rollens des Vortriebsrades fixiert werden können. Es ist auch denkbar, dass nur der Hebel oder nur die Hebelstütze festgestellt wird, während nur die Hebelstütze oder nur der Hebel weiterhin bewegbar ist. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Sitz über die Sattelstange am Rahmen angelenkt. D. h. die Sattelstange ist um eine Achse drehbar am Rahmen angebracht und die Drehung bewirkt eine Verlagerung des Sitzes entlang eines Bogensegments im Wesentlichen in der zweiten

Richtung. Die über den Sitz eingebrachte Kraft wird beispielsweise hydraulisch, über Zugketten und/oder über zumindest einen Kettentrieb auf das Vortriebsrad übertragen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet der Hebel einen gegenüber der Hebelstütze längeren zum Vortrieb wirksamen Hebelarm. Das heißt, der Hebel für die Beine und/oder Arme ist bevorzugt länger als die Hebelstütze für das Gewicht der Person. Somit wird der Mechanismus daran an- gepasst, dass bei vielen Personen die in der Arbeitsphase in den/die Hebel eingebrachte Kraft kleiner ist als die in der Ruhephase eingebrachte Gewichtskraft. Die Hebellängen des Hebels und der Hebelstütze sind idealerweise nach dem Ver- hältnis der von der Person eingebrachten Muskelkraft zur von der Person eingebrachten Gewichtskraft ausgelegt. Es ist daher denkbar, dass für unterschiedliche Personen unterschiedliche Hebelarmlängenverhältnisse zur Verfügung gestellt werden. Ebenso können Hebel und/oder die Hebelstütze zur Anpas- sung des Hebelarmlängenverhältnisses längen- und/oder winkelverstellbar vorgesehen sein. Zur besseren ergonomischen Anpassung an die Körperabmessungen einer Person können die Hebel dann unabhängig voneinander in der Hebellänge und/oder in einem Hebelwinkel eingestellt werden. Hierzu können bei- spielsweise bekannte Rastmechanismen, Teleskoparme, Feststellschrauben, arretierbar verstellbare Winkelelemente oder dergleichen an den Hebeln vorgesehen sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind das zumindest eine Krafteinleitungselement, der Sitz und das zumindest eine Vortriebsrad derart kraftübertragend gekoppelt, dass das Verlagern des Sitzes in der zweiten Richtung aus der verlagerten Stellung in die Ausgangsstellung gleichzeitig eine Antriebskraft hervorruft und ein Verlagern des Krafteinlei- tungselements entgegen der ersten Richtung aus einer verlagerten Stellung in eine Ausgangsstellung hervorruft. Somit werden der Sitz und das Krafteinleitungselement miteinander kinematisch gekoppelt. Wenn diese Kopplung in beide Richtungen funktioniert, d.h. bei Verlagerung des Krafteinleitungs- elements auch der Sitz verlagert wird, ist dadurch der Bewegungsablauf klar strukturiert und vorhersehbar, was die Handhabung des Antriebsmechanismus erleichtert. Ferner ist es damit möglich, falls nur wenig Kraft in den Mechanismus eingebracht werden soll, nur mit einer teilweisen Entlastung des Sitzes oder des Krafteinleitungseleraents eine Antriebskraft zu erzeugen. Beispielsweise könnte das Gewicht der Person in der Arbeitsphase nur zu einem Anteil, welcher mehr als 50% (z. B. 60%, 75% oder 80%) betragen muss, auf das Krafteinleitungselement verlagert werden und dabei eine Antriebskraft und ein Heben des Sitzes hervorgerufen werden. Ebenso verhält es sich in der Ruhephase mit der Krafteinleitung in den Sitz. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungs form sind das

Krafteinleitungselement und der Sitz über ein zugkraftübertragendes Element miteinander kinematisch gekoppelt. Bevorzugt ist das zugkraftübertragende Element als umgelenkte Zugkette ausgebildet. In diesem Fall ist die Zugkette mit einem Ende am Krafteinleitungselement und mit dem anderen Ende am Sitz angelenkt und wird mittels eines Kettenblatts derart umgelenkt, dass eine Verlagerung des Krafteinleitungselements in die erste Richtung eine Zugkraft an der Zugkette hervorruft, die zur Verlagerung des Sitzes entgegen der zweiten Richtung führt. Umgekehrt führt auch die Verlagerung des Sitzes in der zweiten Richtung zu einer Verlagerung des Kraf einleitungselements entgegen der ersten Richtung. Besonders vorteilhaft ist damit eine einfach zu realisierende kinematische Kopplung geschaffen. Alternativ kann aber auch eine andere Art kinematische Kopplung, beispielsweise ein Riemen, ein Gestänge oder dergleichen anstatt der Zugkette vorgesehen sein. Ferner kann die Zugkette auch mit einer mit dem Vortriebsrad, beispielsweise über 2 Freiläufe kraftübertragend gekoppelten Welle, kraftübertragend gekop- pelt sein. Beispielsweise versetzen dazu die Verlagerung des

Krafteinleitungselements in der ersten Richtung und die Verlagerung des Sitzes in der zweiten Richtung jeweils die Welle in eine eine Antriebskraft am Vortriebsrad erzeugende Rotation. Somit wird die kinematische Kopplung des Sitzes mit dem Krafteinleitungselement vorteilhaft in einem Element mit der Kraftübertragung auf das Vortriebsrad kombiniert.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das zu- mindest eine Krafteinleitungselement, der Sitz und das zumindest eine Vortriebsrad derart kraftübertragend gekoppelt, dass eine Verlagerung des Krafteinleitungselements sowohl in als auch entgegen der ersten Richtung eine Antriebskraft an dem zumindest einen Vortriebsrad hervorruft und eine Verla- gerung des Sitzes sowohl in als auch entgegen der zweiten Richtung eine Antriebskraft an dem zumindest einen oder einem weiteren Vortriebsrad hervorruft. Somit wird ein Antriebsmechanismus bereitgestellt, bei welchem die Person gleichzeitig die Gewichtskraft ihres Körpergewichts und eine zusätzliche Muskelkraft durch ein Gegendrücken oder ein Gegenziehen auf das Vortriebsrad übertragen kann. In der Arbeitsphase ist es damit möglich, gleichzeitig zur Verlagerung des Krafteinleitungselements in der ersten Richtung, den Sitz entgegen der zweiten Richtung (beispielsweise nach oben) zu ziehen. Somit wird eine Spreizung zwischen Sitz und

Krafteinleitungselement erzeugt, welche als zusätzliche Vortriebskraft genutzt werden kann. Beispielsweise kann dies durch eine zusätzliche Körperstreckung des Oberkörpers der Person erfolgen, welche den Sitz entgegen der zweiten Rich- tung zieht oder drückt während sie das Krafteinleitungselement in die erste Richtung zieht oder drückt. Ferner ist es möglich, dass die Person sich in der Ruhephase beispielsweise durch Ziehen am Krafteinleitungselement in den Sitz hinein zieht. Somit wird eine zusätzlich zur Gewichtskraft in den Sitz eine am Krafteinleitungselement entgegen der ersten

Richtung wirkende Kraft erzeugt, welche als zusätzliche Vortriebskraft genutzt werden kann. Bevorzugt sind für diese Ausführungsform die erste und zweite Richtung im Wesentli- chen gleich und bevorzugt auch gleich der Gravitationsrichtung.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind am Kraftein- leitungselement Einrichtungen zum Koppeln der Beine und/oder Arme der Person an das Krafteinleitungselement vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass von der Person Kräfte in und entgegen der ersten Richtung am Krafteinleitungselement einbringbar sind. Somit kann eine feste Verbindung der Per- son zum Krafteinleitungselement bereitgestellt werden, was mehr Einsatzmöglichkeiten des Antriebsmechanismus schafft. Für den Fall, dass das Krafteinleitungselement über die Beine der Person betätigt wird, können die Einrichtungen beispielsweise Klick-Pedale und entsprechende Schuhe, oder al- ternativ Schlaufen, Riemen oder dergleichen sein. Für Armbetätigung kommen beispielsweise zur Krafteinleitung in beide Richtungen geformte ergonomische Griffe und optional oder zusätzlich ein Klettverschluss-Riemen, der am Handgelenk befestigt wird, in Frage. Armauflagen und dergleichen können ebenfalls ergänzt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind am Sitz Einrichtungen zum Koppeln des Körperrumpfes der Person an den Sitz vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass von der Person Kräfte in und entgegen der zweiten Richtung am Sitz einbringbar sind. Derartige Einrichtungen können beispielsweise als Hüftgurt, als Geschirr mit mehreren Riemen, als Schulterbügel oder als Schulterschlaufen ausgebildet sein. Bei einer Ausführungsform weist die kurbellose, kraftübertragende Kopplung in der ersten oder zweiten Richtung zumindest einen Kettentrieb mit einer zwischen zwei Kettenrädern in der ersten oder zweiten Richtung verlaufenden Kette auf, an welcher das Krafteinleitungselement oder der Sitz mittels eines gelenkig am Krafteinleitungselement oder am Sitz gelagerten Koppelglieds kraftübertragend gekoppelt ist. Somit ist eine einfach herzustellende kraftübertragende Kopplung geschaffen, die flexibel einsetzbar ist. Die Kette kann da- bei auch mit einem Riemen oder einem anderen gleichwirkenden Element ersetzt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Koppelglied ein erstes Ritzel mit Freilauf und einen ersten Kettenspanner auf, und der Kettentrieb und das Ritzel mit Freilauf sind in eine Laufrichtung kraftübertragend. Somit wird die Kraftübertragung vorteilhaft auf die Vortriebsrichtung beschränkt, sodass beim Rückholen des Krafteinleitungselements oder des Sitzes möglichst wenig Reibung entsteht. Der Freilauf sperrt somit bei einer Verlagerung des Krafteinleitungselements in der ersten Richtung oder einer Verlagerung des Sitzes in der zweiten Richtung, damit die dabei eingebrachte Kraft auf die Kette übertragen wird. Die Kette ist dann mit dem Vortriebsrad kraftübertragend gekoppelt, beispielsweise direkt oder mit einem weiteren Kettentrieb.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Koppelglied ein zweites Ritzel mit Freilauf und einen zweiten Kettenspanner auf, welche an der dem ersten Ritzel gegenüberlie- genden Seite des Kettentriebs derart angeordnet sind, dass das Krafteinleitungselement bei einer Verlagerung entgegen der ersten Richtung über das zweite Ritzel mit dem Kettentrieb in der ersten Laufrichtung kraftübertragend gekoppelt ist oder dass der Sitz bei einer Verlagerung entgegen der zweiten Richtung über das zweite Ritzel mit dem Kettentrieb in der ersten Laufrichtung kraftübertragend gekoppelt ist. Somit wird die Krafteinleitung in und entgegen der ersten Richtung mittels des Krafteinleitungselements oder in und entgegen der zweiten Richtung mittels des Sitzes ermöglicht Bevorzugt sind dazu die erste und zweite Richtung gleich o- der parallel zueinander.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Kettentriebe vorgesehen, wobei ein erster Kettentrieb mit dem Kraftein ^¬ leitungselement in und entgegen der ersten Richtung kraftübertragend gekoppelt ist und ein zweiter Kettentrieb mit dem Sitz in und entgegen der zweiten Richtung kraftübertragend gekoppelt ist. Diese Anordnung ist vorteilhaft, damit ein maximaler Hubweg für das Krafteinleitungselement und den Sitz zur Verfügung gestellt werden kann und gleichzeitig ein am Krafteinleitungselement angelenktes erstes Koppelglied und ein am Sitz angelenktes zweites Koppelglied nicht kollidieren. Alternativ wäre, falls der Kettentrieb lang genug ist oder der Hubweg eher kurz auslegt wird auch denkbar, nur einen Kettentrieb vorzusehen und den Hubweg der Koppelglieder entlang des Kettentriebs auf maximal die halbe Länge des Kettentriebs zu beschränken. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Kettentriebe jeweils mit einem ersten Kettenrad über je einen Freilauf mit einer Kettenradachse gekoppelt, welche kraftübertragend mit dem Vortriebsrad gekoppelt ist. Beide Kettentriebe sind dabei in der gleichen ersten Laufrichtung kraftübertragend bzw. in der gleichen zweiten Laufrichtung freidrehend an der Kettenradachse vorgesehen. Insgesamt ist somit ein kinematisches System geschaffen, welches es in jeder Stellung des Mechanismus bei einer Krafteinleitung in das Krafteinleitungselement oder in den Sitz ermöglicht, die eingeleitete Kraft in eine Antriebskraft am Vortriebsrad umzusetzen. Es ist dabei eine zweite Achse vorgesehen, an welcher die beiden Kettentriebe jeweils mit einem zweiten Kettenrad komplett frei drehend angebracht sind. An dieser Ach- se kann, sofern vorhanden, auch das Umlenkrad für die Zugkette freidrehend angebracht sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines muskel- und ge- wichtsangetriebenen Fortbewegungsmittels ist zumindest ein Planetengetriebe und/oder ein Doppelplanetengetriebe mit Freilauf an dem zumindest einen Krafteinleitungselement zur Anpassung der Übersetzung und/oder zur Gangschaltung vorgesehen. Damit kann die Endübersetzung an die von der Person eingebrachten Kräfte und an die Widerstandskräfte beim Fortbewegen angepasst werden. Das Planetengetriebe und/oder ein Doppelplanetengetriebe kann analog zu bekannten Nabenschaltungen zum manuellen Schalten vorgesehen und ausgebildet sein. Es kann zusätzlich eine Kupplung vorgesehen sein. Ein Planetengetriebe ist jedoch nicht begrenzend zu verstehen. Es kann optional oder zusätzlich ein stufenloses- und/oder Automatikgetriebe und/oder jede andere Art von Getriebe vorgesehen sein, welche der Anpassung der Übersetzung dient. In einer weiteren Ausführungsform eines muskel- und gewichtsangetriebenen Fortbewegungsmittels sind zumindest ein Speichermedium zum Speichern von Energie und zumindest ein Antrieb zum Wandeln von gespeicherter Energie in Vortrieb vorgesehen. Diese sind mit einem erfindungsgemäßen Antriebs- mechanismus als eine Art Hybridantrieb kombiniert. Dabei ist jedes in Zusammenhang mit dem Antriebsmechanismus erwähnte Prinzip zur Kraftübertragung verwendbar. Des Weiteren sind alle möglichen Anordnungen von Hybridvarianten denkbar. So kann beispielsweise der Antrieb mit in den Freilauf und/oder in das Getriebe integriert sein und/oder auf dasselbe Vortriebsrad wie der Antriebsmechanismus wirken und/oder auf zumindest ein anderes und/oder zumindest ein zusätzliches Vortriebsrad wirken. Des Weiteren kann in einer Range- Extender Ausführungsform des Antriebsmechanismus dieser dazu ausgebildet und vorgesehen sein, das Speichermedium direkt zu laden bzw. zu füllen, sodass die Antriebskraft am Vortriebsrad nur über den Antrieb erzeugt wird. Die über den Antriebsmechanismus eingebrachte Kraft ruft in diesem Fall eine durch das Speichermedium gepufferte Antriebskraft hervor . Das Speichermedium kann im Voraus einer Fahrt geladen werden, sodass durch Betätigen des Antriebsmechanismus die Reichweite des Fortbewegungsmittels erhöht wird. Alternativ kann auch nur die über den Antriebsmechanismus eingebrachte Arbeit am Antrieb in Vortrieb gewandelt werden. Das Speichermedium kann zudem als Energiepuffer dienen, und beispielsweise beim Bremsen oder bei Bergabfahrt überschüssige Energie aufnehmen, und bei Bedarf, beispielsweise an einer Steigung oder zum Erhöhen der Fortbewegungsgeschwindigkeit wieder abgeben.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementie- rungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Mechanismus und ein erfindungsgemäßes Fortbewegungsmittel ; den Mechanismus und das Fortbewegungsmittel in einer anderen Stellung;

Hebel in unterschiedlichen Stellungen; einen Sitz mit Hebelstütze in unterschiedlichen Stellungen;

Hebel und die Hebelstütze; eine Ausführungsform des Fortbewegungsmittels; einen erfindungsgemäßen Mechanismus und ein erfindungsgemäßes Fortbewegungsmittel ; ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens ; ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens ; einen Kettentrieb für ein Krafteinleitungselement;

Einen Kettentrieb für einen Sitz;

Eine Aus führungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus ;

Den Antriebsmechanismus aus Fig. 11 in einer Drauf sieht;

Ein Fortbewegungsmittel mit einem Antriebsmechanis mus gemäß Figur 11 und 12. Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen die Ausführungsformen und dienen im Zu- sammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der. Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Figur 1 und Figur 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Mechanismus 1 und ein erfindungsgemäßes Fortbewegungsmittel 8. Das Fortbewegungsmittel weist einen festen Rahmen 6 und ein an dem festen Rahmen über eine Nabe befestigtes Vortriebsrad 4 auf. An der Nabe ist ein Freilauf 5 vorhanden. Mit dem Freilauf sind ein Hebel 2 und eine Hebelstütze 7 verbunden. Die Hebelstütze ist über ein Scharnier mit einem Ende einer Sat- telstange 12 verbunden. An dem anderen Ende der Sattelstange

12 ist eine Auslegerstange 11 über ein Scharnier mit ihr gekoppelt. An diesem Scharnier ist ein Sattel 3 an das Gestänge angebracht. Die Auslegerstange 11 ist ebenfalls über ein Scharnier mit dem festen Rahmen 6 gekoppelt. Eine Rückhol- Vorrichtung für den Sattel 3 ist als Rückholfeder 14 in ihrem entspannten Zustand dargestellt.

Der Hebel 2 und die Hebelstütze 7 sind mit dem Freilauf 5 derart gekoppelt, dass sich beide innerhalb eines bestimmten Winkelsegments ± in einer Rotationsrichtung um die Nabe frei bewegen können. In die andere Rotationsrichtung können sie sich nur unter Kraft- bzw. unter Momentübertragung auf das Vortriebsrad 4 um die Nabe bewegen.

In Figur 2 ist eine verlagerte Stellung B des Mechanismus 1 dargestellt. In dieser Stellung kann eine Person durch ihr Körpergewicht eine Kraft- bzw. Momentübertragung auf das Vortriebsrad 4 erzeugen, indem sie sich auf den Sattel 3 setzt. Die Gewichtskraft des Körpergewichts wird dabei vom Sattel 3 auf die Sattelstange 12 und von der Sattelstange 12 auf die Hebelstütze 7 übertragen. Die Kraft wird annähernd senkrecht zur Hebelstütze 7 im Wesentlichen in Gravitationsrichtung g in die Hebelstütze 7 eingeleitet, sodass dadurch am Freilauf 5 annähernd ein maximal übertragbares Moment anliegt. Dieses Moment wird über den Freilauf 5 auf das Vortriebsrad 4 übertragen und in eine Drehung des Vortriebsrads 4 umgesetzt. Folglich wird eine Vortriebskraft F _A am Abrollpunkt des Vortriebsrades 4 auf den Boden übertragen. Bei fortschreitender Drehung des Vortriebsrades 4 unter Kraftübertragung vom Sattel 3 senkt sich dieser, mit einer von der Kinematik der beteiligten Stangen vorgegebenen Bewegung, vorwiegend in Gravitationsrichtung g ab. Mit diesem Absenken des Sattels 3 verändert sich der Winkel der Hebelstütze 7 zur Horizontalen H. Befindet sich die Hebelstütze 7 in dem maximal gewünschten Winkel α zur Horizontalen H, ist die in Figur 2 dargestellte Ausgangsstellung A des Mechanismus erreicht, in welcher der Sattel 3 seinen tiefsten Punkterreicht hat. Die Rückholfeder 14 ist nun gespannt und sorgt bei Entlastung des Sattels 3 dafür, dass dieser wieder in die Ausgangsposition gebracht wird. In dieser Ausgangsstellung A kann eine Person durch Muskelkraft eine Kraft- bzw. Momentübertragung auf das Vortriebsrad 4 erzeugen, indem sie auf die Hebel 2 am Ende 2a der Hebel 2 tritt und somit auto- matisch den Sattel 3 entlastet. Die am Hebelende 2a eingeleitete Kraft wird von der Person annähernd senkrecht zum Hebel 2 in Gravitationsrichtung g in den Hebel 2 eingeleitet, sodass dadurch am Freilauf 5 ein annähernd maximal ög- liches Moment anliegt. Dieses Moment wird über den Freilauf 5 auf das Vortriebsrad 4 übertragen und in eine Drehung dessen umgesetzt. Bei fortschreitender Drehung des Vortriebsrades 4 unter Kraftübertragung vom Hebel 2 senkt sich dessen Ende 2a vorwiegend in Gravitationsrichtung g ab, wobei sich der Hebel 2 als Ganzes mit einer Drehbewegung um den Freilauf dreht. Wenn sich das Hebelende 2a an seinem tiefsten Punkt befindet, ist wieder die in Figur 1 dargestellte verlagerte Stellung B des Mechanismus erreicht und der Bewegungsablauf kann von vorne beginnen.

■ In Figur 3A sind Hebel 2 in unterschiedlichen Stellungen A, B und eine Rückholfeder 13 für den Hebel in Form einer Spiralfeder dargestellt. In der gestrichelt dargestellten Ausgangsstellung A befindet sich das Hebelende 2a an seinem höchsten Punkt. Relativ zur Horizontalen H steht der Hebel dabei in einem mathematisch negativen Winkel -a zu derselben. In der mit durchgezogener Linie dargestellten verlagerten Stellung B steht der Hebel relativ zur Horizontalen in einem mathematisch positiven Winkel α zu derselben. Die Rückholfeder 13 ist in der Ausgangsstellung A entspannt und in der verlagerten Stellung B gespannt. Der Hebel wird bei Entlastung aus der verlagerten Stellung B durch die Federkraft der Rückholfeder 13 in die Ausgangsposition A zurückgebracht .

In Figur 3B sind der Sattel 3, die Sattelstange 12 und die Hebelstütze 7 in den Stellungen A und B dargestellt. In der gestrichelt dargestellten Ausgangsstellung A befindet sich der Sattel 3 an seinem tiefsten Punkt, das heißt in einem Abstand H _A in Gravitationsrichtung zu einer horizontalen Ebene durch den untersten Punkt des Vorriebsrades 4, also der Rollebene. An diesem Punkt ist keine potentielle Energie zum Vortrieb durch Gewichtskraft mehr übrig. Ein Vortrieb muss nun wieder durch Treten der Hebel 2 erzeugt werden. In der mit durchgezogener Linie dargestellten verlagerten Stellung B befindet sich der Sattel 3 an seinem höchsten Punkt. Ein Vortrieb kann dann durch Gewichtskraft auf den Sattel 3 durch Daraufsetzen der Person erzeugt werden.

Figur 4 zeigt den Hebel 2 und die Hebelstütze 7 in einer bevorzugten Ausführungsform, in welcher der Hebel 2 länger als die Hebelstütze 7 ist. Als Folge dessen ist auch der wirksame Hebelarm Li des Hebels 2 länger als der wirksame Hebelarm L2 der Hebelstütze 7. Dies bedeutet, dass die unterschiedlich hohen Kräfte unterschiedlich übersetzt werden. Das ist ergonomisch günstig, denn die aufbringbare Muskelkraft ist bei den meisten Personen zumindest bei einer längeren Belastungsdauer geringer als die aufbringbare Gewichtskraft. So- mit kann in den Arbeits- und Ruhephasen eine im Wesentlichen konstante Vortriebskraft am Vortriebsrad 4 ermöglicht werden. Zudem kann die Dauer der Ruhephase dadurch eingestellt werden, bevorzugt etwas länger als die Dauer der Arbeitsphase.

Figur 5 zeigt eine Ausführungsform des Fortbewegungsmittels 8 mit einem erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus 1, einem damit kombinierten zusätzlichen Antrieb 10 und einem Speichermedium 9. Der Antrieb 10 kann beispielsweise ein Elekt- romotor sein, welcher zum Bremsen oder bergab Rollen in den

Generatorbetrieb geschaltet werden und so das Speichermedium 9, in diesem Falle eine Batterie, auflädt. Diese kann natürlich auch im Voraus einer Fahrt geladen werden. Bei Bedarf kann der Antrieb 10 zugeschaltet werden und eine zusätzliche Antriebskraft F _A am Vortriebsrad 4a zur Verfügung stellen.

Figur 6 zeigt eine Ausführungsform des Fortbewegungsmittels 8 mit einem erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus 1. Darin sind hydraulische Pumpen 15,16 und hydraulische Motoren 17, 18 vorgesehen. Die hydraulischen Komponenten sind miteinander hydraulisch gekoppelt und dementsprechend druckdicht mit einem Hydraulikfluid gefüllt. Hydraulikleitungen sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Pumpe 15 ist mit dem Hydraulikmotor 17 gekoppelt und die Pumpe 16 ist mit dem Hydraulikmotor 18 gekoppelt. Die Pumpe 16 ist mit dem Hebel 2 kraftübertragend verbunden, wobei die Pumpe 16 am zur Kraftübertragung ausgebildeten Ende 2b des Hebels 2 angeordnet ist. Sie ist noch vor dem Drehpunkt des Hebels 2, der sich an der Nabe des Vortriebsrads 4 befindet, angeordnet. Somit wirkt der Hebel 2 mit seinem wirksamen Hebelarm Li zur Druckerzeugung auf die Pumpe 16. Der Hebelarm Li resultiert aus den Abständen zwischen dem Ende 2a des Hebels 2, der Pumpe 16 und dem Drehpunkt des Hebels 2. In der Arbeitsphase wird durch Verlagern des zur Krafteinleitung ausgebildeten Endes 2a des Hebels 2 im Wesentlichen in Gravitationsrichtung g aus der Ausgangsstellung A in die dargestellte verlagerte Stellung B ein hydraulischer Druck in der Pumpe 16 erzeugt. Dieser Druck wird zum Hydraulikmotor 18 geleitet, welcher den hydraulischen Druck in ein Moment am Vortriebsrad 4 und somit in eine Antriebskraft wandelt. Hat der Hebel 2 die verlagerte Stellung B erreicht, wird er im entlasteten Zustand in der Ruhephase von einem Restdruck in der Pumpe 16 und/oder von einem über eine Bypassleitung von der Pumpe 15 in die Pumpe 16 eingebrachten Druck und/oder von der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder 13 aus der dargestellten verlagerten Stellung B in die Ausgangsstellung A gebracht. Der Sattel 3 ist mit der Hebelstange 11 verbunden, welche in diesem Ausführungsbeispiel ihren Drehpunkt am vorderen Rahmen 6 hat. Die Hebelstange 11 ist kraftübertragend mit der Pumpe 15 verbunden. Die Pumpe 15 ist zwischen dem Drehpunkt der Hebelstange 11 und dem Sattel 3 angeordnet. Somit wirkt ein aus den jeweiligen Abständen resultierender wirksamer Hebelarm L2 der Hebelstange 11 auf die Pumpe 15. In der Ruhephase wird durch Verlagern des Sattels 3 im Wesentlichen in Gravitationsrichtung g aus der dargestellten verlagerten Stellung B in die Ausgangsstellung A ein hydraulischer Druck in der Pumpe 15 in Folge der Gewichtskraft der Person erzeugt. Ein darin somit entstehender Druck wird zum Hydraulikmotor 17 geleitet und dort in ein Moment bzw. eine An- triebskraft F _Ä am Vortriebsrad 4a gewandelt. Während dessen verlagert sich der Sattel 3 bis in die Ausgangsstellung A. Wenn die Ausgangsstellung erreicht ist und wenn die Person in der Arbeitsphase wieder den Hebel 2 belastet, wird der Sattel 3 im entlasteten Zustand von einem Restdruck in der Pumpe 15 und/oder von einem über eine Bypassleitung von der Pumpe 16 in die Pumpe 15 eingebrachten Druck und/oder von der Federkraft einer nicht dargestellten Rückholfeder 14 in die dargestellte verlagerte Stellung gebracht. Figur 7 und 8 zeigen jeweils ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren ist zum muskel- und gewichtsangetriebenen Fortbewegen zumindest einer Person, insbesondere mit zumindest einem e findungsgemäßen Antriebsmechanismus oder einem erfindungsgemäßen muskel- und ge- wichtsangetriebenen Fortbewegungsmittel vorgesehen. Dabei enthält ein erster Schritt Sl das Antreiben zumindest eines Vortriebsrades durch muskelkraftbetätigtes Verlagern zumindest eines kraftübertragend mit dem Vortriebsrad kurbellos gekoppelten Krafteinleitungselements in einer ersten Rieh- tung, insbesondere in Gravitationsrichtung, von einer Ausgangsposition in eine verlagerte Position. Ein zweiter

Schritt S2 kann, wie in Figur 7 gezeigt, parallel zum ersten Schritt Sl oder alternativ, wie in Figur 8 dargestellt, nach dem ersten Schritt Sl erfolgen. Der zweite Schritt S2 enthält das Verlagern zumindest eines kraftübertragend mit dem Vortriebsrad kurbellos gekoppelten Sitzes und des Körperschwerpunkts der Person entgegen einer zweiten Richtung, insbesondere der Gravitationsrichtung, von einer Ausgangspo- sition in eine verlagerte Position. Ein dritter Schritt S3, welcher nach dem zweiten Schritt S2 erfolgt, enthält das Antreiben des Vortriebsrades durch Verlagern des Sitzes und des Körperschwerpunkts der Person in der zweiten Richtung von der verlagerten Position in die Ausgangsposition mittels vom Gewicht der Person in den Sitz eingeleiteter Gewichtskraft. Ein vierter Schritt S4 kann, wie in Figur 7 gezeigt, parallel zum dritten Schritt S3 oder alternativ, wie in Figur 8 dargestellt, nach dem dritten Schritt S3 erfolgen. Der vierte Schritt S4 enthält das Rückholen des zumindest einen Krafteinleitungselements von der verlagerten Position in die

Ausgangsposition. Das Verfahren zur Fortbewegung kann nun von vorne beginnen.

Fig. 9 zeigt einen Kettentrieb 30 für ein Krafteinleitungs- element 2. Der Kettentrieb weist zwei Kettenräder 31, 32 und eine dazwischen in Gravitationsrichtung g verlaufende Kette 33 auf. An der Kette 33 ist ein gelenkig am Krafteinleitungselement 2 gelagertes Koppelglied 34 zum Antrieb der Kette 33 vorgesehen. Das Koppelglied 34 ist als Stange aus- gebildet und weist an dem der Kette 33 zugewandten Ende ein

Querstück auf, an welchem ein erstes Ritzel 35 mit Freilauf und ein erster Kettenspanner 36 angebracht sind. Ferner sind an dem Querstück an der dem ersten Ritzel 35 gegenüberliegenden Seite des Kettentriebs 30 auch ein zweites Ritzel 39 mit Freilauf und ein zweiter Kettenspanner 40 angeordnet. Beide Ritzel 35, 39 mit Freilauf stehen mit der Kette 33 in Wirkverbindung. Die Kette 33 kann durch Krafteinleitung nur eine erste Laufrichtung 37 gedreht werden. In der ersten Laufrichtung 37 können Kräfte vom Koppelglied 34 über seine Freilaufritzel 35, 39 auf die Kette 33, und von der Kette 33 auf das erste Kettenrad 31 übertragen werden.

Um Kraft auf die Kette 33 aufzubringen kann das Krafteinleitungselement 2 entweder nach oben, entgegen der Gravitati- onsrichtung g, oder nach unten, in der Gravitationsrichtung g verlagert werden. Beim Verlagern des Krafteinleitungselements 2 nach unten sperrt der Freilauf des ersten Ritzels 35, sodass die eingebrachte Kraft vom Krafteinleitungselement 2 über das Koppelglied 34 am ersten Ritzel 35 auf die Kette 33 übertragen wird. Das zweite Ritzel 39 läuft bei dieser Bewegung in seiner Freilauf ichtung frei mit. Beim Verlagern des Krafteinleitungselements 2 nach oben sperrt der Freilauf des zweiten Ritzels 39 und das erste Ritzel 35 läuft frei mit, sodass bei dieser Bewegung die Krafteinlei- tung in die Kette 33 am zweiten Ritzel 39 erfolgt. Somit wird die Kette bei einer Verlagerung des Krafteinleitungselements stets in der ersten Laufrichtung 37 gedreht.

Das Krafteinleitungselement 2 ist im Wesentlichen waagrecht angeordnet und an einem Drehpunkt 43, welcher bevorzugt an der Nabe des Vortriebsrades 4 vorgesehen sein kann, drehbar gelagert. Somit ist es im Bereich des Gelenkpunkts, an dem das Koppelglied 34 angelenkt ist, bei einer Drehung um den Drehpunkt 43 im Wesentlichen in Gravitationsrichtung g ver- lagerbar, wobei es tatsächlich ein kleines Bogensegment abfährt. Analog zu den in Bezug auf Fig. 1-4 beschriebenen Winkeln ist auch hier ein nicht eingezeichneter Arbeitswinkel ± α vorgesehen, der bevorzugt im Bereich a<25°, besonders bevorzugt im Bereich 10° bis 20° liegt. Die Kettenradachse 41 ist beispielsweise über eine weitere Antriebskette 42 mit dem Vortriebsrad 4 kraftübertragend gekoppelt, worauf in Bezug auf die Figuren 11 bis 13 eingegan- gen wird.

Fig. 10 zeigt einen Kettentrieb 30' für einen Sitz 3. Dieser funktioniert im Wesentlichen analog zu Kettentrieb 30 für das Krafteinleitungselement. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass das Koppelglied 3 ^v mit dem Sitz 3 (anstatt des Krafteinleitungselements 2) bzw. der Sattelstange 11, an welcher der Sitz 3 befestigt ist, gelenkig verbunden ist. Die Sattelstange 11 ist im Wesentlichen (d.h. mit den Arbeitswinkeln als Abweichung) waagrecht angeordnet und an einem Drehpunkt 44, welcher bevorzugt im vorderen Bereich eines Rahmens 51 vorgesehen sein kann, drehbar gelagert. Ferner ist das Koppelglied 34 ^λ gekröpft ausgebildet. Die Kröpfung dient dazu, nicht mit dem zweiten Kettenrad 32, welches vertikal oberhalb des ersten Kettenrads 31 angeord- net ist, zu kollidieren.

Gleich wie beim Koppelglied 34 sperren die Freiläufe der Ritzel 35, 39 des Koppelglieds 34 ^x jeweils bei Verlagerung des Sitzes 3, wobei das erste Ritzel 35 bei Verlagerung nach unten, d.h. in Gravitationsrichtung g, sperrt und das zweite

Ritzel 39 bei Verlagerung nach oben sperrt.

Fig.11 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus, bei dem zwei parallel angeordnete Ket- tentriebe 30, 30' vorgesehen sind. Es handelt sich dabei um die in den Figuren 9 und 10 einzeln dargestellten Kettentriebe 30, 30*. Diese sind nebeneinander angeordnet, sodass sie sich in der dargestellten Seitenansicht überdecken. Die erste und die zweite Richtung, in welcher das Krafteinleitungselement und der Sitz verlagerbar sind, entsprechen in diesem Beispiel beide der Gravitationsrichtung g. Die beiden Kettentriebe sind miteinander kinematisch über eine Zugkette 20 gekoppelt. Diese ist am Krafteinleitungselement 2 und am Koppelglied 34 ^λ des Sitzes 3 befestigt und dient gleichzeitig als Ausgleichs- und Rückholelement. Bei einer Verlagerung des Sitzes 3 in Gravitationsrichtung g wird durch die Zugkette 20 gleichzeitig das Krafteinleitungselement 2 nach oben, d.h. entgegen der Gravitationsrichtung g, gezogen. Ebenso wird bei einer Verlagerung des Krafteinleitungselements 2 in Gravitationsrichtung g automatisch der an der Sattelstange 11 montierte Sitz 3 durch die Zugkette 20 nach oben gezogen. Somit kann lediglich durch eine Gewichtsverlagerung der Person zwischen dem Sitz 3 und dem Krafteinleitungselement 2 schon ein Antrieb am nicht dargestellten Vortriebsrad stattfinden. Diese kinematische Kopplung erlaubt es, den Antriebsmechanismus in unterschiedlichen Betriebsarten zu betreiben. Es ist bei einer ersten Betriebsart möglich, durch teilweise Entlastung des Sitzes in der Arbeitsphase und teilweise Entlastung des Krafteinleitungselements in der Ruhephase, d. h. jeweils im Wesentlichen durch Gewichtsverlagerung der Person um mehr als die Hälfte ihres Körpergewichts, eine Antriebskraft am Vortriebsrad mit relativ wenig Krafteinsatz zu erzeugen. Für die Antriebskraft kann dabei die Differenz der auf den Sitz und das Krafteinleitungselement wirkenden Ge- wichtskräfte für eine Verlagerung des Sitzes oder des

Krafteinleitungselements in Gravitationsrichtung genutzt werden . In einer zweiten Betriebsart kann das volle Körpergewicht der Person eingesetzt werden, um jeweils in der Arbeitsphase das Krafteinleitungselement 2 oder in der Ruhephase den Sitz 3 in G avitationsrichtung g zu verlagern. Somit ist eine ho- he Antriebskraft, die durch Verlagerung des Sitzes 3 oder des Krafteinleitungselements 2 mit der gesamten Gewichtskraft des Körpergewichts der Person erzeugt wird, auf das. Vortriebsrad 4 übertragbar. Bei einer dritten Betriebsart kann zusätzlich zum vollen Körpergewicht noch eine zusätzliche Kraft eingeleitet werden. Dies wird durch die Kraftkopplung der Beine und des Körperrumpfes der Person in und entgegen der Gravitationsrichtung g erreicht. Somit kann in der Ruhephase, wenn die Person ihr volles Körpergewicht auf den Sitz 3 verlagert zusätzlich über die Klick-Pedale 21 das Krafteinleitungselement 2 nach oben gezogen werden. Somit wird an beiden Kettentrieben 30, 30* gleichzeitig eine Kraft eingeleitet. Die Person zieht den Mechanismus dabei sozusagen zusammen. Fer- ner kann die Person in der Arbeitsphase, wenn sie ihr gesamtes Körpergewicht auf das Krafteinleitungselement 2 verlagert, zusätzlich über den Hüftgurt 22 eine den Sitz 3 nach oben ziehende Kraft einbringen. Die Person stemmt sich sozusagen zwischen das Krafteinleitungselement 2 an den Pedalen 21 und den Sitz 3 am Hüftgurt 22 und spreizt so den Mechanismus. Somit wird auch in dieser Phase an beiden Kettentrieben 30, 30 ^λ gleichzeitig eine Kraft eingeleitet. Die so in die beiden Kettentriebe 30, 30' eingebrachten Kräfte addieren sich jeweils an der Kettenradachse 41, sodass eine über die Gewichtskraft hinaus gehende Kraft auf die Kettenradachse 41 wirkt. Diese Kraft kann über eine Antriebskette 42 auf das Vortriebsrad 4 übertragen werden. Zur Kraftübertragung von der Kettenradachse 41 auf das Vortriebsrad 4 ist hier ein eigener Kettenrieb 42 vorgesehen. Dieser führt zur Nabe des Vortriebsrades , an welcher weitere Kraftwandlungselemente, beispielsweise eine Naben- oder Ket- tengangschaltung, vorgesehen sein können.

Fig. 12 zeigt den Antriebsmechanismus aus Fig. 11 in einer Draufsicht. Darin ist insbesondere die parallele Anordnung der Kettentriebe 30 und 30 ^λ illustriert. Ferner ist auch dargestellt, dass die Zugkette 20 und die Antriebskette 42 auf der den Kettentrieben 30, 30 ^x gegenüberliegenden Seite des Antriebsmechanismus angeordnet sind. Die Kettentriebe 30, 30 ^λ und der Rahmen 51 sind hier zur besseren Übersichtlichkeit lediglich schematisch dargestellt. Die eingezeich- neten Positionen sind daher veränderbar. Insbesondere der äußere Kettentrieb 30 kann näher in die Mitte des Rahmens angeordnet sein.

Das Krafteinleitungselement 2 und die Sattelstange 11 sind jeweils als U-förmige Rohre ausgebildet und jeweils an den

Enden der U-Form gelenkig mit dem Rahmen 51 bzw. einer festen Achse an den Drehpunkten 43, 44 verbunden. Die Klick- Pedale 21 sind außen an das Krafteinleitungselement 2 angebracht. Der Sitz 3 ist als Sattel mit einem nicht darge- stellten Hüftriemen ausgebildet und mittig oberhalb der Kettentriebe 30, 30 ^x angeordnet.

Fig. 13 zeigt ein Fortbewegungsmittel mit einem Antriebsmechanismus gemäß Figur 11 und 12. Dieses ist hier beispiel- haft als Fahrrad 50 ausgebildet. Das Fahrrad 50 weist einen

Rahmen 51 auf, an welchem sämtliche Kettenräder des Antriebsmechanismus gelagert sind. Ferner weist es ein Vortriebsrad 4 und ein Vorderrad 52 auf. Der Rahmen 51 weist einen Vorderbau 53 auf, an welchem die Sattelstange 11 gela- gert ist. Ferner weist er einen Hinterbau 54 auf, an welchem das rafteinleitungselernent gelagert ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Der maximale Arbeitswinkel zum Verlagern des Krafteinleitungselements im Wesentlichen in einer ersten Richtung kann je nach gewünschtem Wirkungsgrad des Antriebsmechanismus vorgesehen werden. Im Wesentlichen in einer Richtung ist dahingehend zu verstehen, dass die Verlagerung eine geradlini- ge Bewegung und/oder auch eine Drehung um einen ausreichend weit entfernten Pol enthalten kann. Aufgrund der Entfernung vom Pol kommt bereits bei einem geringen Drehwinkel ein ausreichender Hub zum Verlagern des Krafteinleitungselements zustande. Ein denkbarer kleinerer Winkel von beispielsweise a=10° erhöht dabei den Wirkungsgrad des Mechanismus, verkürzt aber den Hub für den Bewegungsablauf. Andersherum verschlechtert ein ebenfalls denkbarer größerer Winkel von beispielsweise a=25° den Wirkungsgrad des Mechanismus. Das Prinzip des unterschiedlichen Hebellängenverhältnisses ist stellvertretend für jedes vorgesehene Prinzip zur Kraftübertragung als unterschiedliche Kraftübersetzung von Sitz und Krafteinleitungselement auf das Vortriebsrad zu verstehen.

Es sind auch alternative Bewegungsabläufe und/oder Verfahren denkbar. Beispielsweise kann in der Arbeitsphase erst ein erster Hebel, und anschließend ein zweiter Hebel in Gravitationsrichtung verlagert werden und erst dann die Ruhephase beginnen. Dieses aufeinanderfolgende Verlagern der Hebel in Gravitationsrichtung ist auch mit drei oder vier Hebeln denkbar, wobei auch zwei Hebel gemeinsam (z. B. zwei Hebel zur Armbetätigung an zwei Vortriebsrädern) in einem Schritt verlagert werden können. In der Ruhephase könnten alle Hebel gleichzeitig oder in derselben Reihenfolge oder in umgekehrter Reihenfolge in die Ausgangsposition rückgeholt werden. Des Weiteren könnte in der Ruhephase durch zusätzliches Anziehen oder Abstoßen der Person in den Sitz hinein eine Kraft zusätzlich zur Gewichtskraft in den Sitz eingebracht werden .

Bei den Kettentrieben ist zur Kraftübertragung von der Kettenradachse auf das Vortriebsrad ein eigener Kettenrieb vor- gesehen. Alternativ wäre auch denkbar, die Ketten nach dem Bereich, in dem die Koppelglieder laufen, durch Umlenkungen direkt bis an die Nabe zu führen. In diesem Fall könnte auch auf das untere erste Kettenrad verzichtet werden, allerdings wären dann beispielsweise zusätzliche Umlenkritzel anstelle des Kettenrades notwendig.

Das Fortbewegungsmittel mit einem Antriebsmechanismus ist hier beispielhaft als Fahrrad dargestellt. Das Prinzip des Antriebsmechanismus ist darauf jedoch nicht beschränkt, son- dern auf jede Art von muskelbetriebenem Fortbewegungsmittel oder Bewegungskonzept übertragbar, insbesondere auch auf Dreiräder, Rollstühle, Ergometer oder auch auf Mehrpersonenfahrzeuge. Die Kraft am Krafteinleitungselement kann dabei alternativ beispielsweise auch mit den Armen einer Person eingebracht werden. Bezugszeichenliste

I Antriebsmechanismus

2 Krafteinleitungselement, Hebel

2a zur Krafteinleitung ausgebildetes Ende, Hebelende

2b zur Kraftübertragung auf das Vortriebsrad ausgebildetes Ende

3 Sitz/Sattel

4, 4a Vortriebsrad

5 Freilauf

6 fester Rahmen

7 Hebelstütze

8 Fortbewegungsmittel

9 Speichermedium

10 Antrieb

II Auslegerstange

12 Sattelstange

13 Rückholfeder für Krafteinleitungselement

14 Rückholfeder für Sitz

Hydraulische Pumpe, hydraulische Druckerzeugungsein richtung

Hydraulikmotor

Zugkette, zugkraftübe tragendes Element

Klick-Pedale, Einrichtung zum Koppeln der Beine und/oder Arme

Hüftgurt, Einrichtung zum Koppeln des Körperrumpfes 30, 30 ¹ Kurbeltrieb

31, 32 Kettenrad

33 Kette

34, 34^ Koppelglied

35, 39 Ritzel mit Freilauf 36, 40 Kettenspanner

37 Laufrichtung

41 Achse

42 Antriebskette

43 , 44 Drehpunkte

50 Fahrrad, Fahrzeug

51 Rahmen

52 Vorderrad

53 Vorderbau

54 Hinterbau

A Ausgangsposition, Ausgangsstellung

B verlagerte Position, verlagerte Stellung

F _A Vortriebskraft

g Gravitationsrichtung

H Horizontale

H _A Sitzhöhe in Ausgangsposition bzw. -Stellung

H _B Sitzhöhe in verlagerter Position bzw. -Stellung Li Länge des Hebels

L2 Länge der Hebelstütze

51 erster Schritt

52 zweiter Schritt

53 dritter Schritt

S4 vierter Schritt

α Winkel des Hebels zur Bezugsebene