DE3941768C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für muskelkraftbetriebene Fahrzeuge oder Geräte, insbesondere Fahrräder, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind unterschiedliche Vorschläge bekannt geworden, um die Muskulatur eines Radfahrers vielseitig zum Antrieb eines Fahrrades oder dgl. auszunutzen, um somit auch die Antriebsleistung zu optimieren. So ist es bei dem gattungsgemäßen Stand der Technik nach der DE-OS 37 37 294 bekannt, Fußpedale mit einem Seilzug zu verbinden, deren Bewegung über Freiläufe auf das Hinterrad übertragen wird. Gleichzeitig sind die Pedale über zwei in Längsrichtung verlaufende Stangen mit einem Lenker verbunden, der um eine vertikal angeordnete Achse hin- und herschwenkbar ist. Auf diese Weise ist eine Kopplung zwischen der Fußantriebskomponente mit der Handantriebskomponente gegeben. Diese Kopplung gestattet aber nur eine gleichzeitige und gleichsinnige Bewegung der Arme und Beine zum Antrieb. Eine gegenläufige Bewegung ist nicht möglich, ebensowenig ein Ausruhen nur der Arme oder der Beine. Außerdem wird der Fahrer durch die Stangen förmlich eingeschlossen, was insbesondere in kritischen Situationen das Absteigen behindert. Auch beeinflußt die Verbindung der Pedale mit dem Lenker die Lenkung in nachteiliger Weise.

Aus der DE-PS 88 425 geht ein Fahrradantrieb als bekannt hervor, bei dem der Fahrersitz um einen tiefliegenden Punkt am Rahmen in Längsrichtung schwenkbar gelagert ist. Diese Schwenkbewegung wird über eine Kette und Freiläufe auf das Hinterrad übertragen. Zu diesem Zweck ist der Fahrer auf dem Sitz angegurtet. Die Füße und die Hände stützen sich an entsprechenden Stützteilen des Rahmens ab. Durch eine Ziehbewegung der Arme wird der Oberkörper und damit die angegurtete Sitzlehne nach vorne bewegt, was zu einer Schwenkbewegung des Sitzes ebenfalls nach vorne führt. Beim Zurückschwenken wird diese Bewegung durch Strecken der Beine unterstützt. Bei diesem Sitzantrieb werden in erster Linie die Arme des Fahrers beansprucht, der Spielraum der Beine ist eingeschränkt.

Bei einem anderen Sitzantrieb nach der US-PS 39 79 135 ist der Sitz auf einer bogenförmigen Bahn in Längsrichtung verschiebbar. Diese Hin- und Herbewegung des Sitzes erfolgt dadurch, daß sich der Fahrer auf rahmenfesten Fußrasten abstützen kann und durch Streckung der Beine und Arme, die sich am Rahmen oder Lenker abstützen, den Sitz bewegt. Der Sitz ist über einen Kettenzug und ein Freilaufsystem mit dem Hinterrad verbunden. Durch die kurvenförmige Ausbildung der Bahn wird diese Bewegung durch das Gewicht des Fahrers unterstützt.

All diese unterschiedlichen Antriebssysteme haben den Nachteil, daß nur einzelne Körperteile für den Antrieb ausgenutzt werden bzw. bei Bewegung des ganzen Körpers die gewonnene Antriebsleistung nicht proportional der Anstrengung der einzelnen Körperteile ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, bei dem die Bewegungen der Körperteile, ohne gegenseitige nachteilige Beeinflussung, möglichst umfassend für den Antrieb effektiv nutzbar gemacht werden können, um auf diese Weise die Antriebskraft proportional der ausgenutzten Körperteile zu vergrößern und die Fahrdauer erheblich zu verlängern. Außerdem sollen die Antriebsbewegungen nicht durch die Lenkung beeinflußt werden.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Antrieb durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise wird ein Antriebssystem geschaffen, welches die vorhandenen Hauptmuskelkräfte eines Fahrers sinnvoll ausnützt und gleichzeitig die Möglichkeit bietet, die einzelnen Antriebskomponenten je nach Wunsch miteinander zu kombinieren.

Vorteilhafte Weiterbildungen enthalten die Unteransprüche.

So ist bei dem Fußantrieb nach Anspruch 2 durch die Schwenkbewegung der Pedale um eine vertikale Achse die Antriebskraft unabhängig vom Gewicht des Fahrers. Die kreisbogenförmige Bewegung der Pedale in der Horizontalebene ermöglicht eine gute Ausnutzung der Beinmuskulatur.

Der Fußantrieb nach Anspruch 3 stellt eine günstige Variante dar, da durch die lineare Pedalbewegung die Muskelkraft optimal ausgenutzt werden kann. Es ist auch möglich, ein Pedal vom zugeordneten Seilzug zu lösen und mit dem anderen Pedal fest zu verbinden, um auf diese Weise eine gleichsinnige Beinbewegung zu erhalten.

Die Ausführung des Fußantriebs nach Anspruch 4 läßt eine Anpassung an die baulichen Gegebenheiten zu.

Sämtliche Fußantriebsvarianten lassen eine Abkupplung des Antriebs zu, so daß die Pedale lediglich eine Stütz- und Ausrastfunktion besitzen.

Der Handantrieb nach Anspruch 5 ermöglicht verschiedene Bewegungen der Hände und Arme. Sie können z. B. nach vorne und hinten und synchron mit den Beinbewegungen verlaufen. Die Arme können aber auch seitlich aus- und zueinander bewegt werden. Die Lenkung ist vom Handantrieb unabhängig.

Die Wendekupplung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine gleich- oder gegensinnige Bewegung der Hände und Füße. Sie erlaubt auch ein Abschalten des Handantriebs derart, daß dieser frei läuft. Er kann auch über eine weitere Kupplung fest mit dem Rahmen verbunden werden.

Das Umstecken der Betätigungsstangen nach Anspruch 6 bietet den Vorteil, daß die Arme in einer vertikalen Längsebene bewegt werden können, wobei diese Bewegung gleichsinnig oder gegensinnig verläuft.

Der Sitzantrieb nach Anspruch 7 kann allein durch die Kraft der Beine betätigt werden. Durch die lineare Sitzbewegung ist diese unabhängig vom Fahrergewicht, insbesondere ist die beim Stand der Technik notwendige Schwungkraft des Fahrers hier nicht mehr erforderlich. Diese Ausnutzung der Schwungkraft ist nämlich beim Befahren von Steigungen nicht mehr möglich.

Der Lehnenantrieb nach Anspruch 7 stellt zunächst eine zusätzliche Antriebskomponente dar, die der Sitzantriebskomponente überlagert werden kann. Es ist aber auch möglich, den Sitz am Rahmen zu blockieren, so daß er mit einem herkömmlichen Sattel zu vergleichen ist und die Lehne unabhängig vom Sitz und von dessen Position bewegt werden kann. Zweckmäßig hierfür ist es, die Lehne mit einem Gurt zu versehen, ebenso den Sitz. Dies ermöglicht es z. B. einem behinderten Fahrer durch Betätigung des Lehnenantriebs allein das Fahrzeug anzutreiben. Es ist auch möglich, die Bewegung von Sitz und Lehne verschieden zu kombinieren, so z. B. daß der Sitz sich nach vorne bewegt und die Lehne gleichzeitig nach vorne kippt, ebenso kann bei der Rückwärtsbewegung des Sitzes die Lehne nach hinten kippen. In beiden Fällen überlagern sich die dabei erzeugten Antriebskräfte. Eine gegenläufige Bewegung von Sitz und Lehne ist selbstverständlich auch möglich. Diese Bewegungen ermöglichen eine optimale Ausnutzung der Bauch- und Rückenmuskulatur.

Der Antrieb nach Anspruch 8 und 9 fordert eine besondere Ausnutzung derjenigen Muskeln, die sonst nicht so stark beansprucht werden. Durch das Entkuppeln der Ringgriffe von der Lehne ist es auch möglich, diese Griffe mittels der Hände, notfalls auch anderer Körperteile, zu betätigen.

Die Übertragung gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine Synchronisation von Hand- und Fußantrieb, derart, daß diese Bewegungen harmonisch ablaufen. Die beim Stand der Technik nachteilige Anordnung der Verbindung zwischen Hand- und Fußantrieb wird so vermieden.

Der Seilzug nach Anspruch 11 erlaubt eine Gewichtsersparnis durch die Verkürzung der Übertragungswelle und beliebige Gestaltung des Antriebs.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 14 kann das Handantriebsgestänge zur Lenkung herangezogen werden.

Es ist aber auch möglich, das Handantriebsgestänge so mit dem Rahmen zu kuppeln, daß damit keine Lenkung erfolgt. Dies geschieht dann mit den an der Vorderradgabel vorgesehenen Fußpedalen. Das bedeutet, daß ein Fahrer, ohne die Hände zu benutzen, das Fahrrad lenken kann.

Durch die Erfindung wird somit ein muskelkraftbetriebener Antrieb für Fahrzeuge geschaffen, der vielseitig anwendbar ist. Durch das Zusammenwirken der einzelnen Antriebskomponenten (Arme, Beine, Schultern, Becken-Rumpf etc.) ist eine optimale Ausnutzung der vorhandenen Hauptmuskelkräfte möglich. Dadurch kann gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich höhere Gesamtleistung erbracht werden. Es ist aber auch möglich, durch die Ausnutzung nur einzelner Antriebskomponenten - allein für sich oder unterschiedlich kombiniert - bestimmte Körperteile auszunutzen und die anderen ruhen zu lassen. Dadurch kann die Fahrdauer wesentlich verlängert werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß z. B. Arm- oder Beinamputierte das Fahrrad oder das Gerät durch die Ausnutzung der entsprechenden Antriebskomponenten benutzen können, zumal die Lenkung je nach Bedarf durch die Hände bzw. Füße erfolgen kann. Der erfindungsgemäße Antrieb ermöglicht auch solchen Personen durch die entsprechende Ausbildung der Komponenten eine wunschgerechte Ausnutzung der verschiedenen Muskelgruppen.

Der Antrieb kann bei verschiedenen Fahrzeugen Anwendung finden, auch bei Wasser- und Luftfahrzeugen. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind die verschiedenen Trainingsgeräte für die Körperertüchtigung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Antriebssysteme,

Fig. 2 und 3 Ausführungsbeispiele für den Fußantrieb,

Fig. 4 und 5 solche für den Handantrieb,

Fig. 6 einen Sitz- und Lehnenantrieb,

Fig. 6′ eine Kombinationsmöglichkeit für den Sitz- und Lehnenantrieb mit der Möglichkeit, den Sitz und/oder die Lehne zu blockieren,

Fig. 7 eine Variation des Handantriebs,

Fig. 8 und 9 weitere Möglichkeiten für die Übertragung des Hand- und Fußantriebs,

Fig. 10 die Fußpedale für Lenkung und Bremsung an der Vorderradgabel,

Fig. 11 Ausführungsbeispiele für die Übertragungssysteme der Lenkung,

Fig. 12 eine detaillierte Darstellung der Freiläufe von Fig. 6,

Fig. 13 eine Variation des Handantriebsgestänges.

Das in Fig. 1 dargestellte Antriebssystem besteht aus einem Pedalantrieb 1, einem Handantrieb 2, einem Sitz-Lehnenantrieb 3 und einem Schulter-Antrieb 4. Diese Antriebe werden über ein Freilaufsystem 5 und über eine Kette oder Riemen 6 auf die Antriebsachse 9 übertragen. Die Lenkung erfolgt über die Vorderradgabel 8.

Das in Fig. 1 dargestellte Fußantriebssystem 1 besteht aus den von den Füßen hin- und herbewegten Fußpedalen 1.1. Diese sind gelenkig mit einer Stange 1.2 verbunden. Die Stange 1.2 ist in ihrer Mitte bei 1.3 drehbar am Rahmen gelagert. Im Abstand von diesem Drehpunkt 1.3 sind zwei Zugseile 1.4 an der Stange 1.2 angebracht, die mit ihren anderen Enden mit einem zweiarmigen Hebel 1.5 verbunden sind. Dieser Hebel 1.5 kann über eine Kupplung 1.5a mit einer Welle 7 verbunden werden. Zur Arretierung der Pedale 1.1 kann die Kupplung 1.5a mit dem Rahmen 11 verbunden werden. Es ist auch möglich, daß die Kupplung 1.5a in eine Zwischenstellung gebracht werden kann, in welcher die Pedale 1.1 antriebslos bewegt werden können.

Der in Fig. 5 vergrößert dargestellte Handantrieb 2 aus Fig. 1 besteht aus zwei Stangen 2.1L, 2.1R, die an ihren freien Enden Betätigungsgriffe besitzen.

Die hin- und herbewegbaren Stangen 2.1R, 2.1L, übertragen diese Bewegung über Gelenke, deren Gelenkachsen mit 2.2 und 2.10 bezeichnet sind, auf eine Querstange 2.13. Diese ist in ihrer Mitte auf einer Welle 2.6 drehbar gelagert. Die Querstange 2.13 kann über eine Kupplung 2.12 mittels eines Teiles 2.6b drehfest mit der Welle 2.6 verbunden werden. Die Welle 2.6 besitzt an ihrem unteren Enden eine Kreuzgelenkteil 2.15. An den Gelenkachsen 2.2 und 2.10 können die Stangen 2.1R und 2.1L jeweils mit einer Stange 2.3R und 2.3L drehfest verbunden werden. An den freien Enden der Stangen 2.3R und 2.3L ist jeweils ein Gestänge 2.4R und 2.4L angelenkt. Dessen nach innen gerichtete Enden sind mit einem Stangenteil 2.7 bzw. 2.8 gelenkig verbunden, deren andere Enden drehfest miteinander verbunden werden können. Eine Kupplung 2.9 verbindet auch das Stangenteil 2.8 mit einer Lagerwelle 2.11. Diese trägt eine Lagerung für die Welle 2.6 und ist weiterhin schwenkbar am Rahmen 11 gelagert (Schwenkachse 2.14).

Eine Abänderung des in Fig. 5 dargestellten Handantriebs zeigt Fig. 4. Dabei sind folgende Abweichungen gegenüber Fig. 5 vorgesehen:

Die Stange 2.3R ist aus der in Fig. 5 dargestellten Lage nach innen verdreht angeordnet. Gleichzeitig ist auch das Stangenteil 2.7 gegenüber dem Teil 2.8 - wie aus Fig. 4 ersichtlich - verdreht. Das Stangenteil 2.7 ist mittels einer Kupplung 2.5 unter Zwischenschalten des Teiles 2.6a mit der Welle 2.6 verbindbar. Auf diese Weise sind die Teile 2.8, 2.7 und 2.6 drehfest miteinander verbunden. Das Stangenteil 2.8 ist in diesem Fall von der Lagerwelle 2.11 entkuppelt und zwar durch Lösen von der Kupplung 2.9. Die Querstange 2.13 ist durch die Kupplung 2.12 mit der Lagerwelle 2.11 gekoppelt. Die Lagerwelle 2.11 ist in der Horizontalebene nicht drehbar. Durch die gekoppelte Verbindung ist die Querstange 2.13 in dieser Ebene ebenfalls nicht drehbar. Die Querstange 2.13 kann sich nur mit der Lagerwelle 2.11 um die Achse 2.14 in der Stirnebene drehen, was zum Lenken des Vorderrads notwendig ist.

Bei dieser Kombination ist es möglich, die Zu-(Pfeil a) und Auseinanderbewegung (Pfeil b) der beiden Hände für den Antrieb nutzbar zu machen (s. Pfeil a′, b′).

Durch die Kupplung 7.2a sind drei verschiedene Bewegungsabläufe des Hand- und Fußantriebs möglich: bei einer Bewegung des rechten Pedals nach vorne, ist die rechte Handbewegung in der ersten Stellung von der Fußbewegung unabhängig, in der zweiten Stellung ist die Bewegung von der rechten Hand nach hinten, d. h. entgegengesetzt gerichtet und in der dritten Stellung ist die Handbewegung gleichsinnig.

In Fig. 2 ist eine andere Möglichkeit für den Fußantrieb dargestellt. Statt der Bewegung um die Achse 1.3 in Fig. 1 auf einem (wenn auch annähernd linearen) Teilkreis können sich die Füße bei dieser in Fig. 2 dargestellten Möglichkeit auf einer völlig linearen Bahn bewegen.

Im Ausführungsbeispiel sind die Pedale 1.1a und 1.1b jeweils gelenkig mit einem an einer Kette oder Seil 1.4a angebrachten Mitnehmer 1.2a und 1.2b verbunden. Die Mitnehmer 1.2a und 1.2b bewegen sich entlang geradliniger Bahnen 1.8 und 1.9. Die Kette 1.4a umschlingt einerseits ein auf der Welle 7 drehbar gelagertes Rad 1.6 und andererseits ein auf der Achse 1.3 gelagertes Rad 1.7. Die Achse 1.3 ist am Rahmen gelagert und besitzt ein zweites Rad 1.7b. Dieses steht mit einem auf der Welle 7 drehbar gelagerten Rad 1.5, welches, über eine Kupplung 1.5a mit dieser verbindbar ist, über eine Kette 1.4b in Wirkverbindung. Auch bei dieser Ausführung können die Pedale über die Kupplung 1.5a starr mit dem Rahmen verbunden werden, so daß sie nur als Fußstützen dienen.

Es ist auch eine gleichsinnige Fußbewegung möglich. Hierzu muß einer der Mitnehmer, z. B. 1.2a, von der Kette 1.4a entkoppelt und mit dem anderen verbunden werden. Dadurch kann die rechte Fußkraft der linken überlagert werden. Abweichend von der Darstellung in Fig. 2 kann der untere Kettentrieb entfallen. In diesem Fall ist die Kupplung 1.5a lediglich mit dem Rad 1.6 zu verbinden.

Fig. 3 zeigt einen an sich bekannten Pedalantrieb. Bei diesem sind die Pedale 1.1 jeweils an einer Stange 1.2 gelagert, welche um eine rahmenfeste Achse 1.3 schwingen können. In dem den Pedalen 1.1 abgewandten Bereich ist an den Stangen 1.2 eine Kette 1.4 befestigt, die mit dem mit der Welle 7 oder dem Rahmen kuppelbaren Rad 1.5 verbunden ist. Damit auch beim Rückwärtsbewegen der Stangen 1.2 eine Antriebskraft vorhanden ist, ist an jeder Stange 1.2 ein Verbindungsglied 1.10 angelenkt. Dieses ist an einem Hebel 1.11 befestigt, der in der Mitte am Rahmen über eine Achse 1.12 gelenkig gelagert ist.

Fig. 6 zeigt das Sitzantriebssystem, in das weiterhin ein Sitzlehnen- und ein Schulterantrieb integriert ist. Der Sitzantrieb erfolgt durch die Hin- und Herbewegung des Sitzes 3.11 auf einer Bahn 3.12. Der Fahrer wird dabei durch einen Gurt 3.10 auf dem Sitz 3.11 gehalten. Diese Sitzbewegung wird durch ein am Sitzboden gelagertes Rad 3.9, welches von einem Seil oder einer Kette 3.14 umschlungen ist, über dieses Seil 3.14 auf eine zentrale Welle 5.1 des Freilaufsystems 5 übertragen, sofern dabei keine Bewegung der Lehne (Rahmenteil 3.1) relativ zum Sitz erfolgt.

Das Rad 3.9 ist drehfest mit einer Welle 3.7 verbunden, die in Lagern 3.8b drehbar am Sitzboden gelagert ist. Am anderen Ende der Welle 3.7 ist ein Zahnrad 3.5 vorgesehen, welches mit einem weiteren Zahnradsegment 3.4 kämmt, das drehfest auf einer Welle 3.3 mit dem Lehnenrahmen verbunden ist. Die Welle 3.3 ist am Sitz 3.11 mittels Lager 3.8a drehbar gelagert. Ein Kippen der Lehne z. B. nach vorne bewirkt gemäß Fig. 6 über die Zahnräder 3.4 und 3.5 sowie die Welle 3.7 ein Verdrehen des Rades 3.9 im Uhrzeigersinn. Der Seilzug 3.14 wird dadurch relativ zum Sitz nach hinten gezogen.

Die in Fig. 6 dargestellte Welle mit dem Zahnrad 3.6 ist an sich Bestandteil der Variante nach Fig. 6′.

Fig. 6′ zeigt eine andere Bewegungskombination von Sitz- und Lehnenantrieb. Das Zahnrad 3.6 steht direkt mit dem Zahnradsegment 3.4 in Kontakt, ebenfalls mit dem Zahnrad 3.5. Wenn das Lehnenrahmenteil 3.1 nach vorne (Richtung V) kippt, wird das Zahnrad 3.6 im Uhrzeigersinn und somit das Zahnrad 3.5 und das Rad 3.9 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, dadurch wird das Seil 3.14 relativ zum Sitz nach vorne gezogen.

Wenn der Sitz 3.11 nicht auf der Bahn 3.12 durch eine Bremse 3.17 gebremst wird und die Lehne 3.1 auch relativ zum Sitz 3.11 frei beweglich ist, überlagern sich die Hin- und Herbewegung vom Sitz 3.11 mit der Kippbewegung der Lehne 3.1. Wenn der Sitz 3.11 dagegen durch ein Bremssystem 3.17 mit dem Rahmen fest verbunden ist, ist der Sitz nicht mehr beweglich. Wenn die Lehne 3.1 auch durch eine Blockierung 3.16 mit dem Sitz 3.11 fest verbunden ist, sind beide nicht mehr beweglich. In diesem Fall dient der Sitz 3.11 nur der Sitzfunktion und zum Unterstützen anderer Antriebssysteme. Außerdem ist der Sitz mit Hilfe der Blockierungssysteme 3.16 und 3.17 stufenlos verstellbar. Der verstellbare Bereich entspricht dem Antriebsbewegungsbereich.

Schulter-Antrieb 4: (Fig. 1)

Zwei Ringgriffe 4:1L und 4.1R können jeweils bei 3.1L, 3.1R an der Lehne eingehakt werden. Durch Hin- und Herbewegung der Schultern, um die Achse 3.1, die unabhängig ist von der Lehnenantriebsbewegung, werden die Seile 4.2 gezogen, wobei diese Bewegung auf das Freilaufsystem 5 übertragen wird. In dem in Fig. 1 gezeigten Fall, ist das Seil 4.2 mit dem Rad 7.13 verbunden, dessen Drehbewegung durch das Übersetzungssystem 7.15, 7.12, 7.8 und die Kupplung 7.16 auf das Rad 7.9 und durch das Seil 7.14 auf die Freiläufe 5c übertragen wird. Voraussetzung ist dabei, daß die Kupplung 3.1b von der Lehne 3.1 gelöst ist.

Die Ringgriffe 4.1L und 4.1R können auch, ohne an die Lehne gekuppelt zu sein, von anderen Körperteilen z. B. Hände oder Füße betrieben werden. Die Umlenkrollen 4.3L und 4.3R müssen dabei der jeweils günstigsten Position angepaßt werden. Dadurch können viele verschiedene Bewegungen der Arme und der Beine in verschiedenen Varianten durchgeführt werden.

Zum Lehnen- und Schulterantrieb ist eine Befestigung des Oberkörpers durch Gurte 3.2 zweckmäßig.

Freilaufsystem 5:

Wie Fig. 6 zeigt, ist das Seil 3.14 mit dem Freilauf 5e verbunden. Bei einer Bewegung des Sitzes 3.11 nach hinten wird der Freilauf 5e durch das Seil 3.14 im Uhrzeigersinn, d. h. in diesem Fall gegen die Antriebsrichtung, getrieben (Freilauf). Durch die in Fig. 12 dargestellte Ausbildung sind die beiden Freiläufe 5e und 5d stets gegensinnig wirksam, d. h. die Zentralwelle 5.1 wird stets von einem der beiden Freiläufe angetrieben.

Das in Fig. 1 gezeigte Sitzantriebssystem treibt das Seil 3.14 hin und her. Die Führung des Seils 3.14, das mit dem Freilauf 5a verbunden ist, erfolgt über die Umlenkrolle 5.3, den Freilauf 5b, über die Umlenkrollen 3.15a, 3.15b zurück zum Rad 3.9. Wenn das Rad 3.9 sich in die Richtung V dreht oder durch den Sitz 3.11 in diese Richtung bewegt wird, wird das Seil 3.14 zwischen der Umlenkrolle 3.15c und dem Freilauf 5a nach oben hinten gezogen. Der Freilauf 5a treibt die Welle 5.1 in die Antriebsrichtung. Bei einer Drehung und/oder Bewegung des Rades 3.9 in Richtung H bewirkt der Freilauf 5b den Antrieb.

Die Zentralwelle 5.1 ist durch Wellenlager am Rahmen 11 gelagert. Die Umlenkräder 5.3, 5.4 sind ebenfalls am Rahmen fest oder durch Federn elastisch befestigt. Auf der Zentralwelle 5.1 ist ein Antriebsrad 5.2 gelagert, das durch eine Kupplung 5.5 mit der Welle 5.1 drehfest kuppelbar ist. Von dem Rad 5.2 wird die Antriebskraft auf das Hinterrad 9 über eine Kette 6 übertragen. Der Antrieb kann durch die Kupplung 5.5 (z. B. beim Zurückschieben des Fahrrads) abgekuppelt werden. Es bleibt noch zu erwähnen, daß am unteren Ende der Welle 7 ein Zahnrad 7.10 fest angebracht ist, welches über eine Übersetzung 7.11 und 7.9 die Drehbewegung der Welle 7 auf die Freiläufe 5c überträgt.

Die Drehbewegung der Lagerwelle, die am Rahmen gelagert ist, wird durch ein Übertragungssystem 8a (z. B. Kegelradgetriebe 8aI, Seilzug 8aII, Kreuzgelenkwellen 8aIII, s. Fig. 11) auf eine Welle 8b über die Kupplung 8.3 (s. Fig. 1) und auf die Vorderachsengabel 8 übertragen. Mit 8.1 ist ein Fußlenkungspedal bezeichnet, (s. auch Fig. 10), mit dem auch gebremst werden kann. Das Pedal 8.1 ist auf einer Achse 8.2 der Gabel 8 drehbar gelagert. Der Pfeil a zeigt die Bremsbewegung und der Pfeil b zeigt die Lenkungsbewegung des Pedals 8.1.

Das Teil 10 ist die Vorderradachse, die sich am Ende der Gabel 8 befestigen läßt.

Fig. 7 zeigt eine andere Möglichkeit für das Handantriebssystem 2:

Die Hin- und Herdrehung von Welle 2.6 wird durch eine Seilscheibe 2.6b mit darauf gerolltem Seil 7.6 über Umlenkrollen R1 bis R4 in eine Hin- und Herbewegung umgewandelt. Wichtig dabei ist, daß die Rollen R3 und R4 gleichachsig sind mit der Achse 2.14 und der Lagerwelle 2.11. Dadurch ist die Antriebsbewegung praktisch auch unabhängig von der Lenkbewegung.

Fig. 8 zeigt außerdem eine andere Möglichkeit, die Bewegung vom Handantriebssystem über eine Umlenkrolle 7.5 und einen Seil- oder Kettenzug zu Übertragen. Auf diese Weise kann den baulichen Gegebenheiten in einfacher gewichtsparender Art Rechnung getragen werden.

Fig. 9 zeigt eine andere Möglichkeit der Übertragung des Hand- und Fußantriebs, sowie eine weitere Kombination dieser beiden Antriebe. Hier wird das Seil 1.4 nicht wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, direkt mit der Welle 7 (z. B. durch 1.5 und 1.5a) verbunden, sondern über Rollen direkt mit den Freiläufen 5c und danach mit dem Rad 7.10 (oder Rad 7.9).

Fig. 13 zeigt eine Abänderung des Handantriebs nach den Fig. 1, 4 und 5 mit der Möglichkeit, die Stangen 2.1R und 2.1L in einer zur Längsachse des Fahrrads parallelen Ebene entweder gleich- oder gegensinnig zu schwenken. Für die Lenkung sind bei dieser Variante die Pedale (z. B. Fig. 10) notwendig. In diesem Fall ist das Handantriebssystem 2 durch die Kupplung 8.3 mit dem Rahmen fest zu verbinden und die Querstange 2.13 durch die Kupplung 2.12 mit der Lagewelle 2.11 zu kuppeln. Dadurch ist die Querstange 2.13 nicht mehr gegenüber dem Rahmen beweglich. Dabei ist die Kupplung 2.6c (Fig. 5) mit dem Stangenteil 2.7 und somit auch mit dem Teil 2.8 zu verbinden (bei gegensinniger Bewegung); bei gleichsinniger Schwenkung ist dagegen die Kupplung 2.5, wie in Fig. 4 dargestellt, mit dem Stangenteil 2.7 zu verbinden.

Claims (15)

1. Antrieb für muskelkraftbetriebene Fahrzeuge oder Geräte, insbesondere Fahrräder, bei welchen ein Handantrieb durch hin- und herbewegte Stangen, ein Fußantrieb durch hin- und herbewegte Pedale erfolgt, deren Bewegung auf einen Seil- oder Kettenzug und von diesem über ein Freilaufsystem auf die Antriebsachse übertragen wird, wobei die Lenkung über die hin- und herbewegten Antriebselemente erfolgt, gekennzeichnet durch

• a) einen Sitzantrieb, der einen auf einer in Längsrichtung des Fahrrades verlaufenden Bahn (3.12) hin- und herbewegbaren Sitz (3) aufweist,
• b) einen Sitzlehnenantrieb, bei dem die Wippbewegung der Lehne (3.1) mittels eines Getriebes (3.4, 3.5, 3.6, 3.9) in eine geradlinige Hin- und Herbewegung umgeformt und der aus der Sitzbewegung resultierenden Antriebsbewegung überlagert wird,
• c) einen Schulter-Antrieb mit einer um eine in einer vertikalen Längsebene des Fahrrads gelagerten Achse (3.1) schwenkbaren Lehne (3.13), an welcher ein Seilzug (4.1L, 4.1R) angekuppelt ist,

wobei die Einzelbewegungen aller Antriebe mittels jeweils zugeordneter Übertragungsglieder auf den Seil- oder Kettenzug und das Freilaufsystem, bei welchem für jeden Antrieb ein Freilauf vorgesehen ist und welches sämtliche Einzelbewegungen summiert, auf die Antriebsachse (5 oder 9) übertragen werden und über Kupplungsglieder miteinander kombinierbar sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußantrieb aus einer um eine etwa in vertikaler Richtung verlaufende Achse (1.3) schwingbaren horizontalen Stange (1.2) und darauf gelenkig gelagerten Pedalen (1.1) besteht, mit in seitlichem Abstand von der Schwenkachse (1.3) an der Stange (1.2) angebrachten Zugseilen oder Ketten (1.4), die an einem Hebel (1.5) enden, der über eine Kupplung (1.5a) mit einer etwa in vertikaler Richtung verlaufenden Welle (7) verbindbar ist, die ihrerseits die Bewegung an den Seil- oder Kettenzug und den zugeordneten Freilauf weitergibt.

3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußantrieb aus zwei Pedalen (1.1a und 1.1b) besteht, die an einem endlosen Zugseil (1.4a) drehbeweglich gelagert sind, wobei das Zugseil (1.4a) zwei auf Abstand gelagerte Umlenkrollen (1.6, 1.7) umschlingt, die durch die lineare Pedalbewegung angetrieben werden und durch ein Übersetzungsgetriebe (1.7, 1.3, 1.7b, 1.4b, 1.5) über eine Kupplung (1.5a) mit einer etwa in vertikaler Richtung verlaufenden Welle (7) verbindbar sind, die ihrerseits die Bewegung an den Seil- oder Kettenzug und den zugeordneten Freilauf weitergibt.

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fußantrieb aus zwei an je einem Hebel (1.2) hin- und herschwenkbaren Pedalen (1.1) besteht, wobei an den die Pedale endseitig tragenden Hebeln (1.2) ein Seilzug (1.4) befestigt ist, der über eine Umlenkrolle (1.5) läuft, die über eine Kupplung (1.5a) mit einer etwa in vertikaler Richtung verlaufenden Welle (7) verbindbar ist, die ihrerseits die Bewegung an den Seil- oder Kettenzug und den zugeordneten Freilauf weitergibt.

5. Antrieb insbesondere nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine in der Längsebene des Fahrrads angeordnete horizontale Lagerwelle (2.11), die mit dem vorderen Ende schwenkbar am Rahmen gelagert ist und am hinteren Ende kurbelförmig abgewinkelt ist und eine Lagerung für eine etwa vertikal verlaufende Welle (2.6) aufweist, an der eine in Querrichtung weisende Stange (2.13) schwenkbar gelagert ist, die eine mit der Welle (2.6) oder mit der Lagerwelle (2.11) kuppelbare Kupplung (2.12) besitzt, mit einer auf der Lagerwelle (2.11) angeordneten Kupplung (2.9) zum Kuppeln mit einem Stangenteil (2.8), welches auf der Welle (2.6) drehbar gelagert und mit einem Stangenteil (2.7) einstellbar verbunden ist, mit einer Kupplung (2.5 oder 2.6c), die mit dem Stangenteil (2.7) kuppelbar ist, mit an den Enden der Querstange (2.13) schwenkbar (bei 2.2 bzw. 2.10) gelagerten Betätigungsstangen (2.1L, 2.1R) zur Handbetätigung, die jeweils über die Lagerstelle hinaus eine richtungsveränderbare Verlängerungsstange (2.3L, 2.3R) aufweisen, die gelenkig mit einem in Querrichtung verlaufenden Gestänge (2.4L, 2.4R) verbunden sind, dessen innere Enden jeweils mit den Stangenteilen (2.7 und 2.8) gelenkig verbunden sind, mit einem an der vertikalen Welle (2.6) angebrachten Kreuzgelenk (2.15, 7.2), das über eine Wendekupplung (7.2a, 7.1, 7.3, 7.4) die vertikale Welle (2.6) mit der darunterliegenden, vom Fußantrieb beaufschlagten vertikalen Welle (7) verbindet.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstangen (2.1R, 2.1L) in einer Halterung (2.1Rb) gehalten sind, die über Kegelräder (2K und 2.3R′) mit den Verlängerungsstangen (2.3R und 2.3L) verbunden sind.

7. Antrieb insbesondere nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem auf einer Bahn (3.12) hin- und herbewegbaren Sitz (3.11) eine horizontal ausgerichtete Welle (3.7) drehbar gelagert ist, an deren einem seitlichen Ende ein Rad (3.9) drehfest angebracht ist, welches in Eingriff mit einem über das Freilaufsystem geführten Seilzug (3.14) steht und an dem anderen seitlichen Ende der Welle (3.7) ein Zahnrad (3.5) drehfest gelagert ist, welches mit einem Zahnrad (3.4) direkt oder über ein Zwischenrad (3.6) indirekt kämmt, das mit dem Lehnenrahmen 3.1 durch eine am Sitz (3.11) (bei 3.8a) gelagerte Welle (3.3) drehfest verbunden ist, wobei - bei blockierter Lehne (z. B. durch 3.16) - die Linearbewegung des Sitzes auf den Seilzug (3.14) übertragen wird.

8. Antrieb insbesondere nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Lehnenteil (3.13) um eine in der Ebene des Lehnenrahmens (3.1) verlaufende, nach oben weisende Achse schwenkbar und über eine Kupplung (3.1b) mit dieser kuppelbar gelagert ist und seitlich an dem Lehnenteil (3.13) jeweils ein Haken (3.1L und 3.1R) oder dgl. zum Einhängen von Ringgriffen (4.1L und 4.1R) vorgesehen ist, deren hin- und herschwingende Bewegung über einen Seilzug (4.2) und Umlenkrollen (4.3L, 4.3R) und Übersetzungsmittel (z. B. 7.13, 7.15, 7.12, 7.8, 7.16, 7.9) auf das Freilaufsystem übertragen wird.

9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringgriffe (4.1L und 4.1R) von den Händen oder Füßen gezogen werden können.

10. Antrieb nach einem der Ansprüche 2-9, gekennzeichnet durch ein mit dem unteren Ende der vom Fußantrieb beaufschlagten, vertikalen Welle (7) drehfest verbundenes Zahnrad (7.10), welches über eine Übersetzung (7.11, 7.17, 7.9) mit dem zum Freilaufsystem (5) führenden Seilzug (7.14, 6) und der Antriebsachse (9) in Verbindung steht.

11. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Handantrieb über eine Scheibe (7.5), welche an einer vertikalen Welle (17) drehfest gelagert ist, über einen Seilzug (7.6) und der Fußantrieb über einen anderen Seilzug (1.4) auf das Freilaufsystem (5) übertragen wird.

12. Antrieb nach einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herdrehbewegung der den Handantrieb aufnehmenden Welle (2.6) über eine an dieser Welle vorgesehene Seilzugscheibe (2.6b) auf den zum Freilaufsystem (5) führenden Seilzug (7.6) übertragen wird.

13. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf jeweils aus zwei koaxial angeordneten Freilaufrädern (5e und 5d) besteht, von denen das eine (5e) vom Seilzug (3.14) angetrieben wird und welches den Antrieb über Zwischenräder (5z) und das zweite Freilaufrad (5d) auf die Antriebswelle (5.1) überträgt.

14. Antrieb nach einem der Ansprüche 5-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerwelle (2.11) zur Übertragung einer Drehbewegung dieser Welle mittels Übertragungsglieder (8a) und einer Kupplung (8.3) mit der Vorderradgabel (8) verbunden ist, welche seitliche Fußpedale (8.1) zur Lenkung und Bremsung aufweist.