DE102005005392A1 - Pedal power vehicle has sliding pedal block that is returned by spring or electric motor - Google Patents

Abstract

A human-powered vehicle has pedals left and right of a drive chain or belt and mounted on a block that moves back and forth and linked to a free wheel system. Following termination of the power stroke the pedal block is returned either by spring or electric motor.

Description

Stand der TechnikState of technology

Üblicherweise wird bei muskelkraftbetriebenen oder unterstützten Fahrzeugen, z.B. bei Fahrrädern, die Muskelkraft des Fahrers über eine Tretkurbel in eine Drehbewegung umgesetzt. Die Übertragung dieser Drehbewegung auf das Antriebsrad – üblicherweise das Hinterrad – übernimmt eine Kette bzw. eine Riemen oder eine Kardanwelle. Die Veränderung der Kraftübertragung zur Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung erfolgt durch eine stufige Änderung des Übersetzungsverhältnisses, indem beim Kettenantrieb jeweils geeignete Ritzel zur Kraftübertragung genutzt werden oder das Übersetzungsverhältnis innerhalb der Radnabe durch eine Getriebeanordnung verändert wird. Angewendet werden auch Kombinationen von Nabenschaltung am Hinterrad und Kettenblattwechselvorrichtungen an der Tretkurbel oder Tretkurbelgetriebe. Soll eine zusätzliche Antriebsenergie, z.B. aus einem Elektromotor die Fahrleistung erhöhen, so wirkt diese Energie normalerweise über eine separate Kraftkette auf das Antriebsrad oder ein nicht per Muskelkraft angetriebenes weiteres Rad.Usually is used in muscle-powered or assisted vehicles, e.g. at bicycles, the muscle power of the driver over a pedal turned into a rotary motion. The transfer this rotational movement on the drive wheel - usually the rear wheel - takes over a chain or a belt or a cardan shaft. The change the power transmission to adapt the driving speed and power is done by a stage change the translation ratio, by the chain drive each suitable pinion for power transmission be used or the gear ratio within the wheel hub is changed by a gear arrangement. Be applied also combinations of hub gear on the rear wheel and sprocket changing devices the pedal or crank gear. Should an additional Drive energy, e.g. from an electric motor increase driving performance, so This energy usually works through a separate power chain on the drive wheel or a not powered by muscle power another bike.

Bekannt sind ferner Pendelantriebe mit Hebelarmen, die zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses mit verstellbaren Hebelpunkten arbeiten sowie Querwippen und Kurbeltriebe mit Pedalgestängen. Ebenfalls bekannt sind geführte Pedalanordnungen, die mit Zahnstangen starr verbunden sind und die Kraft über Zahnräder auf das Antriebsrad übertragen. Alle diese Konstruktionen wandeln die translatorische Bewegung über Freiläufe, die als Drehrichtungsgleichrichter fungieren, in eine rotatorische Bewegung um.Known are also pendulum drives with lever arms that change the translation ratio work with adjustable levers as well as transverse rockers and crank mechanisms with pedal linkages. Also known are guided Pedal assemblies that are rigidly connected to racks and the Force over gears transferred to the drive wheel. All these constructions convert the translational movement over freewheels, the acting as a direction of rotation rectifier, in a rotary motion around.

Kritik am Stand der TechnikCriticism of State of the art

Die übliche Art des muskelkraftbetriebenen Antriebes mit Tretkurbel und Änderung der Übersetzung über Ketten- oder Nabenschaltung hat sich bei Fahrrädern mit normalen Rahmengeometrien (z.B. beim klassischen Diamant-Rahmen) trotz der nicht optimalen Kraftentfaltung und des ergonomisch verbesserungswürdigen Bewegungsablaufes etabliert. Bei Sonderkonstruktionen, etwa bei Liegerädern oder Solarfahrzeugen mit Muskelkraftunterstützung, gerät die Kette allerdings sehr lang und stellt damit ein schwierig zu handhabendes und schwergewichtiges Element dar.The usual way of the muscle-powered drive with pedal and change the translation via chain or hub gear has been found on bicycles with normal frame geometries (for example, the classic diamond frame) despite the not optimal power development and the ergonomic improvement of movement established. For special constructions, such as recumbents or Solar powered vehicles with muscle strength support, the chain gets a lot long, making it a difficult to handle and heavyweight Element.

Pendelanriebe ermöglichen eine einfache Kraftübertragung, benötigen jedoch einen relativ langen Pendelarm, dessen Drehpunkt in einem etwa rechten Winkel zur Tretrichtung gelegen ist und so zu ungünstigen Fahrzeug geometrien führt. Querwippen, letztlich aus der Fahrtrichtung gedrehte Pendelarme, haben den Nachteil, dass sich der Abstand der Füße während der Tretbewegung verändert. Die bekannten Verschiebekonstruktionen des Kraftausleitungspunktes bei Pendelantrieben, die durch Veränderung des Hebelverhältnisses das Übersetzungsverhältnis ändern, sind umständlich zu realisieren und haben zudem den Nachteil des sich über den Bewegungszyklus verändernden Kraftverlaufs. Diese Veränderung hat ihren Ursprung in einer Winkeländerung zwischen Einwirkpunkt und Ausleitungspunkt der Antriebskraft über den Bewegungsablauf. Dieser Winkel variiert zusätzlich über den Verstellbereich und führt zu einem in der Praxis untauglichen Verhalten derartiger Antriebe.Pendelanriebe enable a simple power transmission, need However, a relatively long pendulum, the fulcrum in one located approximately right angle to the direction of travel and so too unfavorable Vehicle geometries leads. Querwippen, ultimately turned from the direction of travel pendulum arms, have the disadvantage that changes the distance between the feet during pedaling. The known sliding structures of Kraftausleitungspunktes at Pendulum drives, by changing the lever ratio change the gear ratio are laborious to realize and also have the disadvantage of being on the Moving cycle changing Force curve. This change has its origin in an angle change between point of action and exit point of the driving force over the course of movement. This Angle additionally varies over the Adjustment range and leads to a practice unfit behavior of such drives.

Soll zusätzlich ein Elektroantrieb in ein mit derartigen bekannten Pedalantrieben ausgerüstetes Fahrzeug integriert werden, so wird eine separate Kraftkette nötigt, um eine Anpassung an die Betriebsdaten eines Elektromotors zu ermöglichen, da dieser normalerweise eine zu hohe Drehzahl bei zu niedrigem Drehmoment liefert.Should additionally an electric drive in a with such known pedal drives equipped vehicle be integrated, so a separate power chain is required to to allow adaptation to the operating data of an electric motor, as this is usually too high a speed at too low a torque supplies.

Die Erfindung löst die übliche rotatorische Bewegung von Kurbelantrieben in translatorische Bewegungen auf. Diese Oszillation in den mindestens zwei Bewegungspfaden, die maximal zwischen den durch die Konstruktion begrenzten Endpunkten erfolgen kann, ermöglicht eine geeignete Führung eines Pedalschlittens entlang einer geraden oder leicht geschwungenen Bahn. Die auf das mit dem Pedalschlitten verbundene Pedal geleitete Muskelkraft wirkt in einer Richtung – im Folgenden als Tretrichtung bezeichnet – als Zugkraft über ein geeignetes flexibles Zugmedium (vorzugsweise in flacher oder gezahnter Ausführung, jedoch auch in Seilform).The Invention solves the usual Rotational movement of crank drives in translatory movements on. This oscillation in the at least two movement paths, the maximum between the endpoints limited by the construction can, allows a suitable leadership a pedal slide along a straight or slightly curved Train. Which led to the pedal connected to the pedal Muscle force acts in one direction - in the following as a direction of movement designated - as Traction over a suitable flexible traction medium (preferably in flat or serrated Execution, but also in rope form).

Eine derartige Anordnung bietet gerade bei Liegerädern oder Solarfahrzeugen erhebliche Vorteile, ist jedoch nicht auf einen bestimmten Typ muskelkraftbetriebener oder unterstützter Fahrzeuge beschränkt.A Such arrangement offers especially for recumbents or solar vehicles considerable Benefits, however, is not on a particular type of muscle-powered or supported Limited vehicles.

Die folgenden Darstellungen unterstellen wegen der besonderen Eignung der Erfindung für Liegeräder eine Liegeradgeometrie.The following representations because of their particular suitability the invention for recumbent one Liegeradgeometrie.

Die in Tretrichtung über das Pedal 1 eingeleitete Muskelkraft wirkt über ein am Pedalschlitten 2 angebrachtes Zugmedium 3 auf den Freilauf 4 (bzw. über eine Rolle, die auf einem Freilauf bzw. an einem Freilaufkörper montiert ist) und wird so in eine Drehung umgesetzt, die wieder um direkt oder indirekt das Antriebsrad 5 oder die Antriebsräder antreibt (1). Bei der Rückstellung des Pedals im entlasteten Zustand wird der Kraftschluss zur Abtriebswelle durch den Freilauf aufgehoben und die Konstruktion kehrt mittels einer Rückzugskraft, die im Beispiel aus der Feder 6 stammt, in eine Ausgangsposition zurück.The in the direction of the pedal 1 initiated muscle power acts on a pedal slide 2 attached pulling medium 3 on the freewheel 4 (or via a roller which is mounted on a freewheel or on a freewheel body) and is thus converted into a rotation, which in turn to directly or indirectly the drive wheel 5 or drives the drive wheels ( 1 ). When resetting the pedal in the unloaded state, the frictional connection to the output shaft lifted by the freewheel and the construction returns by means of a retraction force, which in the example of the spring 6 comes back to a starting position.

Das Zugmedium muss nicht in einer geschlossenen Anordnung laufen, sondern kann verkürzt werden. Die Rückstellkraft wirkt nun in Richtung der Zugkraft gesehen direkt hinter dem Freilauf auf das Zugmedium 3 (2).The pulling medium does not have to run in a closed arrangement, but can be shortened. The restoring force now acts in the direction of the traction directly behind the freewheel on the tension medium 3 ( 2 ).

Der nächste Schritt besteht darin, das Zugmedium direkt auf eine Rolle aufzuwickeln, die auf dem Freilauf 4 montiert ist (3). Die dem Pedalweg (Pedalhub) entsprechende Länge des Zugmediums wird in Tretrichtung abgespult und beim Pedalrücklauf wieder aufgespult. Die zum Aufwickeln auf diese, im Folgenden als Aufwickelvorrichtung bezeichnete Anordnung, nötige Energie kann aus einer Feder 7 stammen, vorzugsweise aus aufgewickeltem flachem Federstahl oder über einen Elektromotor geliefert werden. Wird ein Elektromotor 8, an der Aufwickelvorrichtung montiert (4) oder greift dieser über eine zusätzliche Rolle in das Zugmedium ein, ist eine Servounterstützung des Pedalantriebs möglich, indem seine Kraft das nach vorne getretene Pedal unterstützt. Die Steuerung des Motors, also seiner Drehrichtung und Leistung, kann über eine elektronische Steuerung erfolgen, die als Eingangsgrößen die Bewegungsrichtung und die auf das Pedal wirkende Kraft erhält bzw. die auf rechnerischem Weg und/oder sensorisch ermittelte Kraft des Fahrers mit einbezieht. Die gewünschte Unterstützungskraft kann der Steuerung durch eine Stellgröße, z.B. über ein Potentiometer oder programmgesteuert mitgeteilt werden. Auf diese Weise entsteht eine dosierbare Servounterstützung, die den Fahrer entlastet.The next step is to wind the traction medium directly onto a reel that is on the freewheel 4 is mounted ( 3 ). The length of the traction medium corresponding to the pedal travel (pedal stroke) is unwound in the direction of the train and rewound again when the pedal returns. The energy required for winding on this, hereinafter referred to as take-up device, energy can from a spring 7 come, preferably supplied from wound flat spring steel or an electric motor. Will be an electric motor 8th , mounted on the rewinder ( 4 ) or engages an additional role in the traction medium, a power assistance of the pedal drive is possible by its force supports the pedaled forward. The control of the motor, so its direction of rotation and power, can be done via an electronic control, which receives as input variables, the direction of movement and the force acting on the pedal or includes the computational way and / or sensory determined force of the driver. The desired support force can be communicated to the controller by a manipulated variable, eg via a potentiometer or program-controlled. In this way creates a metered power assistance, which relieves the driver.

Gegenüber bekannten Anordnungen mit Hebelarmen verändert sich bei der beschriebenen Konstruktion das Verhältnis zwischen der auf das Pedal wirkenden Muskelkraft und dem resultierenden Drehmoment nicht mit der Pedalposition. Gleichzeitig ergibt sich gegenüber einer starren Verbindung eine größere konstruktive Freiheit und eine günstige Möglichkeit, Elektromotore zur Servounterstützung auch an weiteren Punkten in die Kraftkette zu integrieren. Kennzeichnend für die Erfindung ist auch, das jede Krafteinleitung in Tretrichtung, egal in welcher Pedalposition, in eine Drehung umgewandelt wird. Durch diese Eigenschaft passt sich dieser Antrieb stets an die Trittposition des Fahrers an. Ebenso ist es möglich, mit kurzen oder langen Hüben zu treten.Opposite known Arrangements with lever arms changed in the described construction, the relationship between the on the Pedal-acting muscle power and the resulting torque is not with the pedal position. At the same time arises opposite to one rigid connection a larger constructive Freedom and a cheap Possibility, Electric motors for power assistance also to integrate at other points in the power chain. characteristic for the Invention is also that any force in the direction of travel, no matter in which pedal position, is converted into a rotation. Through this Property, this drive always adapts to the pedaling position of the driver. It is also possible with short or long strokes to step.

Die in 1–4 skizzierten Anordnungen sind mindestens zweifach vorhanden. Es steht somit für die linke und rechte Seite des Fahrers, vorzugsweise für den linken und rechten Fuß, ein unabhängiger Bewegungspfad zur Verfügung.In the 1 - 4 outlined arrangements are present at least twice. It is thus for the left and right side of the driver, preferably for the left and right foot, an independent movement path available.

Zur Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung kann die Muskelkraft bei dem hier beschriebenen Antrieb auf verschiedene Weise feinstufig oder stufenlos umgesetzt werden. Die im Folgenden beschriebenen Methoden zur Anpassung können in sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden.to Adaptation of driving speed and power can increase muscle strength in the drive described here in several ways fine-scale or be implemented continuously. The ones described below Methods of adaptation can be combined in a meaningful way.

Zur Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung wird die Muskelkraft, bzw. eine zusätzlich aus einer Servounterstützung stammende Kraft, über eine Veränderung des Durchmessers der Aufwickelvorrichtung variabel übersetzt. Dies geschieht bei dem hier beschriebenen Antrieb dadurch, dass eine der gewünschten Durchmesseränderung entsprechend Länge des Zugmediums auf die Aufwickelvorrichtung zusätzlich auf- oder abgespult wird. Eine mögliche Anordnung für diese Durchmesseränderung durch Auf- oder Abspulen des Zugmediums basiert auf einer zur Aufwickelvorrichtung hinzugefügten Vorratsvorrichtung 9, die jeweils die entsprechende Länge des Zugmediums freigibt oder zurücknimmt, ggf. ergänzt durch einen Stoppmechanismus, der das Zugmedium in Relation zur Pedalschlitten fixiert (5). Diese Vorratsvorrichtung ist auf dem Pedalschlitten untergebracht, kann jedoch auch am Fahrzeugrahmen montiert werden. Eine Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung wird somit durch die Freigabe oder Zurücknahme einer entsprechenden Länge des Zugmediums erreicht. Die weiter oben beschriebene Vorrichtung, die das Zugmedium unter Spannung hält, ist bei Verwendung der beschriebenen Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung so dimensioniert, das zusätzlich das von der Vorratsvorrichtung stammende Zugmedium vollständig aufgewickelt werden kann. Der Wickelvorgang zur Durchmesseränderung selbst kann an sich jederzeit erfolgen, wird jedoch sinnvollerweise während der Rückstellphase durchgeführt, also im entlasteten Zustand des Zugmediums, da dann geringere Kräfte wirken. Sofern kein zusätzlicher Stoppmechanismus eingesetzt werden soll, kann die Vorratsvorrichtung z.B. über ein Schneckengetriebe mit Selbsthemmung verstellt werden.To adjust the driving speed and power, the muscle power, or additionally from a power assisting force, is variably translated via a change in the diameter of the take-up device. In the case of the drive described here, this is done by additionally winding or unwinding one of the desired changes in diameter corresponding to the length of the pulling medium on the winding device. One possible arrangement for this change in diameter by winding or unwinding of the drawing medium is based on a supply device added to the take-up device 9 , which respectively releases or retracts the corresponding length of the traction medium, possibly supplemented by a stop mechanism which fixes the traction medium in relation to the pedal carriage ( 5 ). This storage device is housed on the pedal carriage, but can also be mounted on the vehicle frame. An adaptation of the driving speed and power is thus achieved by the release or withdrawal of a corresponding length of the traction medium. The device described above, which keeps the tension medium under tension, is dimensioned using the described adjustment of the driving speed and power so that in addition the originating from the storage device pulling medium can be completely wound up. The winding process for changing the diameter itself can be done at any time, but is usefully carried out during the reset phase, ie in the unloaded state of the traction medium, since then act less forces. If no additional stop mechanism is to be used, the supply device can be adjusted, for example via a worm gear with self-locking.

Zur Vergrößerung des Arbeitsbereichs der beschriebenen Anpassung der Fahrgeschwindig keit- und Leistung kann die Durchmesseränderung der Aufwickelvorrichtung durch eine Durchmesseränderung der Vorratsvorrichtung ergänzt werden. Die Vorratsvorrichtung wird dazu vom Pedalschlitten getrennt und in Relation zu ihm fixiert (z.B. am Fahrzeugrahmen) montiert. Ein Aufspulen auf die Abtriebsseite, also auf die Aufwickelvorrichtung, bewirkt somit gleichzeitig ein Abspulen von der Vorratsseite und dadurch eine Durchmesservergrößerung auf der einen und eine Durchmesserverkleinerung auf der anderen Seite und umgekehrt und somit eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses. Um dieses Umspulen zu erreichen, wird die Vorratsvorrichtung 10 mit der ursprünglichen Anordnung gem. 1 kombiniert, die am Pedalschlitten um eine Verstellung 11 der geschlossenen Anordnung 12 ergänzt wird (6). Die Verstellung 11 gibt über einen Antrieb die benötigte Länge des Zugmediums frei oder nimmt sie zurück, indem eine Drehung der Vorratsvorrichtung in die eine oder andere Richtung über die geschlossene Anordnung 12 erwirkt wird. Eine weitere Möglichkeit, die Durchmesseränderung zu bewirken, besteht im Einfügen eines Freilaufs 13 zwischen Vorratsvorrichtung und Rolle 14 (7). Wird bei dieser Anordnung die Vorratsvorrichtung für eine bestimmte Dauer während der Rückstellphase über eine, z.B. elektromagnetisch betriebene Bremse 15 blockiert, so wirkt die folgende Kraft in Tretrichtung auf einen größeren Durchmesser – das Übersetzungsverhältnis hat sich vergrößert. Zum Verkleinern des Übersetzungsverhältnisses kann statt der Verstellung auf dem Pedalschlitten auch die kraftschlüssige Verbindung zwischen Rolle 14 und Vorratsvorrichtung 10 kurzzeitig durch eine Kupplung 16 unterbrochen werden. Für ein definiertes Abspulen sorgt dann eine kontrollierte Bremsung der Vorratsvorrichtung über die Bremse 15 oder alternativ über einen Elektromotor, der in diesem Betriebsfall auch rekupierend arbeiten kann. Die Anordnung nach 7 erfordert nicht mehr die geschlossene Anordnung, wie sie aus der ursprünglichen Anordnung gem. 1 übernommen wurde, sondern kann ebenso mit der nicht geschlossenen Anordnung gem. 2–4 verbunden werden.To increase the working range of the described adaptation of the speed and speed Fahrgeschwindig the diameter change of the winder can be supplemented by a change in diameter of the storage device. For this purpose, the storage device is separated from the pedal carriage and fixed in relation to it (eg mounted on the vehicle frame). Winding on the output side, ie on the take-up device, thus causes simultaneously unwinding from the supply side and thereby an increase in diameter on the one hand and a reduction in diameter on the other hand and vice versa and thus a change in the transmission ratio. To achieve this rewinding, the stocking device 10 with the original arrangement acc. 1 combined, the pedal carriage to an adjustment 11 the closed arrangement 12 is supplemented ( 6 ). The adjustment 11 Releases via a drive the required length of the traction medium or takes it back by a rotation of the storage device in one or the other direction over the closed arrangement 12 is obtained. Another way to effect the change in diameter is to insert a freewheel 13 between storage device and roller 14 ( 7 ). In this arrangement, the storage device for a certain duration during the reset phase via a, eg electromagnetically operated brake 15 blocked, the following force acts in the direction of travel on a larger diameter - the gear ratio has increased. To reduce the transmission ratio, instead of the adjustment on the pedal carriage and the non-positive connection between role 14 and storage device 10 briefly by a clutch 16 to be interrupted. For a defined unwinding then ensures a controlled braking of the storage device on the brake 15 or alternatively via an electric motor, which can also work in this case rekupierend. The arrangement after 7 no longer requires the closed arrangement, as according to the original arrangement. 1 was accepted, but can also with the non-closed arrangement acc. 2 - 4 get connected.

Aus den Beschreibungen der Abbildungen 6 und 7 folgert, dass die gegenläufige Durchmesseränderung von Aufwickel- und Vorratsvorrichtung durch eine entsprechende Verdrehung zwischen Rolle 14 und Vorratsvorrichtung erfolgt. Eine weitere Möglichkeit, diese Verdrehung zu realisieren, besteht im Einfügen einer Getriebeanordnung in 7 an Stelle der Kupplung 16 zwischen Rolle 14 und Vorratsvorrichtung. Diese Getriebeanordnung kann ein Planetengetriebe sein. Das Sonnenrad ist mit der Rolle 14 und das Hohlrad mit der Vorratsvorrichtung zu verbinden. Die Planetenräder sind mit einer Bremseinrichtung auszustatten, die die Planetenräder blockieren, sofern die Verstellung ruht. Zur Verstellung werden die Planetenräder freigegeben und können so über eine Links- oder Rechtsdrehung die Übersetzung vergrößern oder verkleinern. Der Freilauf 13 wird bei Verwendung einer derartigen Getriebelösung überflüssig.From the descriptions of the pictures 6 and 7 concludes that the opposite diameter change of winding and storage device by a corresponding rotation between the roll 14 and storage device takes place. Another way to realize this twist is to insert a gear arrangement in 7 in place of the coupling 16 between role 14 and storage device. This gear arrangement may be a planetary gear. The sun wheel is with the roller 14 and connect the ring gear to the stocker. The planetary gears are to be equipped with a braking device that blocks the planetary gears, if the adjustment rests. To adjust the planetary gears are released and can thus increase or decrease the translation over a left or right rotation. The freewheel 13 becomes unnecessary when using such a gear solution.

Eine weitere Möglichkeit zur Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung, besteht darin, das Zugmedium nicht einfach fest fixiert (bzw. über die Vorrichtung 4, also fest, sofern die Verstellung nicht gerade arbeitet) mit der Pedalplatte zu verbinden, sondern die Vorratsvorrichtung an der Pedalplatte mit der Pedalbewegung veränderbar zu drehen. Um diese in Relation zum Pedalweg veränderbare Drehung zu bewirken, kann z.B. eine Anordnung verwendet werden, die aus einer feststehenden zusätzlichen Vorratsvorrichtung 16 und einer auf dem Pedalschlitten montierten zusätzlichen Aufwickelvorrichtung 17 besteht, die mit der Vorratsvorrichtung 18 über eine Welle verbunden ist (8). Zur Durchmesseränderung wird hierbei über die zusätzliche Vorratsvorrichtung jeweils eine entsprechende Länge des Zugmediumsfreigegeben oder zurückgenommen, ggf. ergänzt durch einen Stoppmechanismus, der das zusätzliche Zugmedium 19 in Relation zur zusätzlichen Vorratsvorrichtung 16 fixiert.Another way to adjust the driving speed and performance, is not simply fixed the tension medium (or on the device 4 , So firmly, if the adjustment is not working) with the pedal plate to connect, but the storage device on the pedal plate with the pedal movement to be changed variable. In order to effect this variable in relation to the pedal travel rotation, for example, an arrangement may be used which consists of a fixed additional storage device 16 and an additional take-up device mounted on the pedal carriage 17 that exists with the stocking device 18 connected via a wave ( 8th ). In order to change the diameter, in each case a corresponding length of the traction medium is released or withdrawn via the additional supply device, if necessary supplemented by a stop mechanism which holds the additional traction medium 19 in relation to the additional storage device 16 fixed.

Die Verstellvorrichtung bzw. eine Kombination der beschriebenen Verstellvorrichtungen sollte für beide Seiten synchronisiert erfolgen. Am einfachsten ist dies dadurch zu erreichen, dass zur Verstellung kleine Elektromotoren (z.B. Schrittmotore) oder elektromechanische Bremselemente verwendet werden, die über eine elektronische Steuerung die gewünschte Synchronität herstellen. Die elektronische Steuerung muss dazu die jeweilige Position der Zugmedien bzw. der momentanen Durchmesser mindestens von Aufwickel- oder Vorratsvorrichtung kennen. Diese Information erhält die Steuerung z.B. über eine Abtastung der Zugträgerlänge oder eine Erfassung der Durchmesser z. B. über Abstandssensoren, ggf. ergänzt um Endschalter oder andere Sensoren, die zuverlässig die einzuhaltenden Endpunkte detektieren. Die Steuerung erhält als weitere Eingangsgröße das gewünschte Übersetzungsverhältnis, das entweder direkt vom Fahrer z.B. über einen Drehschalter eingegeben werden oder auch von einem Programm geliefert werden kann. Aufgabe der Steuerung ist es, aus diesen Eingangsgrößen die nötige Verstellar beit abzuleiten und die Verstellelemente entsprechend kontrolliert zu steuern. Durch eine geeignete Verknüpfung der Eingangsgrößen über Algorithmen oder tabellarische Zuordnungen kann die Verstellcharakteristik optimiert werden, etwa um gleichmäßig über den Verstellbereich verteilte kleine Stufen zu erhalten. Erhält die Steuerung weitere Eingangsgrößen, mindestens die Fahrgeschwindigkeit oder die auf das Pedal wirkende Kraft bzw. die auf rechnerischem Weg und/oder sensorisch ermittelte Kraft des Fahrers, ist ein programmgesteuerter flexibler Automatikbetrieb der Verstellung realisierbar.The Adjustment device or a combination of adjusting devices described should be for both Pages are synchronized. The easiest way is this to achieve that for adjustment small electric motors (e.g., stepper motors) or electromechanical brake elements are used, which have a electronic control the desired synchronicity produce. The electronic control must be the respective Position of the traction media or the current diameter at least of winding or storage device know. This information receives the controller e.g. above a scan of the Zugträgerlänge or a detection of the diameter z. B. via distance sensors, if necessary added around limit switches or other sensors that reliably determine the endpoints to be met detect. The controller receives as a further input the desired transmission ratio, the either directly from the driver e.g. above be entered a rotary switch or by a program can be delivered. The task of the controller is to get out of these Input variables the necessary Derive adjustment and control the adjusting elements accordingly to control. Through a suitable combination of the input variables via algorithms or tabular assignments can be used to optimize the adjustment characteristics be about even over the Adjustment range to receive distributed small steps. Receives the control further input variables, at least the driving speed or the force acting on the pedal or the mathematical and / or sensory determined force of the Driver's, is a programmatic flexible automatic mode the adjustment feasible.

Um die Pedalbewegung auf Wunsch, wie vom normalen Kurbelantrieb gewohnt, auch starr gegenläufig gestalten zu können, kann eine Verbindung über eine zusätzlich an beiden Pedalschlitten angebrachte Kette, ein Seil oder einen Riemen 20 eingefügt werden (9). Über eine lösbare Kupplung zu mindestens einem Pedalschlitten kann die Verbindung während des Fahrbetriebes oder im Stand zu- oder abgeschaltet werden. Sofern eine der benötigten Umlenkrollen beweglich gespannt gelagert wird, kann hier eine Bremse, etwa über einen Bowdenzug 21 angeschlossen werden, die dadurch betätigt wird, dass mit beiden Füßen Druck auf die Pedale ausgeübt wird (10).In order to make the pedal movement on request, as usual from the normal crank drive, rigidly counter-rotating, can connect via an additionally attached to both pedal carriage chain, a rope or a belt 20 be inserted ( 9 ). About a releasable coupling to at least one pedal carriage connection can be switched on or off while driving or standing. If one of the required pulleys is mounted movably stretched, here can be a brake, such as a Bowden cable 21 be connected, which is actuated by that pressure is applied to the pedals with both feet ( 10 ).

Die beschriebene Verbindung der beiden Pedale über eine Anordnung gemäß 9 ermöglicht auch eine einfache und fein dosierte Unterstützung des Antriebs mittels eines Motors. Dazu wird mindestens eine Umlenkrolle durch einen Elektromotor 22 ergänzt, der seine Drehrichtung jeweils so ändert, dass seine Kraft das nach vorne getretene Pedal unterstützt (11). Die Steuerung des Motors erfolgt wie bereits weiter oben beschrieben.The described connection of the two pedals via an arrangement according to 9 also allows a simple and finely metered support of the drive by means of a motor. For this purpose, at least one deflection roller by an electric motor 22 which changes its direction of rotation so that its force supports the forward pedal ( 11 ). The control of the engine is carried out as already described above.

Sinnvollerweise erfolgt die Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung durch elektromechanische, elektromagnetische bzw. elektromotorische Verstellung der beschriebenen Mechaniken in Verbindung mit einer elektronischen Steuerung. Dazu ist es erforderlich, eine entsprechende elektrische Energie zu Versorgung mitzuführen. Diese Energie kann aus einer Batterie stammen. Ebenso kann der Elektromotor zur Servounterstützung gem. 10 bei geeigneter Auslegung auch (zeitweise) als Generator fungieren um diese Energie bereitzustellen.It makes sense to adjust the driving speed and power by electromechanical, electromagnetic or electromotive adjustment of the described mechanisms in conjunction with an electronic control. For this it is necessary to carry a corresponding electrical energy supply. This energy can come from a battery. Likewise, the electric motor for power assistance gem. 10 with a suitable design also (temporarily) act as a generator to provide this energy.

Claims (11)

Antrieb für muskelkraftbetriebene oder muskelkraftunterstützte Fahrzeuge mit mindestens einem Antriebsrad mit prinzipiell unabhängigen Bewegungspfaden für die linke und rechte Seite des Fahrers, vorzugsweise für den linken und rechten Fuß, der über Pedale, die an einem Pedalschlitten montierten sind, der sich mittels einer geeigneten Führung entlang einer geraden oder leicht geschwungenen Bahn bewegen lässt, die Muskelkraft zum Vortrieb nutzt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der folgenden Eigenschaften vorliegt:Drive for muscle-powered or muscle-powered vehicles with at least a drive wheel with principally independent movement paths for the left and right side of the driver, preferably for the left and right foot, via pedals, which are mounted on a pedal carriage, which by means of a suitable leadership move along a straight or slightly curved path, the Muscle force for propulsion uses, characterized in that at least one of the following properties is present: Die auf die Pedale wirkende Kraft wird durch geeignete Zugmedien übertragen und die Pedale werden durch eine Vorspannung des Zugmediums oder eine sonstige direkt oder indirekt wirkende Vorspannung zurückbewegt, die aus einer Feder oder einem Elektromotor stammen kann.The force acting on the pedals is determined by appropriate Transfer train media and the pedals are powered by a tension of the pulling medium or moves back any other direct or indirect bias, which can come from a spring or an electric motor. Die in Tretrichtung wirkende Zugkraft, egal in welcher Pedalposition, wird über einen Freilauf in eine Drehung umwandelt, die wiederum direkt oder indirekt das Antriebsrad oder die Antriebsräder antreibt.The pulling force acting in the direction of travel, no matter in what Pedal position, is over turns a freewheel into a turn, in turn, directly or indirectly drives the drive wheel or drive wheels. Das Zugmedium kann in einer nicht geschlossenen Anordnung laufen.The tension medium can be in a non-closed arrangement to run. Das Zugmedium kann direkt auf einer auf dem Freilauf montierten Rolle aufgewickelt werden.The pulling medium can directly on one on the freewheel mounted roll to be wound up. Zur Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung kann über eine Veränderung des Durchmessers der Aufwickelvorrichtungen die Übersetzung geändert werden.To adjust the driving speed and power can be over a change the diameter of the winders the translation to be changed. Zur Vergrößerung des Arbeitsbereichs dieser Durchmesseränderung zur Anpassung der Fahrgeschwindigkeit- und Leistung kann auch der Durchmesser der Vorratsvorrichtung verändert werden.To enlarge the Working range of this diameter change to adjust the driving speed and power and the diameter of the storage device can be changed. Zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches können weitere Auf- und Abwickelvorrichtungen in die Kraftkette eingeführt werden.To enlarge the Workspace can further winding and unwinding be introduced into the power chain. Synchronisation der beschriebenen Verstellvorrichtungen durch mechanische Elemente oder durch Aktuatoren (Elektromotore, elektromechanische Schalt- und Bremselemente) in Kombination mit einer elektronischen Steuerung, die wahlweise auch für Automatikbetrieb ausgelegt werden kann.Synchronization of the adjusting devices described by mechanical elements or by actuators (electric motors, electromechanical switching and braking elements) in combination with a electronic control, which optionally also designed for automatic operation can be. Verbindungselemente können vorgesehen werden, die die prinzipiell unabhängigen Antriebsstränge gegenläufig, wie beim Tretkurbelantrieb gewohnt, fest verbinden oder auch während des Fahrbetriebes und/oder im Stand zugeschaltet und wieder abgeschaltet werden können. Ableitung einer Bremskraft über eine beweglich gelagerte und entsprechend gespannte Umlenkrolle im Bereich der Verbindungselemente, die dadurch betätigt wird, dass gleichzeitig Druck auf beide Pedale ausgeübt wird.Connecting elements can be provided, the the principle independent powertrains in opposite directions, as usual with the pedal drive, firmly connect or even during the Fahrbetriebes and / or switched on in the state and switched off again can be. Derivation of a braking force via a movably mounted and correspondingly tensioned pulley in the area of the connecting elements which is actuated thereby that pressure is exerted on both pedals at the same time. Einleitung zusätzlicher Antriebsenergie zur Unterstützung des Antriebs durch einen Motor an mindestens einer Aufwickelvorrichtung oder über eine zusätzliche Rolle im Verlauf mindestens eines Zugmediums oder durch mindestens einen Motor im Bereich der Verbindungselemente, der seine Drehrichtung jeweils so ändert, dass seine Kraft das nach vorne getretene (oder gedrückte) Pedal unterstützt. Steuerung des Motors, also seiner Drehrichtung und der abgegebenen Leistung über eine elektronische Steuerung, die als Eingangsgrößen die Bewegungsrichtung und die auf die Pedale wirkende Kraft erhält bzw. die auf rechnerischem Weg und/oder sensorisch ermittelte Kraft des Fahrers mit einbezieht. Einstellung der gewünschten Unterstützungskraft durch eine Stellgröße, z.B. über ein Potentiometer oder programmgesteuert. Zeitweise Verwendung dieses Motors als Generator zur Energieversorgung der Elektronik.Introduction of additional Power to support the drive by a motor on at least one winding device or about one additional Roller in the course of at least one traction medium or by at least a motor in the area of the connecting elements, its direction of rotation each way so changes that his power is the forward (or depressed) pedal supported. control of the engine, so its direction of rotation and the output power over a electronic control, which as input variables the direction of movement and receives the force acting on the pedals or on the computational Includes route and / or sensor sensed force of the driver. Setting the desired assisting force by a manipulated variable, e.g. about one Potentiometer or programmatically. Temporarily using this Motors as a generator to power the electronics.