DE102016210956A1 - Pedal pedal device with freewheel device - Google Patents
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Abstract
Eine Tretpedalvorrichtung (1) zum Antreiben eines Fahrzeugs enthält mindestens eine Freilaufeinrichtung (200), über die zwei erste angetriebene Freilaufrollen (22a) und ein Rad (2) miteinander gekoppelt sind, wobei die zwei ersten Freilaufrollen (22a) antreibend und freilaufend mit einem Eingang (204) der Freilaufeinrichtung (200) gekoppelt sind, und das Rad (2) fest mit einem Abtrieb (206) der Freilaufeinrichtung (200) gekoppelt ist, wobei der Eingang (204) und der Abtrieb (206) entgegen der Mitnahmerichtung (202) zueinander freilaufend sind, und in einem Sperrmodus drehfest gekoppelt sind, und in einem Freimodus freilaufend sind. Eine Freilaufeinrichtung (200) mit einem Eingang (204), einem Klemmrollenfreilauf (210) mit Schaltelement (212), Käfig (213) und Klemmrollen (214) und einem Abtrieb (206), enthält ein Reibelement (216), ein stehendes Bezugselement (218) und eine Drehfeder (220) zwischen Schaltelement (212) und Käfig (213), wobei das Schaltelement (212) drehfest mit dem Eingang (204) verbunden ist, die Klemmrollen (214) vom Käfig (213) zwischen Schaltelement (212) und Abtrieb (206) freilaufend sind oder entkoppelt sind, wobei der Käfig (213) mit Hilfe des Reibelements (216) reibend gegen das Bezugselement (218) abgestützt ist und über die Klemmrollen (214) vom Schaltelement (212) mitnehmbar ist.A pedal pedal device (1) for driving a vehicle includes at least one freewheel device (200) via which two first driven freewheel rollers (22a) and one wheel (2) are coupled to each other, wherein the two first freewheel rollers (22a) drivingly and freewheeling with an input (204) of the freewheel device (200) are coupled, and the wheel (2) is fixedly coupled to an output (206) of the freewheel device (200), wherein the input (204) and the output (206) counter to the driving direction (202). are mutually free-running, and are rotatably coupled in a blocking mode, and are free-running in a free mode. A freewheel device (200) with an input (204), a clamping roller freewheel (210) with switching element (212), cage (213) and pinch rollers (214) and an output (206), contains a friction element (216), a stationary reference element ( 218) and a torsion spring (220) between switching element (212) and cage (213), wherein the switching element (212) rotatably connected to the input (204), the pinch rollers (214) from the cage (213) between switching element (212) and output (206) are free-running or decoupled, wherein the cage (213) by means of the friction element (216) rubbing against the reference element (218) is supported and on the clamping rollers (214) from the switching element (212) is entrained.
Description
Die Erfindung betrifft eine Tretpedalvorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeugs mit einer Pedalbaugruppe zur Erzeugung einer oszillierenden Linearbewegung und mit einer Getriebebaugruppe zur Umsetzung der oszillierenden Linearbewegung in eine Rotationsbewegung von mindestens einem Rad des Fahrzeugs. Die Getriebebaugruppe umfasst mindestens eine erste Übertragungsanordnung mit einer ersten Getriebezugmitteleinrichtung. Die Erfindung betrifft weiter ein Fahrzeug mit dieser Tretpedalvorrichtung.The invention relates to a pedal pedal device for driving a vehicle with a pedal assembly for generating an oscillating linear motion and with a gear assembly for converting the oscillating linear motion into a rotational movement of at least one wheel of the vehicle. The transmission assembly comprises at least a first transmission arrangement with a first gear train means device. The invention further relates to a vehicle with this pedal pedal device.
Muskelgetriebene oder muskelhybridgetriebene Fahrzeuge verwenden als Antriebsenergie die Muskelkraft des Menschen. Hinlänglich sind in diesem Zusammenhang Fahrräder mit Tretpedalbaugruppen bekannt, wobei die Muskelkraft über rotierbare Pedale eingeleitet wird und über eine Fahrradkette an eine Fahrradnabe zum Antrieb des Fahrrads übertragen wird. Derartige Tretpedalbaugruppen werden nicht nur bei zweirädrigen Fahrrädern, sondern auch bei dreirädrigen Fahrrädern oder mehrrädrigen Fahrzeugen, wie zum Beispiel bei Rikschas oder dergleichen eingesetzt.Muscle-driven or muscle-hybrid-powered vehicles use human muscle power as the driving force. Sufficiently in this connection bicycles with pedal pedal assemblies are known, wherein the muscle power is introduced via rotatable pedals and transmitted via a bicycle chain to a bicycle hub for driving the bicycle. Such pedal assemblies are used not only in two-wheeled bicycles, but also in three-wheeled bicycles or multi-wheeled vehicles such as rickshaws or the like.
Allerdings wurde oftmals bemerkt, dass eine rotierende Bewegung der Pedale keine optimale Schnittstelle zum Menschen ist. Letztlich sind Beine des Menschen eher für Gehbewegungen oder Hubbewegungen ausgelegt und nicht für rotierende Bewegungen. However, it has often been noticed that a rotating movement of the pedals is not an optimal interface to humans. Ultimately, human legs are designed for walking or lifting rather than rotating movements.
Vor diesem Hintergrund wurde bereits vorgeschlagen, statt rotierenden Pedalen oszillierende Pedale zu verwenden, um die Muskelkraft besser von dem Menschen auf das Fahrzeug übertragen zu können. Bei einem derartigen Konzept ergibt sich jedoch die technische Notwendigkeit, die oszillierende Bewegung in eine rotierende Bewegung umzusetzen, um das Fahrzeug anzutreiben. Against this background, it has been proposed to use instead of rotating pedals oscillating pedals in order to better transfer the muscle power of the person to the vehicle can. In such a concept, however, there is the technical need to convert the oscillating motion into a rotating motion to drive the vehicle.
Ein Beispiel für eine oszillierende Pedalbaugruppe ist die Druckschrift
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Tretpedalvorrichtung vorzuschlagen, durch die ein Fahrzeug besonders komfortabel angetrieben werden kann. It is an object of the present invention to propose an improved pedal device, by which a vehicle can be driven in a particularly comfortable manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Tretpedalvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a pedal pedal device having the features of claim 1 and by a vehicle having the features of claim 10. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Tretpedalvorrichtung, welche besonders bevorzugt zum Antrieb eines Fahrzeugs geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein ausschließlich muskelbetriebenes oder muskelhybridbetriebenes Fahrzeug handeln, also ein Fahrzeug welches zur optionalen oder dauerhaften Unterstützung des Antriebs einen Elektroantrieb aufweist. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein Fahrrad, besonders bevorzugt als ein zweirädriges Fahrrad ausgebildet, wobei die zwei Räder des Fahrrads in Flucht zueinander angeordnet sind. Das Fahrzeug kann jedoch auch als ein Dreirad, Vierrad oder Mehrrad ausgebildet sein. Es kann als ein offenes Fahrzeug oder als ein Fahrzeug mit einer Fahrerkabine oder Fahrerteilverkleidung ausgebildet sein. The invention thus relates to a pedal pedal device, which is particularly suitable for driving a vehicle and / or trained. The vehicle may be an exclusively muscle-operated or muscle-hybrid-powered vehicle, ie a vehicle which has an electric drive for the optional or permanent support of the drive. In particular, the vehicle is designed as a bicycle, particularly preferably as a two-wheeled bicycle, wherein the two wheels of the bicycle are arranged in alignment with one another. However, the vehicle may also be designed as a tricycle, four-wheel or multi-wheel. It may be configured as an open vehicle or as a vehicle with a driver's cab or driver's part trim.
Die Tretpedalvorrichtung kann insbesondere funktional betrachtet in eine Pedalbaugruppe und in eine Getriebebaugruppe unterteilt werden oder umfasst diese. Die Pedalbaugruppe bildet eine Schnittstelle zum Fahrer, sodass der Fahrer diese vorzugsweise mit den Füßen in einer Tretrichtung betätigen kann und damit die Tretpedalvorrichtung antreiben kann. Die Pedalbaugruppe ist ausgebildet, aus der Antriebsbewegung des Fahrers eine oszillierende Linearbewegung zu erzeugen. Die oszillierende Linearbewegung kann insbesondere als eine Hin- und Her-Bewegung oder als eine alternierende Bewegung ausgebildet sein. In particular, the pedal pedal device can be subdivided into a pedal assembly and into a gear assembly, or includes these. The pedal assembly forms an interface with the driver, so that the driver can preferably operate with his feet in a direction of travel and thus can drive the pedal device. The pedal assembly is configured to generate an oscillating linear motion from the driving motion of the driver. The oscillating linear movement may in particular be designed as a reciprocating movement or as an alternating movement.
Die Getriebebaugruppe ist mit der Pedalbaugruppe wirkverbunden und übernimmt die oszillierende Linearbewegung und setzt diese in eine Rotationsbewegung von mindestens einem Rad des Fahrzeugs um. Insbesondere ist es möglich, dass das Fahrzeug genau ein durch die Tretpedalvorrichtung angetriebenes Rad aufweist, es ist jedoch auch möglich, dass über die Tretpedalvorrichtung zwei oder mehr Räder einer gemeinsamen Achse angetrieben werden. The gear assembly is operatively connected to the pedal assembly and takes over the oscillating linear motion and converts it into a rotational movement of at least one wheel of the vehicle. In particular, it is possible for the vehicle to have exactly one wheel driven by the pedal-pedal device, but it is also possible for two or more wheels of a common axle to be driven via the pedal-pedal device.
Die Getriebebaugruppe weist mindestens eine erste Übertragungsanordnung, vorzugsweise eine erste und eine zweite Übertragungsanordnung auf, wobei die zweite Übertragungsanordnung vorzugsweise analog zu der ersten Übertragungsanordnung ausgebildet ist, jedoch gegengleich betätigt wird. The transmission assembly has at least one first transmission arrangement, preferably a first and a second transmission arrangement, wherein the second transmission arrangement is preferably formed analogously to the first transmission arrangement, but is operated against the same.
Die erste Übertragungsanordnung weist eine erste Eingangsschnittstelle zur Einleitung der oszillierenden Linearbewegung von der Pedalbaugruppe auf. Insbesondere wird die erste Eingangsschnittstelle oszillierend und linear in der Tretrichtung bewegt.The first transmission arrangement has a first input interface for initiating the oscillating linear motion of the pedal assembly. In particular, the first input interface is moved in an oscillating and linear manner in the direction of travel.
Ferner weist die erste Übertragungsanordnung zwei erste Ausgangsschnittstellen sowie eine erste Getriebezugmitteleinrichtung mit zwei ersten Getriebezugmittelendabschnitten auf. Die erste Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise die zwei ersten Getriebezugmittelendabschnitte sind als ein Zugmittel oder Getriebezugmittel, zum Beispiel als ein Seil, Band, Riemen, Kette oder dergleichen ausgebildet.Furthermore, the first transmission arrangement has two first output interfaces and a first gear train center device with two first gear train middle end sections. The first gear train means or the two first gear train means end portions are formed as a traction means or gear traction means, for example as a rope, belt, belt, chain or the like.
Die ersten Ausgangsschnittstellen sind jeweils als eine erste Freilaufrolle ausgebildet, wobei die ersten Getriebezugmittelendabschnitte auf die ersten Freilaufrollen aufgerollt und abgerollt werden können.The first output interfaces are each formed as a first idler roller, wherein the first gear train means end portions can be rolled onto the first idler rollers and unrolled.
Die erste Übertragungsanordnung ist so ausgebildet, dass die erste Getriebezugmitteleinrichtung mit oder über die erste Eingangsschnittstelle mit einer Zugbewegung beaufschlagt werden kann. Durch die Zugbewegung werden die ersten Getriebezugmittelendabschnitte von den ersten Freilaufrollen abgerollt, sodass die ersten Freilaufrollen rotiert werden und die ersten Freilaufrollen als die Ausgangsschnittstellen das mindestens eine Rad antreiben. The first transmission arrangement is designed so that the first gear train means device can be acted upon with or via the first input interface with a pulling movement. By the pulling movement, the first gear train means end portions are unrolled from the first idle rollers so that the first idler rollers are rotated and the first idler rollers drive the at least one wheel as the output interfaces.
Durch eine Rückstellbewegung der ersten Eingangsschnittstelle insbesondere in Tretrichtung wird die erste Getriebezugmitteleinrichtung freigegeben, wobei die ersten Getriebezugmittelendabschnitte auf die ersten Freilaufrollen wieder aufgerollt werden (können), wobei sich die ersten Freilaufrollen gegenüber dem mindestens einen Rad in einem Freilaufzustand befinden. Somit kann bei der Rückstellbewegung das Rad unabhängig von den Freilaufrollen rotieren. Das Aufrollen der ersten Getriebezugmittelendabschnitte kann beispielsweise durch eine Federvorspannung der Freilaufrollen unterstützt werden.As a result of a return movement of the first input interface, in particular in the direction of travel, the first gear train center device is released, wherein the first gear train middle end sections are rolled up again onto the first free-wheel rollers, wherein the first free-wheel rollers are in a freewheeling state relative to the at least one wheel. Thus, in the return movement, the wheel can rotate independently of the freewheel rollers. The rolling up of the first gear train center end sections can be assisted, for example, by spring preloading of the free wheel rollers.
Für den Fall, dass das mindestens eine Rad als genau ein Rad ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass die ersten Freilaufrollen beidseitig zu dem genau einen Rad angeordnet sind. Für den Fall, dass das mindestens eine Rad als zwei Räder ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass jedem der genau zwei Räder eine der ersten Freilaufrollen zugeordnet ist. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die ersten Freilaufrollen jeweils axial außenseitig zu den genau zwei Rädern oder aber axial innenseitig zu den zwei Rädern angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind die ersten Freilaufrollen symmetrisch zu einer Symmetrieebene angeordnet, die durch das mindestens eine Rad definiert wird. Alternativ oder ergänzend sind die zwei ersten Freilaufrollen symmetrisch zu einer Mittelebene des Fahrzeugs angeordnet. In the event that the at least one wheel is designed as exactly one wheel, it is preferred that the first idler rollers are arranged on both sides of the exactly one wheel. In the event that the at least one wheel is designed as two wheels, it is preferred that each of the exactly two wheels is assigned to one of the first free-wheeling rollers. It is particularly possible that the first freewheel rollers are each arranged axially outside the two wheels exactly or axially inside to the two wheels. Particularly preferably, the first idler rollers are arranged symmetrically to a plane of symmetry, which is defined by the at least one wheel. Alternatively or additionally, the two first freewheel rollers are arranged symmetrically to a median plane of the vehicle.
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass es zwar prinzipiell ausreichend ist, für die erste Übertragungsanordnung nur eine einzige Ausgangsschnittstelle vorzusehen, um das mindestens eine Rad anzutreiben. Hierbei werden jedoch die Antriebskräfte asymmetrisch eingeleitet. Insbesondere bei Fahrzeugen mit breiteren Achsen führt dies neben einer Rotationsbewegung des mindestens einen Rads zu einer Gierbewegung des Fahrzeugs. Werden jedoch von der ersten Übertragungsanordnung zwei erste Freilaufrollen betätigt, so können diese symmetrisch zu dem mindestens einen Rad angeordnet werden, sodass eine Rollbewegung des Fahrzeugs vermieden wird.It is a consideration of the invention that while it is in principle sufficient to provide for the first transmission arrangement, only a single output interface to drive the at least one wheel. However, the driving forces are introduced asymmetrically. In particular, in vehicles with wider axles, this leads to a yawing motion of the vehicle in addition to a rotational movement of the at least one wheel. If, however, two first free-running rollers are actuated by the first transmission arrangement, then these can be arranged symmetrically with respect to the at least one wheel, so that a rolling movement of the vehicle is avoided.
Die Tretpedalvorrichtung enthält mindestens eine Freilaufeinrichtung. Die Freilaufeinrichtung koppelt die zwei ersten Freilaufrollen und das Rad miteinander. Gemäß dieser Kopplung sind die zwei ersten Freilaufrollen in einer Mitnahmerichtung antreibend und entgegen der Mitnahmerichtung freilaufend mit einem Eingang der Freilaufeinrichtung gekoppelt. Das Rad ist fest mit einem Abtrieb der Freilaufeinrichtung gekoppelt. Innerhalb der Freilaufeinrichtung sind der Eingang und der Abtrieb entgegen der Mitnahmerichtung zueinander freilaufend ausgeführt. Die Freilaufeinrichtung weist einen Sperrmodus auf. Im Sperrmodus sind Eingang und Abtrieb in der Mitnahmerichtung drehfest gekoppelt. Die Freilaufeinrichtung weist auch einen Freimodus auf. Im Freimodus sind Eingang und Abtrieb in der Mitnahmerichtung freilaufend ausgeführt.The pedal pedal device includes at least one freewheel device. The freewheel device couples the two first freewheel rollers and the wheel with each other. According to this coupling, the two first freewheel rollers are driving in a driving direction and coupled against the driving direction freewheeling with an input of the freewheel device. The wheel is firmly coupled to an output of the freewheel device. Within the freewheel device, the input and the output are designed to run freely against each other against the driving direction. The freewheel device has a lock mode. In lock mode, the input and output are coupled in a rotationally fixed manner in the driving direction. The freewheel device also has a free mode. In free mode, input and output are free running in the driving direction.
Durch die Freilaufeinrichtung wird Folgendes sichergestellt: In einem Antriebsbetrieb während eines Pedalierens wird die Freilaufeinrichtung beziehungsweise die Freilaufrollen und das Rad in einer Mitnahmerichtung betrieben. Kraft kann somit dank des Sperrmodus von den Freilaufrollen auf das Rad übertragen werden, dennoch kann das Rad bezüglich der Freilaufrollen überholend freidrehen. Dies erfolgt sowohl durch den Freilauf des Eingangs gegenüber den Freilaufrollen als auch durch den Freilauf des Abtriebs gegenüber dem Eingang. The freewheel device ensures the following: In a drive mode during pedaling, the freewheel device or the freewheel rollers and the wheel are operated in a driving direction. Force can thus be transmitted from the idler rollers to the wheel thanks to the lock mode, yet the wheel can freely rotate with respect to the freewheel rollers overtaking. This is done both by the freewheel of the input opposite the freewheel rollers and by the freewheel of the output opposite the entrance.
Durch den Freimodus ist es außerdem ermöglicht, dass die Räder auch in der Gegenrichtung bezüglich der Freilaufrollen freidrehen können. Dies wird dann alleine durch den Freilauf zwischen Abtrieb und Eingang ermöglicht, denn ein Freilauf zwischen Eingang und Freilaufrollen ist in diesem Fall nicht möglich. Die Mitnahmerichtung entspricht dabei insbesondere der jeweiligen Richtung an einer Komponente bei einer Vorwärtsfahrtrichtung eines angetriebenen Fahrzeugs. In dieser ist also sowohl ein Antrieb als auch ein Freirollen des Fahrzeugs möglich. Bei einer Rückwärtsfahrt würden ohne die Freilaufeinrichtung beziehungsweise ohne deren Freimodus die Freiläufe sowohl in der Freilaufeinrichtung als auch in den Freilaufrollen sperren, sodass eine Rückwärtsfahrt nicht problemlos durchführbar wäre. Mit Hilfe des Freimodus ist jedoch auch eine Rückwärtsfahrt möglich, da die Räder vollständig von den Freilaufrollen entkoppelt sind. The free mode also allows the wheels to rotate freely in the opposite direction with respect to the freewheel rollers. This is then made possible solely by the freewheel between output and input, because a freewheel between input and freewheel rollers is not possible in this case. The entrainment direction corresponds in particular to the respective direction on a component in a forward direction of travel driven vehicle. In this so both a drive and a free rolling of the vehicle is possible. In a reverse would lock without the freewheel device or without their freewheel freewheels both in the freewheel device and in the freewheel rollers, so that a reverse would not be easily feasible. With the help of the free mode, however, a reverse drive is possible because the wheels are completely decoupled from the idlers.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Freilaufeinrichtung hinsichtlich der Umschaltung zwischen Sperrmodus und Freimodus passiv ausgebildet. Die Freilaufeinrichtung ist also eine insbesondere antriebslos rein mechanisch, das heißt nicht beispielsweise elektrisch oder hydraulisch, angetriebene bzw. betätigte Freilaufeinrichtung. Somit ist keine zusätzliche Energieversorgung oder Zuführung für die Umschaltung notwendig.In a preferred embodiment, the freewheel device is designed to be passive in terms of switching between lock mode and free mode. The freewheel device is thus a drive-only purely mechanically, that is, for example, not electrically or hydraulically, driven or operated freewheel device. Thus, no additional power supply or supply for switching is necessary.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sperrmodus dadurch aktivierbar, dass die Freilaufrollen den Eingang in Mitnahmerichtung antreiben. Der Freimodus ist dadurch aktivierbar, dass alle auf den Eingang wirkenden Freilaufrollen entgegen der Mitnahmerichtung bewegt werden. Dadurch ist der Eingang unbelastet und kann ein Stück entgegen der Mitnahmerichtung bewegt werden. In a preferred embodiment, the blocking mode can be activated by the free-running rollers driving the input in the driving direction. The free mode can be activated by moving all freewheel rollers acting on the input counter to the driving direction. As a result, the input is unloaded and can be moved a piece against the driving direction.
Somit kann durch Pedalieren der Sperrmodus aktiviert werden und ein Antrieb, insbesondere eine Vorwärtsfahrt, mit Hilfe von Pedalantrieb stattfinden. In der Regel wird hierbei der den Freilaufrollen folgende Antriebsteil lediglich in Antriebsrichtung bewegt oder steht bezüglich des Bezugssystems der Tretpedalvorrichtung still. Der Freimodus wird dagegen durch Bewegung der Antriebsrollen entgegen der Antriebsrichtung aktiviert, was im regulären Pedalier- beziehungsweise Fahrbetrieb nicht auftritt. Die Rückstellung kann somit durch beliebige Maßnahmen erfolgen, beispielsweise durch einen geeigneten Benutzereingriff oder ähnliches, welcher explizit den Sperr- beziehungsweise Antriebsmodus beendet. Thus, by pedaling the lock mode can be activated and a drive, in particular a forward drive, take place by means of pedal drive. As a rule, in this case the drive part following the freewheel rollers is merely moved in the drive direction or is stationary with respect to the reference system of the pedal pedal device. The free mode, however, is activated by movement of the drive rollers against the drive direction, which does not occur in regular pedaling or driving. The provision can thus take place by any measures, for example by a suitable user intervention or the like, which explicitly ends the blocking or drive mode.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform sind die Freilaufrollen dadurch entgegen der Mitnahmerichtung bewegbar, dass eine Übersetzung der Getriebebaugruppe zwischen der Eingangsschnittstelle und den Ausgangsschnittstellen verändert wird. Durch die Änderung der Übersetzung kann insbesondere eine effektive Länge der Getriebezugmitteleinrichtung vergrößert werden, sodass sich beide Getriebezugmittelendabschnitte gleichmäßig bewegen und somit auch beide Freilaufrollen gleichmäßig in die Richtung entgegen der Mitnahmerichtung gedreht werden. Dies gibt den Freilauf in beiden Freilaufrollen gleichzeitig frei, so dass der Eingang entgegen der Mitnahmerichtung bewegbar ist.In a preferred variant of this embodiment, the freewheel rollers are movable against the driving direction, that a translation of the transmission assembly between the input interface and the output interfaces is changed. By changing the gear ratio, in particular, an effective length of the gear train center device can be increased, so that both gear train middle end sections move uniformly and thus both freewheel rollers are rotated uniformly in the direction opposite to the driving direction. This releases the freewheel in both freewheel rollers at the same time, so that the input can be moved counter to the driving direction.
Die Pedalbaugruppe ist dazu ausgebildet, insbesondere aus der Antriebsbewegung des Fahrers über das erste und zweite Pedal, mindestens eine erste und mindestens eine zweite oszillierende Linearbewegung zu erzeugen. Insbesondere sind die mindestens eine erste oszillierende Linearbewegung und die mindestens eine zweite oszillierende Linearbewegung als Hin- und Her-Bewegungen oder als alternierende Bewegungen ausgebildet. The pedal assembly is configured, in particular from the driving movement of the driver via the first and second pedal, to generate at least a first and at least one second oscillating linear movement. In particular, the at least one first oscillating linear movement and the at least one second oscillating linear movement are designed as reciprocating movements or as alternating movements.
Die erste oszillierende Linearbewegung umfasst eine erste Zugbewegung, zum Beispiel mit dem ersten Pedal, und eine entgegen gerichtete erste Rückstellbewegung, insbesondere mit dem zweiten Pedal. Die zweite oszillierende Linearbewegung umfasst eine zweite Zugbewegung, zum Beispiel mit dem zweiten Pedal und eine entgegen gerichtete zweite Rückstellbewegung, insbesondere mit dem ersten Pedal. The first oscillating linear movement comprises a first pulling movement, for example with the first pedal, and an oppositely directed first returning movement, in particular with the second pedal. The second oscillating linear movement comprises a second pulling movement, for example with the second pedal and an oppositely directed second return movement, in particular with the first pedal.
Bevorzugt ist die erste Zugbewegung durch Betätigung des ersten Pedals in Tretrichtung erzeugbar, wobei die erste Rückstellbewegung parallel und/oder zugleich durch das zweite Pedal entgegen der Tretrichtung umgesetzt wird. Insbesondere ist die zweite Zugbewegung durch Betätigung des zweiten Pedals in Tretrichtung erzeugbar, wobei die zweite Rückstellbewegung parallel und/oder zugleich durch das erste Pedal entgegen der Tretrichtung umgesetzt wird.Preferably, the first pulling movement can be generated by pressing the first pedal in the direction of travel, wherein the first return movement is implemented in parallel and / or at the same time by the second pedal counter to the direction of travel. In particular, the second pulling movement can be generated by actuating the second pedal in the direction of travel, wherein the second return movement is implemented in parallel and / or simultaneously by the first pedal counter to the direction of travel.
Bevorzugt wird der zweite Getriebezugmittelendabschnitt bei der parallelen und/oder gleichzeitigen gegenläufigen ersten Rückstellbewegung zum Aufrollen auf die mindestens eine zweite Freilaufrolle freigegeben. Vorzugsweise ist hierzu ein freies Ende des zweiten Getriebezugmittelendabschnitts an der mindestens einen zweiten Freilaufrolle festgelegt.Preferably, the second Getriebzugmittelendabschnitt is released in the parallel and / or simultaneous counter-rotating first return movement for rolling on the at least one second free-wheel. Preferably, this is a free end of the second Getriebezugmittelendabschnitts fixed to the at least one second free-wheel.
Im Rahmen der Erfindung ist es bevorzugt, dass die zweite Übertragungsanordnung so ausgebildet ist, dass die zweite Getriebezugmitteleinrichtung mit oder über die zweite Eingangsschnittstelle mit einer der Zugbewegungen beaufschlagbar ist. Die zweite Getriebezugmitteleinrichtung überträgt die zweite Zugbewegung auf die mindestens eine zweite Freilaufrolle. Durch die zweite Zugbewegung wird der mindestens eine zweite Getriebezugmittelendabschnitt von der mindestens einen zweiten Freilaufrolle abgerollt. Insbesondere wird die mindestens eine zweite Freilaufrolle durch das Abrollen des mindestens einen zweiten Getriebezugmittelendabschnitts rotiert, sodass die mindestens eine zweite Freilaufrolle als die mindestens eine zweite Ausgangsschnittstelle das mindestens eine Rad antreibt. Vorzugsweise wird der erste Getriebezugmittelendabschnitt bei der parallelen und/oder gleichzeitigen gegenläufigen zweiten Rückstellbewegung zum Aufrollen auf die mindestens eine erste Freilaufrolle freigegeben. Vorzugsweise ist hierzu ein freies Ende des ersten Getriebezugmittelendabschnitts an der mindestens einen ersten Freilaufrolle festgelegt.In the context of the invention, it is preferred that the second transmission arrangement is designed such that the second gear train means device can be acted upon by one of the pulling movements with or via the second input interface. The second gear train means device transmits the second pulling movement to the at least one second free-wheel. As a result of the second pulling movement, the at least one second gear train middle end section is unrolled from the at least one second free wheel roller. In particular, the at least one second freewheel roller is rotated by the unwinding of the at least one second gear train means end section, so that the at least one second freewheel roller drives the at least one wheel as the at least one second output interface. Preferably, the first Getriebzugmittelendabschnitt is released in the parallel and / or simultaneous counter-rotating second return movement for rolling on the at least one first free-wheel. Preferably, for this purpose, a free end of the first gear train means end portion is fixed to the at least one first free-wheel.
Die Getriebebaugruppe umfasst mindestens eine Rückstellanordnung, vorzugsweise eine erste und eine zweite Rückstellanordnung. Insbesondere ist die erste Freilaufrolle durch die erste Rückstellanordnung elastisch und/oder federnd gelagert, wobei die zweite Freilaufrolle über die zweite Rückstellanordnung elastisch und/oder federnd gelagert ist. The transmission assembly comprises at least one return assembly, preferably a first and a second return assembly. In particular, the first idler roller is elastically and / or resiliently supported by the first return arrangement, wherein the second idler roller is elastically and / or resiliently mounted via the second return arrangement.
Die mindestens eine Rückstellanordnung umfasst mindestens ein Rückstellzugmittel. Dieses ist zur Rückstellung der mindestens einen ersten Freilaufrolle bei der ersten Rückstellbewegung und zur Rückstellung der mindestens einen zweiten Freilaufrolle bei der zweiten Rückstellbewegung ausgebildet. Insbesondere bedeutet Rückstellung, dass die entsprechende Freilaufrolle rotiert wird, sodass ein durch die Rückstellbewegung freigegebener Antriebszugmittelendabschnitt der entsprechenden Antriebsmitteleinrichtung auf die jeweilige Freilaufrolle aufgerollt wird.The at least one return assembly comprises at least one return tension means. This is formed for resetting the at least one first free-wheel in the first return movement and for returning the at least one second free-wheel in the second return movement. In particular, provision means that the corresponding idler roller is rotated so that a drive train center end portion of the corresponding drive means device released by the return movement is rolled up onto the respective idler roller.
Vorzugsweise wird die erste Getriebezugmitteleinrichtung bei der zweiten Rückstellbewegung der ersten Eingangsschnittstelle freigegeben. Hierbei befindet sich die mindestens eine erste Freilaufrolle gegenüber dem mindestens einen Rad bevorzugt in einem Freilaufzustand. Somit kann das Rad bei der zweiten Rückstellbewegung unabhängig von den Freilaufrollen rotieren. Der mindestens eine erste Getriebezugmittelendabschnitt wird durch die Rückstellung der mindestens einen ersten Freilaufrolle bei der zweiten Rückstellbewegung auf die mindestens eine erste Freilaufrolle aufgerollt. Preferably, the first gear train means device is released during the second return movement of the first input interface. In this case, the at least one first free-wheeling roller is preferably in a freewheeling state relative to the at least one wheel. Thus, in the second return movement, the wheel can rotate independently of the idler rollers. The at least one first Getriebzugmittelendabschnitt is rolled up by the provision of the at least one first idler roller in the second return movement on the at least one first idler roller.
Analog hierzu wird die zweite Getriebezugmitteleinrichtung bevorzugt bei der ersten Rückstellbewegung der zweiten Eingangsschnittstelle freigegeben. Insbesondere befindet sich die mindestens eine zweite Freilaufrolle gegenüber dem mindestens einen Rad in einem Freilaufzustand. Somit kann das Rad bei der ersten Rückstellbewegung unabhängig von den Freilaufrollen rotieren. Der mindestens eine zweite Getriebezugmittelendabschnitt wird durch die Rückstellung der mindestens einen zweiten Freilaufrolle bei der ersten Rückstellbewegung auf die mindestens eine zweite Freilaufrolle aufgerollt.Analogously, the second gear train means device is preferably released during the first return movement of the second input interface. In particular, the at least one second free-wheeling roller is in a freewheeling state relative to the at least one wheel. Thus, during the first return movement, the wheel can rotate independently of the freewheel rollers. The at least one second gear train means end portion is rolled up by the provision of the at least one second free-wheel in the first return movement to the at least one second free-wheel.
Das mindestens eine Rückstellzugmittel der Rückstellanordnung ist undehnbar. Vorzugsweise ist das mindestens eine Rückstellzugmittel entlang seiner Längserstreckung nicht beschädigungsfrei dehnbar. Optional ist das mindestens eine Rückstellzugmittel in seiner Länge und/oder entlang seiner Längserstreckung dehnungsarm, unelastisch, steif und/oder starr ausgebildet. Insbesondere ist das mindestens eine Rückstellzugmittel bei einer Zugbeaufschlagung in Längserstreckung nicht beschädigungsfrei verlängerbar und bei anschließender Entspannung nicht in seine ursprüngliche Länge zurückführbar. Besonders bevorzugt ist das mindestens eine Rückstellzugmittel, insbesondere eine Gesamtlänge des mindestens einen Rückstellzugmittels, bei der Zugbeaufschlagung und/oder im Betrieb weniger als 10 Prozent, vorzugsweise weniger als 5 Prozent gedehnt. Beispielsweise weist das Rückstellzugmittel eine angenommene Gesamtlänge von 300 Millimetern auf, wenn dieses nicht mit Zug beaufschlagt ist und/oder nicht in Betrieb ist. Insbesondere bei Zugbeaufschlagung und/oder im Betrieb weist das Rückstellzugmittel folglich eine maximale Länge von 330 Millimetern, vorzugsweise von 315 Millimetern auf.The at least one return traction means of the return assembly is inextensible. Preferably, the at least one return tension means is not stretchable without damage along its longitudinal extent. Optionally, the at least one return-tensioning means is of low-elongation, inelastic, stiff and / or rigid design along its length and / or along its longitudinal extension. In particular, the at least one Rückstellzugmittel is not damage-free extendable at a Zugbeaufschlagung in the longitudinal direction and in subsequent relaxation can not be traced back to its original length. Particularly preferably, the at least one Rückstellzugmittel, in particular a total length of the at least one Rückstellzugmittels, at the Zugbeaufschlagung and / or during operation less than 10 percent, preferably less than 5 percent stretched. For example, the return tension means has an assumed overall length of 300 millimeters when it is not tensioned and / or is not operating. In particular, in the case of tensile loading and / or during operation, the return tension means consequently has a maximum length of 330 millimeters, preferably 315 millimeters.
Vorteilhaft ist, dass aufgrund der undehnbaren, insbesondere in der Länge unelastischen, steifen und/oder starren Materialbeschaffenheit des mindestens einen Rückstellzugmittels im Vergleich zu elastischen und/oder dehnbaren Rückstellzugmitteln eine höhere Verschleißfestigkeit gewährleistet werden kann. Dadurch ist das undehnbare Rückstellzugmittel insbesondere für einen dauerhaften Einsatz in der Tretpedalvorrichtung ausgebildet. Insbesondere kann das Fahrzeug zuverlässig genutzt werden. Reparaturzeiten und Kosten für einen Ersatz des Rückstellzugmittels können auf vorteilhafte Weise hinausgezögert oder sogar vermieden werden.It is advantageous that due to the inextensible, in particular in the length inelastic, stiff and / or rigid material properties of the at least one Rückstellzugmittels compared to elastic and / or stretchable Rückstellzugmitteln a higher wear resistance can be ensured. As a result, the non-returnable restoring means is designed in particular for permanent use in the pedal device. In particular, the vehicle can be used reliably. Repair times and costs for replacement of the Rückstellzugmittels can advantageously be delayed or even avoided.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Rückstellzugmittelendabschnitt bei der ersten Zugbewegung auf die mindestens eine erste Freilaufrolle aufgerollt. Insbesondere wird der erste Rückstellzugmittelendabschnitt bei der zweiten Rückstellbewegung von der mindestens einen ersten Freilaufrolle abgerollt. Besonders bevorzugt erfolgt das Abrollen des ersten Rückstellzugmittelendabschnitts von der mindestens einen ersten Freilaufrolle zeitgleich mit dem Aufrollen des ersten Getriebezugmittelendabschnitts bei der zweiten Rückstellbewegung. Im Speziellen ist die mindestens eine erste Freilaufrolle vom ersten Rückstellzugmittelendabschnitt rechtzeitig für den ersten Getriebezugmittelendabschnitt freigegeben, sodass dieser bei der zweiten Rückstellbewegung auf die mindestens eine erste Freilaufrolle aufgerollt werden kann. In a further preferred embodiment of the invention, the first Rückstellzugmittelendabschnitt is rolled up in the first pulling movement on the at least one first idler roller. In particular, the first Rückstellzugmittelendabschnitt is unrolled in the second return movement of the at least one first free-wheel. Particularly preferably, the unwinding of the first Rückstellzugmittelendabschnitts of the at least one first freewheel roller coincides with the rolling of the first Getriebzugmittelendabschnitts in the second return movement. Specifically, the at least one first idler roller is released by the first return traction means end portion in time for the first gear traction means end portion so that it can be rolled up onto the at least one first idler roller during the second return movement.
Optional ergänzend wird der zweite Rückstellzugmittelendabschnitt bei der zweiten Zugbewegung auf die mindestens eine zweite Freilaufrolle aufgerollt. Vorzugsweise wird der zweite Rückstellzugmittelendabschnitt bei der ersten Rückstellbewegung von der mindestens einen zweiten Freilaufrolle abgerollt. Insbesondere ist die mindestens eine zweite Freilaufrolle von dem zweiten Rückstellzugmittelendabschnitt rechtzeitig für den zweiten Getriebezugmittelendabschnitt bei der ersten Rückstellbewegung freigegeben, sodass dieser bei der zweiten Rückstellbewegung auf die mindestens eine zweite Freilaufrolle aufgerollt werden kann. Optionally in addition, the second Rückstellzugmittelendabschnitt is rolled up in the second pulling movement on the at least one second free-wheel. Preferably, the second Rückstellzugmittelendabschnitt is unrolled in the first return movement of the at least one second free-wheel. In particular, the at least one second free-running roller is released by the second Rückstellzugmittelendabschnitt in time for the second Getriebzugmittelendabschnitt in the first return movement, so that it can be rolled on the at least one second free-wheel in the second return movement.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Freilaufeinrichtung einen Eingang, einen Klemmrollenfreilauf, ein Reibelement, ein stehendes Bezugselement, eine Drehfeder und einen Abtrieb. Der Klemmrollenfreilauf weist ein Schaltelement, einen Käfig und mindestens eine Klemmrolle auf. Das Schaltelement ist drehfest mit dem Eingang verbunden. Im Sperrmodus sind die Klemmrollen mit Hilfe des Käfigs zwischen Schaltelement und Abtrieb in der Mitnahmerichtung verklemmt. Der Käfig befindet sich dabei in einer Sperrposition. Entgegen der Mitnahmerichtung sind in der Sperrposition des Käfigs die Klemmrollen am Abtrieb freilaufend ausgeführt. Im Freimodus befindet sich der Käfig in einer Freiposition. Mit Hilfe des Käfigs sind die Klemmrollen vom Abtrieb entfernt gehalten. Die Drehfeder befindet sich zwischen Schaltelement und Käfig und ist in der Sperrposition zur Freiposition hin gespannt, tendiert also dazu, den Käfig von der Sperrposition in die Freiposition zu bringen. Der Käfig ist mit Hilfe des Reibelements reibend gegen das Bezugselement abgestützt. Über die Klemmrollen ist der Käfig vom Schaltelement gegenüber dem Bezugselement mitnehmbar. Die Feder wird also zunächst gespannt, wenn der Käfig von der Freiposition in die Sperrposition gelangt. Danach wird der Käfig in der Sperrposition von den Klemmrollen mitgenommen. Ein "stehendes Bezugselement“ bedeutet, dass das Bezugselement in einem Bezugssystem der Tretpedalvorrichtung ruht. Räder und bewegliche Elemente hingegen bewegen sich in diesem Bezugssystem. Beispielsweise ist das Bezugselement mit einer Grundstruktur eines Fahrzeugs mit der Tretpedalvorrichtung verbunden. Die entsprechende Freilaufeinrichtung ist konstruktiv kompakt, wartungsarm und stabil ausführbar. In a preferred embodiment, the freewheel device includes an input, a clamping roller freewheel, a friction element, a stationary reference element, a torsion spring and an output. The clamping roller freewheel has a switching element, a cage and at least one pinch roller. The switching element is rotatably connected to the input. In lock mode, the pinch rollers are clamped by means of the cage between the switching element and output in the driving direction. The cage is in a locked position. Contrary to the driving direction, the clamping rollers are designed to run freely on the output in the locked position of the cage. In free mode, the cage is in a free position. With the help of the cage, the pinch rollers are kept away from the output. The torsion spring is located between the switching element and the cage and is stretched in the locked position to the free position, so tends to bring the cage from the locked position to the free position. The cage is rubbed against the reference element by means of the friction element. About the pinch rollers of the cage from the switching element relative to the reference element is entrained. The spring is thus initially tensioned when the cage passes from the free position to the locked position. Thereafter, the cage is taken in the locked position of the pinch rollers. A "stationary reference element" means that the reference element rests in a reference system of the pedal device, wheels and movable elements, however, move in this reference system, for example, the reference element is connected to a basic structure of a vehicle with the pedal device, the corresponding freewheel device is structurally compact, low-maintenance and stable executable.
Die Schaltbarkeit der Freilaufeinrichtung zwischen Sperrmodus und Freimodus ergibt sich durch eine Verdrehung zwischen Käfig und Schaltelement um weniger als eine Umdrehung, insbesondere um weniger als 45, 30, 15, 10 oder 5 Grad. Die Selbstrückstellung in den Freimodus ergibt sich durch die federnde Rückdrehung des Käfigs in die Freiposition mit Hilfe der Drehfeder.The switchability of the freewheel device between lock mode and free mode results from a rotation between the cage and switching element by less than one revolution, in particular by less than 45, 30, 15, 10 or 5 degrees. The self-reset in the free mode results from the resilient reverse rotation of the cage in the free position by means of the torsion spring.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist der Eingang eine von den Freilaufrollen angetriebene Welle. Schaltelement, Käfig, Abtrieb und Drehfeder sind konzentrisch zur Welle angeordnet. Im regulären Fahr- beziehungsweise Pedalierbetrieb in Vorwärtsrichtung kann sich bei unveränderter Übersetzung in der Tretpedalvorrichtung die Welle nur in einer Drehrichtung drehen oder stillstehen. Eine Drehung entgegen der Drehrichtung ist nicht möglich. Dies führt konstruktiv zu einem selbstrückstellenden Freilauf innerhalb der Freilaufeinrichtung.In a preferred variant of this embodiment, the input is a shaft driven by the freewheel rollers. Switching element, cage, output and torsion spring are arranged concentrically to the shaft. In regular driving or pedaling in the forward direction, the shaft can rotate or stand still in one direction of rotation with unchanged translation in the pedal pedal device. A rotation opposite to the direction of rotation is not possible. This leads constructively to a self-resetting freewheel within the freewheel device.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die erste und/oder die zweiten Freilaufrollen eine Schneckenform zum Aufrollen und Abrollen der Getriebezugmittelendabschnitte auf. Der Vorteil einer derartigen Schneckenform ist zum einen, dass die Steigung bzw. der Steigungsverlauf der Schneckenform so ausgebildet sein kann, dass diese der möglichen Kraftentwicklung des menschlichen Beins bei einer oszillierenden Bewegung entspricht. So kann der Mensch aus einer stark abgewinkelten Position des Beins weniger Kraft aufwenden als in einem nahezu gestreckten bzw. leicht gewinkelten Zustand des Beins. Durch eine Anpassung der Steigung in der Schneckenform der Freilaufrolle kann auf diese Kraftentwicklung des Menschen Rücksicht genommen werden. Weiterhin kann so durch die erfindungsgemäße Verlängerung beziehungsweise Verkürzung des Getriebezugmittels oder des Getriebezugmittelwegs die Getriebebaugruppe geschaltet werden, indem bei der oszillierenden Linearbewegung und dem daraus resultierenden Ab- und Aufrollen des Getriebezugmittels unterschiedliche wirksame Abschnitte der Schneckenform, insbesondere unterschiedliche wirksame Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern der Schneckenform verwendet werden.In a preferred development of the invention, the first and / or the second idler rollers have a worm shape for rolling up and unrolling the gear train end sections. The advantage of such a screw shape is, on the one hand, that the pitch or the pitch curve of the screw shape can be designed such that it corresponds to the possible force development of the human leg during an oscillating movement. In this way, a person can expend less force from a strongly angled position of the leg than in a nearly stretched or slightly bent state of the leg. By adjusting the pitch in the worm shape of the freewheel can be taken into account this force development of man. Furthermore, the transmission assembly can thus be switched by the inventive extension or shortening of the gear train or the Getriebezugmittelwegs by using different effective sections of the worm shape, in particular different effective sections with different diameters of the worm shape in the oscillating linear motion and the resulting unwinding and rolling the Getriebezugmittels become.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste Übertragungsanordnung mindestens zwei erste Führungsrollen auf, wobei die mindestens zwei ersten Führungsrollen die erste Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise das erste Getriebezugmittel zu den Freilaufrollen umlenken. Hierbei können optional beliebige weitere Elemente (Umlenkrollen etc.) zwischen den ersten Führungsrollen und den Freilaufrollen angeordnet sein.In a preferred embodiment, the first transmission arrangement has at least two first guide rollers, wherein the at least two first guide rollers deflect the first gear train means or the first gear train means to the free-running rollers. In this case, optionally any further elements (deflection rollers etc.) can be arranged between the first guide rollers and the free-running rollers.
Die erste Übertragungsanordnung weist mindestens zwei erste Umlenkrollen auf, wobei die mindestens zwei ersten Umlenkrollen die erste Getriebezugmitteleinrichtung von der ersten Eingangsschnittstelle zu den ersten Führungsrollen umlenken. Hierbei können optional beliebige weitere Elemente (Umlenkrollen etc.) zwischen den ersten Umlenkrollen und der Eingangsschnittstelle und/oder zwischen den ersten Umlenkrollen und den ersten Freilaufrollen angeordnet sein.The first transmission arrangement has at least two first deflection rollers, wherein the at least two first deflection rollers deflect the first gear train center device from the first input interface to the first guide rollers. Optionally, any further elements (deflection rollers, etc.) can be arranged between the first deflection rollers and the input interface and / or between the first deflection rollers and the first free-running rollers.
Ein Abstand zwischen den ersten Führungsrollen und den ersten Umlenkrollen zur Veränderung des Getriebezugmittelwegs ist veränderbar (vergrößerbar und verkleinerbar), so dass ein Übersetzungsverhältnis der ersten Getriebebaugruppe änderbar ist. Das Übersetzungsverhältnis versteht sich zwischen Pedalweg und Rotationswinkel der Freilaufrolle. Bei der Änderung des Abstandes drehen die Freilaufrollen jeweils in gleicher Drehrichtung. Diese Bewegung kann durch die vom Pedalieren erzeugte Bewegung überlagert sein.A distance between the first guide rollers and the first deflection rollers for changing the gear train means travel is variable (enlargeable and reducible), so that a transmission ratio of the first gear assembly is changeable. The gear ratio is understood between pedal travel and rotation angle of the idler roller. When changing the distance, the freewheel rollers rotate in the same direction of rotation. This movement can be superimposed by the movement generated by the pedaling.
Durch das Verändern des Abstandes wird die Verlängerung beziehungsweise Verkürzung des Getriebezugmittelwegs der ersten Getriebezugmitteleinrichtung erreicht, sodass – insbesondere bei einer Verwendung einer Schneckenform bei den Freilaufrollen – oder einer anderen vergleichbaren Maßnahme ein anderer effektiver Durchmesser zum Auf- und Abrollen der Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise des ersten Getriebezugmittels verwendet wird. Auf diese Weise kann die Übertragungsanordnung stufenlos in der Übersetzung verändert und damit geschaltet werden. So wird erreicht, dass die oben genannte Rückstellung des Freilaufs durch einen entsprechenden Schaltvorgang erfolgen kann. By changing the distance, the extension or shortening of the gear traction means of the first gear train means is achieved, so that - especially when using a worm shape in the idler rollers - or another comparable measure, another effective diameter for winding and unwinding of Getriebezugmitteleinrichtung or the first Getriebezugmittels used becomes. In this way, the transmission arrangement can be infinitely changed in the translation and switched it. This ensures that the above-mentioned provision of the freewheel can be done by a corresponding switching operation.
Die Tretpedalvorrichtung enthält insbesondere einen motorischen Aktuator, der verändernd auf den Abstand zur Veränderung des Getriebezugmittelwegs einwirkt. "Motorisch" bedeutet, dass der Aktuator die Verschiebung mit Hilfe von Energie, insbesondere elektrischer Energie bewirkt, jedenfalls keine manuelle Verschiebung erfolgt.In particular, the pedal pedal device includes a motor actuator which variably acts on the distance to change the gear train travel. "Motorized" means that the actuator causes the displacement by means of energy, in particular electrical energy, at least no manual shift takes place.
So ergibt sich also eine Schaltvorrichtung für eine Tretpedalvorrichtung. Insbesondere ergibt sich eine aktuatorisch betriebene Schaltvorrichtung zum stufenlosen Schalten der Tretpedalvorrichtung. Thus, this results in a switching device for a pedal pedal device. In particular, an actuating device operated switching device for continuous switching of the pedal pedal device results.
Es ergibt sich eine automatisierte oder teilautomatisierte Schaltvorrichtung, die insbesondere durch einen Aktuator betrieben ist, so dass kein manuelles Eingreifen in die Tretpedalvorrichtung zur Übersetzungsänderung nötig ist.The result is an automated or semi-automatic switching device, which is operated in particular by an actuator, so that no manual intervention in the pedal device for translation change is necessary.
Die Ansteuerung der Schaltvorrichtung bzw. des Aktuators kann automatisiert sein oder teilautomatisiert sein. Bei der Teilautomatisierung kann der Fahrer mittels eines Knopfes/Schalters die Schaltrichtung vorgeben.The activation of the switching device or the actuator can be automated or semi-automated. In partial automation, the driver can specify the switching direction by means of a button / switch.
Es ist besonders bevorzugt, dass die freien Enden der ersten Getriebezugmittelendabschnitte jeweils an den ersten Freilaufrollen festgelegt sind.It is particularly preferred that the free ends of the first gear train means end sections are respectively fixed to the first idler rollers.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die ersten Umlenkrollen zur Verlängerung beziehungsweise Verkürzung des Getriebezugmittelwegs in Tretrichtung verschiebbar relativ zu der Eingangsschnittstelle und/oder zu den Führungsrollen angeordnet. Durch das Verschieben der ersten Umlenkrollen wird die Verlängerung beziehungsweise Verkürzung des Getriebezugmittelwegs der ersten Getriebezugmitteleinrichtung erreicht, sodass bei einer Verwendung einer Schneckenform bei den Freilaufrollen ein anderer effektiver Durchmesser zum Auf- und Abrollen der Getriebezugmitteleinrichtung beziehungsweise des ersten Getriebezugmittels verwendet wird. Auf diese Weise kann die Übertragungsanordnung stufenlos in der Übersetzung verändert und damit geschaltet werden.In a preferred embodiment of the invention, the first guide rollers for extending or shortening of the gear train means path in the direction of travel are arranged displaceable relative to the input interface and / or to the guide rollers. By the displacement of the first pulleys, the extension or shortening of the gear traction means of the first gear train means is achieved, so that when using a worm shape in the idler rollers another effective diameter for winding and unwinding of the gear train means or the first gear means is used. In this way, the transmission arrangement can be infinitely changed in the translation and switched it.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass durch eine gegengleiche, insbesondere gegenseitige oder wechselseitige, Kopplung über die Pedalzugmitteleinrichtung zum einen eine gegengleiche Betätigung der Pedale sehr gut umgesetzt werden kann und zum anderen auf ein aufwändiges Getriebe verzichtet werden kann. Stattdessen wird eine Pedalzugmitteleinrichtung verwendet, welche mindestens ein Zugmittel oder einen Zugmittelabschnitt aufweist, wobei das Zugmittel beziehungsweise der Zugmittelabschnitt als ein Seil, als ein Band, als ein Riemen, als eine Kette oder dergleichen ausgebildet sein kann.The invention is based on the consideration that by a gegengleiche, in particular mutual or reciprocal, coupling on the Pedalzugmitteleinrichtung on the one hand a gegengleiche operation of the pedals can be implemented very well and can be dispensed with a complex gearbox on the other hand. Instead, a Pedalzugmitteleinrichtung is used, which has at least one traction means or a Zugmittelabschnitt, wherein the traction means or the Zugmittelabschnitt can be formed as a rope, as a belt, as a belt, as a chain or the like.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Freilaufeinrichtung gemäß Patentanspruch 10. Die Freilaufeinrichtung und zumindest ein Teil deren Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Tretpedalvorrichtung erläutert. The object of the invention is also achieved by a freewheel device according to claim 10. The freewheel device and at least a part of their embodiments and the respective advantages have been analogously already explained in connection with the invention Tretpedalvorrichtung.
Die Freilaufeinrichtung eignet sich zur Verwendung mit jedem Antriebskonzept, bei dem im Rahmen des Antreibens eine antreibende Drehbewegung entsteht, die immer in der gleichen Drehrichtung erfolgt oder stillsteht. Eine Gegendrehung in die Gegenrichtung erfolgt beim Antreiben nie bzw. ist blockiert. Durch die Freilaufeinrichtung im Sperrmodus wird diese Antriebsbewegung stets auf den Abtrieb durchgeschaltet. Dabei kann der Abtrieb auch überholen, d.h. schneller drehen, als dies durch den Antrieb erfolgen würde. Bei dem Versuch des Abtriebs, in die Gegenrichtung rückwärts zu drehen, würde der Klemmrollenfreilauf im Sperrmodus blockieren, so dass der Eingang in Gegenrichtung mitgenommen würde. Dies ist jedoch unmöglich. The freewheel device is suitable for use with any drive concept in which in the context of driving a driving rotary motion arises, which always takes place in the same direction or resting. A counter-rotation in the opposite direction never occurs when driving or is blocked. By the freewheel device in lock mode, this drive movement is always switched through to the output. The output can also overtake, i. Turn faster than would be done by the drive. In the attempt of the output to rotate in the opposite direction backward, the clamping roller freewheel would lock in lock mode, so that the input would be taken in the opposite direction. This is impossible.
Gemäß der Erfindung ist daher im Freimodus diese Gegendrehung möglich, da der Klemmrollenfreilauf frei dreht, d.h. nicht in Eingriff steht und so den Abtrieb vom Eingang entkoppelt. According to the invention, therefore, this reverse rotation is possible in the free mode because the pinch roller freewheel rotates freely, i. is not engaged and thus decoupled the output from the input.
So kann in dem Antriebskonzept eine Gegendrehung von mit dem Abtrieb gekoppelten Teilen erfolgen, ohne den Antrieb in die Gegenrichtung drehen zu müssen. So ist z.B. eine Rückwärtsfahrt in einem entsprechenden Fahrzeug möglich.Thus, in the drive concept, a counter rotation of parts coupled to the output can take place without having to rotate the drive in the opposite direction. For example, e.g. a reverse drive in a corresponding vehicle possible.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Fahrzeug. Dieses enthält eine erfindungsgemäße Tretpedalvorrichtung. Das Fahrzeug und zumindest ein Teil dessen Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Tretpedalvorrichtung erläutert. The object of the invention is also achieved by a vehicle. This contains a pedal pedal device according to the invention. The vehicle and at least a part of its embodiments and the respective advantages have been explained analogously already in connection with the pedal pedal device according to the invention.
Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen beziehungsweise Überlegungen, wobei Ausführungsformen der Erfindung auch in Kombination der oben genannten Ausführungsformen, gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen, wie folgt zusammengefasst werden:
Gemäß der Erfindung wird ein selbstöffnender Freilauf beziehungsweise eine selbstöffnende Freilaufeinrichtung vorgeschlagen. Der Freilauf beziehungsweise eine Freilaufnabe dient zur Ermöglichung einer Rückwärtsfahrt beim Einsatz der erfindungsgemäßen Tretpedalvorrichtung in einem Fahrzeug. Die Tretpedalvorrichtung dient zur Erzeugung einer oszillierenden Linearbewegung und weist eine Getriebebaugruppe zur Umsetzung in eine Rotationsbewegung von mindestens einem Rad des Fahrzeugs auf. An dem mindestens einen Rad befinden sich je zwei Freilaufrollen, die abwechselnd das entsprechende Rad antreiben. Vorzugsweise ist eine stufenlose Schaltung in der Getriebebaugruppe realisiert. Vorzugsweise ist eine Rückstellvorrichtung für die Tretpedalvorrichtung vorgeschlagen, die ein Wiederaufwickeln der nicht betätigten Freilaufrollen ermöglicht. Vorzugsweise ist eine Schaltvorrichtung zum halbautomatisierten oder vollautomatisierten Schalten einer Tretpedalvorrichtung vorgeschlagen. Diese Schaltvorrichtung bewegt insbesondere einen verschiebbaren Träger mit Umlenkrollen. Eine entsprechende Tretpedalvorrichtung mit Rückstellvorrichtung ist geeignet, ein oder mehrere Räder oder aber ein Differential zur Verteilung der Antriebsmomente auf zwei Räder anzutreiben. Die Tretpedalvorrichtung besitzt jedoch den Nachteil, dass ein Antreiben entgegen der üblichen Fahrtrichtung nicht möglich ist, da es bei einer Hin- und Herbewegung kein Rückwärts gibt. Beim Einsatz in elektrisch unterstützten Leichtfahrzeugen könnte durch den elektrischen Antrieb beziehungsweise die elektrischen Antriebe des Fahrzeugs jedoch auch elektrisch rückwärts angetrieben werden. In Kombination mit der genannten Tretpedalvorrichtung ist dies jedoch nicht möglich, da sich hierbei beide Freiläufe eines Rades (oder eines Differentials) im nicht freien Zustand befinden und sich durch rückwärtiges Antreiben die Tretpedalvorrichtung versperrt. Ausgehend von einer solchen Tretpedalvorrichtung, einer Rückstellvorrichtung und einer Schaltvorrichtung für eine Tretpedalanordnung sollen jedoch elektrische Antriebe die Rückwärtsfahrt ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß durch den speziellen selbstrückstellenden Freilauf ermöglicht. Der erfindungsgemäße selbstrückstellende Freilauf umfasst im Wesentlichen einen Eingang, einen Klemmrollenfreilauf, bestehend aus einem Schaltelement, einem Käfig und Klemmrollen, mindestens ein Reibelement, ein stehendes Bezugselement, eine Drehfeder und einen Abtrieb. Zudem können Lager, Dichtungen und für die Montierbarkeit notwendige Teile wie Muttern, Sicherungsringe, etc. enthalten sein. Der Aufbau und die Funktion der Tretpedalvorrichtung beziehungsweise der Freilaufeinrichtung wird wie folgt beschrieben:The invention is based on the following findings or considerations, embodiments of the invention also in combination the above-mentioned embodiments, possibly also not previously mentioned embodiments, are summarized as follows:
According to the invention, a self-opening freewheel or a self-opening freewheel device is proposed. The freewheel or a freewheel hub serves to enable a reverse drive when using the pedal pedal device according to the invention in a vehicle. The pedal pedal device serves to generate an oscillating linear movement and has a gear assembly for conversion into a rotational movement of at least one wheel of the vehicle. At the at least one wheel are each two freewheel rollers that alternately drive the corresponding wheel. Preferably, a continuously variable circuit is implemented in the transmission assembly. Preferably, a reset device for the pedal device is proposed, which allows rewinding the non-operated freewheel rollers. Preferably, a switching device for semi-automated or fully automated switching of a pedal device is proposed. This switching device moves in particular a displaceable carrier with pulleys. A corresponding foot pedal device with reset device is suitable for driving one or more wheels or else a differential for distributing the drive torques on two wheels. However, the pedal pedal device has the disadvantage that driving against the usual direction of travel is not possible, since there is no backward in a reciprocating motion. When used in electrically assisted light vehicles, however, could also be driven electrically backwards by the electric drive or the electric drives of the vehicle. However, this is not possible in combination with the pedal pedal device mentioned above, since both freewheels of a wheel (or of a differential) are in the non-free state and the pedal pedal device is blocked by driving backwards. However, starting from such a pedal pedal device, a return device and a switching device for a pedal pedal arrangement, electric drives are intended to enable reverse drive. This is made possible by the special self-recovering freewheel according to the invention. The self-recovering freewheel according to the invention essentially comprises an input, a clamping roller freewheel, consisting of a switching element, a cage and pinch rollers, at least one friction element, a stationary reference element, a torsion spring and an output. In addition, bearings, seals and necessary parts for mounting such as nuts, retaining rings, etc. may be included. The structure and function of the pedal pedal device or the freewheel device is described as follows:
1. Freilauf (wie beim Fahrradrücktritt):1st freewheel (as in the bicycle return):
Beim (ersten) Antreiben wird der Eingang mittels der Freilaufrollen schrittweise in immer die gleiche Richtung (Mitnahmerichtung) angetrieben. Eine Gegendrehung findet nicht statt. Das Schaltelement ist mit dem Eingang drehfest verbunden. Durch eine aus mehreren Rampen bestehende Außenkontur des Schaltelements werden die Klemmrollen nach außen gedrückt und Klemmen mit dem Abtrieb, sodass dieser mitgenommen wird. When (first) driving the input by means of freewheel rollers is gradually driven in always the same direction (driving direction). A counter-rotation does not take place. The switching element is rotatably connected to the input. By an existing out of several ramps outer contour of the switching element, the pinch rollers are pushed outwards and clamps with the output, so this is taken.
2. Vorspannung:2. Preload:
Während dieses Einschaltvorgangs soll jedoch die Drehfeder vorgespannt werden, welche sich zwischen dem Schaltelement und dem Käfig befindet. Damit der Käfig zunächst – ausgehend von der Freiposition – dabei nicht mitdreht, stützt sich dieser mit Hilfe eines oder mehrerer Reibelemente reibschlüssig gegen das stehende Bezugselement ab, bis er in der Sperrposition angelangt ist.During this switch-on, however, the torsion spring is to be biased, which is located between the switching element and the cage. So that the cage initially - starting from the free position - does not rotate, this is supported by means of one or more friction frictionally against the stationary reference element, until it has reached the locked position.
3. Betriebszustand:3. Operating state:
Nach Abschluss des Einschaltvorgangs, also wenn die Klemmrollen das Abtriebselement mitnehmen, wird der Käfig – nun in der Sperrposition – gegen die Reibung der Reibelemente mitgenommen. Je nach Auslegung kann dieses Reibmoment so gering gestaltet werden, dass dieses nicht stört und keinen nennenswerten Verschleiß hervorruft. Während des Fahrens bleibt der Einschaltzustand (Käfig in der Sperrposition) in der Regel (Ausnahme ist ein sehr schnelles Herunterschalten) erhalten, da nicht rückwärts getreten werden kann und der Eingang von den Freilaufrollen immer nur vorwärts angetrieben wird.After completion of the switch-on, so when the pinch rollers take the output element, the cage is - now in the locked position - taken against the friction of the friction elements. Depending on the design of this friction torque can be made so small that it does not bother and does not cause significant wear. During driving, the on-state (cage in the locked position) is usually maintained (exception is a very fast downshift), since it can not be reversed and the input of the freewheel rollers is always driven only forward.
4. Auskuppeln für die Rückwärtsfahrt:4. Disengage for the reverse:
Gibt der Fahrer das Signal für die Rückwärtsfahrt (zum Beispiel über einen Hebel, einen Knopf, einen Drehgriff, etc.), wird die Schaltvorrichtung so angesteuert, dass sie ein kleines Stück herunterschaltet. Die Rückstellvorrichtung sorgt dabei dafür, dass sich beide Freilaufrollen etwas zurückdrehen. Da der erfindungsgemäße selbstrückstellende Freilauf eine Federvorspannung aufweist, wird hierbei der Eingang in die Ausgangslage zurückgedreht und der Freilauf geöffnet. Ein hinter dem Freilauf (zum Beispiel am Differential oder an der Radnabe) befindlicher Antrieb (Zentralantrieb beziehungsweise Radnabenantrieb) kann das Fahrzeug dann rückwärts antreiben.If the driver gives the signal for the reverse drive (for example via a lever, a knob, a rotary handle, etc.), the switching device is controlled so that it shifts down a little bit. The return device ensures that both freewheel rollers turn back a bit. Since the self-resetting freewheel according to the invention has a spring preload, in this case the input is rotated back into the starting position and the freewheel is opened. A drive located behind the freewheel (for example on the differential or on the wheel hub) (central drive or wheel hub drive) can then drive the vehicle backwards.
5. Erneute Vorwärtsfahrt:5. Renewed forward drive:
Soll nach einem Stillstand oder der Rückwärtsfahrt wieder vorwärts angetrieben werden, muss der Fahrer nur wieder pedalieren, sodass der selbstrückstellende Freilauf wieder einschaltet. Should be driven forward again after a standstill or the reverse drive, the driver only has to pedal again so that the self-resetting freewheel switches on again.
Die Erfindung kann in zumindest zwei- oder mehrspurigen Fahrzeugen, insbesondere Leichtfahrzeugen wie zum Beispiel Mikromobilen, Trikes, etc. eingesetzt werden.The invention can be used in at least two- or multi-lane vehicles, in particular light vehicles such as micro-vehicles, trikes, etc.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and the accompanying figures. Showing:
Der sachliche Inhalt der
Die Tretpedalvorrichtung
Die Pedalbaugruppe
Die Pedale
Genauer betrachtet weist die Pedalzugmitteleinrichtung
Die Getriebebaugruppe
Zur Vereinfachung der Darstellung wird zunächst die erste Übertragungsanordnung
Die erste Übertragungsanordnung
The
Im weiteren Verlauf wird die erste Getriebezugmitteleinrichtung
Die ersten Ausgangsschnittstellen
Durch ein Bewegen des ersten Pedals
Es ist in jedem Zustand möglich, dass die Räder
Durch die Schraubenform der Wickelbahn
Diese Möglichkeit zu einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird für ein Schalten, vorzugsweise für ein stufenloses Schalten der Tretpedalvorrichtung
Wie sich wieder aus den
How to get out of the
Die Ausgangsschnittstellen
Die zweite Übertragungsanordnung
Eine Rückstellanordnung
Die Mechanik
Zur automatischen oder halbautomatischen Verstellung enthält die Mechanik
Die Tretpedalvorrichtung
Die zwei ersten Freilaufrollen
The two
In
Dargestellt ist ausgezogen der Käfig
Durch Drehung des Eingangs
Nun wird der Eingang
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Tretpedalvorrichtung Tretpedalvorrichtung
- 22
- Rad wheel
- 33
- Achse axis
- 44
- Pedalbaugruppe pedal assembly
- 55
- Getriebebaugruppe transmission assembly
- 6a, b6a, b
- Pedal pedal
- 77
- Führungseinrichtung guide means
- 8a, b8a, b
- Tragabschnitte carrying portions
- 9a, b9a, b
- Tretabschnitte pedaling sections
- 10a, b10a, b
- Führungsschienenpaar Pair of guide rails
- 1111
- Kopplungseinrichtung coupling device
- 1212
- Pedalzugmitteleinrichtung Pedalzugmitteleinrichtung
- 1313
- Pedalzugmittelabschnitt Pedalzugmittelabschnitt
- 1515
- Umlenkeinrichtung deflecting
- 17a, b17a, b
- Umlenkrolle idler pulley
- 19a, b19a, b
- Getriebezugmittelendabschnitt Getriebezugmittelendabschnitt
- 20a, b20a, b
- Übertragungsanordnung transmission arrangement
- 21a, b21a, b
- Getriebezugmitteleinrichtung Getriebezugmitteleinrichtung
- 22a, b 22a, b
- Freilaufrolle Free running reel
- 23a, b23a, b
- Eingangsschnittstelle Input interface
- 24a, b24a, b
- Seilabschnitt cable section
- 25a, b25a, b
- Umlenkrolle idler pulley
- 26a, b26a, b
- Umlenkrolle idler pulley
- 27a, b27a, b
- Führungsrolle leadership
- 28a, b28a, b
- Ausgangsschnittstelle Output interface
- 29a, b29a, b
- Führungsrolle leadership
- 3030
- Träger carrier
- 3131
- Linie line
- 32a, b32a, b
- Wickelbahn winding path
- 3333
- Rückstellanordnung Restoring arrangement
- 34a, b34a, b
- Rückstellzugmittel Rückstellzugmittel
- 100100
- Mechanik mechanics
- 102a, b102a, b
- Führungsschiene guide rail
- 104a, b104a, b
- Schlitten carriage
- 106106
- Aktuator actuator
- 110110
- Elektromotor electric motor
- 112112
- Gewindetrieb screw
- 200200
- Freilaufeinrichtung Freewheel device
- 202202
- Mitnahmerichtung driving direction
- 204204
- Eingang entrance
- 206206
- Abtrieb output
- 208208
- Mittellängsachse central longitudinal axis
- 210210
- Klemmrollenfreilauf Clamping roller freewheel
- 212212
- Schaltelement switching element
- 213213
- Käfig Cage
- 214214
- Klemmrolle pinch roller
- 216216
- Reibelement friction
- 218218
- Bezugselement reference element
- 220220
- Drehfeder torsion spring
- 222222
- Außenkontur outer contour
- 224224
- Position position
- 226226
- Pfeil arrow
- TT
- Tretrichtung pedaling
- VV
- Verstellrichtung adjustment
- AA
- Abstand distance
- FF
- Freiposition free position
- SS
- Sperrposition lock position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 93/01428 A1 [0005] WO 93/01428 A1 [0005]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016210956.1A DE102016210956A1 (en) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Pedal pedal device with freewheel device |
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DE102016210956.1A DE102016210956A1 (en) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Pedal pedal device with freewheel device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102016210956A1 true DE102016210956A1 (en) | 2017-12-21 |
Family
ID=60480986
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102016210956.1A Ceased DE102016210956A1 (en) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Pedal pedal device with freewheel device |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102016210956A1 (en) |
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- 2016-06-20 DE DE102016210956.1A patent/DE102016210956A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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|
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R003 | Refusal decision now final |