DE4415611A1

DE4415611A1 - Muscle-powered drive for land vehicles, watercraft and aircraft with an integrated steering system

Info

Publication number: DE4415611A1
Application number: DE19944415611
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Steinbock
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 1994-12-08

Abstract

The conventional drives have the disadvantage of only using a small portion of the body's muscular system, or they are technically very complex and prevent use in vehicles with several drivers. A drive having a fixed bearing for one pair of extremities and a track-guided carriage for the other pair of extremities and a fixed or releasable connection to a chain drive transmits the force of the forward motion of the moving pair of extremities to the hub of a running wheel. The return movement of the pair of extremities does not have any effect on the drive due to a freewheel in the hub or due to the releasable connection between the driving carriage and chain. The drive can be used for land vehicles, watercraft and aircraft and for stationary training devices for fitness training. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Muskelkraftantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a muscle power drive according to the Preamble of claim 1.

Die Erfindung bezieht sich somit auf einen Antrieb für muskelkraft betriebene Fahrzeuge zu Lande, zu Wasser oder in der Luft, sowie für stationäre Sportgeräte zur Körperertüchtigung. Sie bezieht sich insbesondere auf Fahrräder.The invention thus relates to a drive for muscle power operated vehicles on land, on water or in the air, as well as for stationary sports equipment for physical exercise. It relates especially on bicycles.

Es sind unterschiedliche Vorschläge bekannt geworden, um die Muskulatur eines Fahrers oder mehrerer Fahrer zum Antrieb eines Fahrzeuges auszunutzen, um die Arbeitsleistung zu optimieren, die Verletzungsgefahr zu minimieren und die Ermüdung möglichst gering zu halten.Various proposals have become known for the Muscles of one driver or several drivers to drive one Exploit vehicle to optimize the work performance To minimize the risk of injury and to minimize fatigue to keep.

So ist es bei dem gattungsgemäßen Stand der Technik nach der DE-OS 37 37 294 bekannt, Fußpedale mit einem Seilzug zu verbinden, deren Bewegung über Freiläufe auf das Hinterrad übertragen wird. Gleichzeitig sind aber die Pedale mit der Lenkung verbunden, so daß zum Antrieb eine gleichzeitige und gleichsinnige Bewegung der Arme und Beine notwendig sind und die Lenkung in nachteiliger Weise beeinflußt wird. Außerdem ist diese Ausführung eines Muskelkraftantriebes wegen der Menge der Antriebe und ihrer Wechselwirkungen wenig geeignet, mehrere Fahrer zur Antriebsleistung einzusetzen, wie es beim Fahrradtandem oder den Rudersportbooten mit mehreren Rudersitzen geschieht.So it is with the generic prior art according to DE-OS 37 37 294 known to connect foot pedals with a cable whose Motion is transferred to the rear wheel via freewheels. At the same time but the pedals are connected to the steering, so that the drive a simultaneous movement of the arms and legs in the same direction are necessary and the steering is adversely affected. In addition, this version of a muscle power drive because of Quantity of drives and their interactions not very suitable, use multiple drivers to drive power, as is the case with Bicycle tandem or rowing boats with multiple rowing seats happens.

Aus der DE-PS 88 425 ist ein Fahrradantrieb bekannt, dessen Fahrersitz um einen tiefliegenden Punkt des Rahmens in Längsrichtung schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkbewegung wird über eine Kette und Freiläufe auf das Hinterrad übertragen. Zur Arbeitsleistung muß sich der Fahrer angurten und die Hände und Füße auf Teile des Rahmens abstützen. Durch Ziehen der Arme wird der Oberkörper und damit die angegurtete Sitzlehne nach vorne bewegt, wobei der Sitz durch die Gurte mitgenommen wird. Beim Zurückschwenken wird diese Bewegung durch Strecken der Beine unterstützt. Es werden bei diesem Antrieb überwiegend die Arme des Fahrers beansprucht.From DE-PS 88 425 a bicycle drive is known, the driver's seat can be pivoted in the longitudinal direction about a low point of the frame is stored. The swivel movement is via a chain and freewheels transferred to the rear wheel. The driver has to work strap on and rest your hands and feet on parts of the frame. By pulling the arms, the upper body and thus the belted Seat back moves forward, the seat through the straps is taken away. When swiveling back, this movement supported by stretching the legs. With this drive predominantly strained the driver's arms.

Bei einem anderen Sitzantrieb nach US-PS 3979135 wird der Fahrersitz in Längsrichtung auf einer bogenförmigen Bahn geführt. Der Fahrer bewegt den Sitz, indem er sich auf rahmenfesten Lagerpunkten mit den Händen und Füßen abstützt und durch Strecken der Beine und Arme den Sitz bewegt. Der Sitz ist durch einen Kettenzug und ein Freilaufsystem mit dem Antriebsrad, das hinten liegt, verbunden. In another seat drive according to US-PS 3979135 the driver's seat guided in the longitudinal direction on an arcuate path. The driver moves the seat by resting on the frame-fixed bearing points with the Hands and feet supported and by stretching the legs and arms Seat moves. The seat is through a chain hoist and a freewheel system connected to the rear wheel.

Bei einem Antrieb nach WO 91/08943 sind mindestens 2 Antriebe über Freiläufe auf eine senkrechte Achse geleitet. Bis auf den Sitzantrieb weisen alle Antriebe für die Extremitäten und die Schultern eine Führung auf einer Kreisbahn aus. Infolge der mindestens zwei kombinierten Antriebe ist dieser Antrieb technisch aufwendig und behindert den Fahrer beim Ein- und Aussteigen. Bei einem Unfall könnten durch die zahlreichen Stangen und Antriebsmittel leicht Verletzungen entstehen.In a drive according to WO 91/08943, at least 2 drives are over Freewheels guided on a vertical axis. Except for the seat drive all drives for the extremities and shoulders have a guide on a circular path. As a result of the at least two combined Drives this drive is technically complex and hinders the driver when getting on and off. In an accident, the numerous rods and drive means easily injuries occur.

Weitere bekannte Muskelantriebe werden im Folgenden beschrieben und ihre Vorteile und Nachteile diskutiert.Further known muscle drives are described and below their advantages and disadvantages discussed.

Pedal crank drives

Für Muskelkraftantriebe wird bei Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen heute hauptsächlich der Tretkurbelantrieb verwendet (Zweirad mit Fußtretkurbel oder Tretrad mit zusätzlicher Handkurbel, Wassertretrad, Muskelkraftflugzeug "Gossamer Albatros"). Bei diesem Antrieb werden zwei um 180 Grad versetzte Kurbeln durch beide Füße und/oder beide Hände gedreht und die Drehbewegung vom damit verbundenen Kurbelrad über eine geschlossene Rollenkette auf ein Antriebsritzel übertragen.For muscle power drives in land, water and aircraft Today mainly the pedal crank drive is used (two-wheel with Pedal crank or pedal bike with additional hand crank, water pedal bike, Muscle aircraft "Gossamer Albatros"). With this drive two cranks offset by 180 degrees by both feet and / or both Hands turned and the rotary motion of the associated Crank wheel via a closed roller chain on a drive sprocket transfer.

Bei der aufrechten Stellung des Körpers wird auf diese Weise eine dem Laufen anatomisch ähnliche Bewegung der Füße und Beine in eine Drehbewegung eines antreibenden Rades gewandelt. Dabei werden aber die folgenden Nachteile in Kauf genommen:In this way, when the body is in an upright position, it becomes a Run anatomically similar movement of the feet and legs into one Rotation of a driving wheel changed. But here accepted the following disadvantages:

1. The maximum torque on the crank wheel is by body weight limited by about 75 kg and the pedal crank radius.
2. The effective path with a crank revolution is only 1 / π des Circumference of the rotation of the feet because only that Downward movement of one foot contributes to the drive and the Movement in the lower, upper and rear part of the crank circle remain inactive.
3. By the 180 degrees phase shifted rotation of the two Feet (hands) is the hip joint (shoulder joint) the fixed bearing point and the working stroke is limited to a maximum of 50 cm. Same thing Basically, only one foot (hand) moves at a time Working direction. The core muscles are therefore only limited used for work. If one leg has restricted movement the pedal crank mechanism can only be operated with aids: The healthy leg must then be used again with a pedal shoe pulling up. The phase-shifted rotation of the legs causes also a pendulum movement of the single-track vehicle caused by corresponding steering movements must be compensated.
4. The chest and diaphragmatic breathing is due to the rigid posture not supported by arms and body from the sequence of movements.
5. The effective area for drag depends on the Body height and width from and is about for normal people 0.4 sqm.
6. The drag coefficient c w for a vertical driver is approximately 0.88 and is significantly higher than for a spindle-shaped body.

Die vom Normalmenschen auf dem Fahrrad erzielbare Dauerleistung ist deshalb wegen 5 und 6 bei etwa 30 km/h gleich der Leistung der Luftreibungskräfte die am Körper und Fahrzeug angreifen.The continuous output achievable by normal people on a bike is therefore because of 5 and 6 at about 30 km / h equal to the performance of the Air friction forces that attack the body and vehicle.

7. The length of the leg bones from the hip joint to the tips of the feet determines the optimal distance from the center of the pedal crank to Saddle point. That's why children can't yet Riding adult bikes because they cannot reach the pedals. In particular, the saddle height must be individually adjusted for each driver become.
8. In a bicycle tandem with two or N riders, the Pedal crank drive always N pedal cranks, N closed chains and N + 1 Pinion (N large sprockets and 1 drive pinion) required. Of the Multi-strand chain drive is inherently more prone to failure and with increased Weary as a single-strand chain drive. Because of the rigid mechanical coupling of the individual chain runs can occur individual driver only rest when he takes his feet off the pedals and can rest on fixed footrests on the frame. A coupling of the individual pedal cranks to the chain runs via a front freewheel system as for example carried out by the Shimano company the individual driver to rest independently of the others, but still requires N chain sprockets and N chain sprockets.

Rudder drive

Der bekannte Ruderantrieb für Rudersportboote besteht aus einer mit dem Boot fest verbundenen geneigten Fußplatte mit Fußriemen zur Fixierung der Füße, einem Gesäßwagen geführt auf 4 Rollen in zwei U-förmigen Schienen und einem oder zwei Hebeln mit Ruderblättern am äußeren Hebelarm und Handgriffen am inneren Hebelarm. Die Hände führen eine hin- und hergehende Bewegung aus, die etwa eine Ellipse auf einer Kugelfläche beschreiben. Der Fahrer sitzt mit dem Rücken zur Fahrtrichtung. Bei Beginn der ziehenden Bewegung der Hände wird das Ruderblatt durch Drehung des Ruderschaftes in der drehbaren Dolle senkrecht gestellt und in das Wasser getaucht, so daß es dort in Richtung der Bootsachse einen hohen Widerstandsbeiwert hat. Am inneren Ende des Ruderhebels greifen die Hände an und das Boot wird von den Füßen unter Arbeitsleistung der Bein- Körper- und Armmuskeln nach vorn getrieben. Der Impuls der mit dem Ruderblatt nach hinten bewegten Wassermenge wird entsprechend dem Prinzip Actio gleich Reactio als Vorwärtsimpuls auf das Boot übertragen. Zu Beginn der zurückholenden Bewegung werden die Ruderblätter aus dem Wasser gehoben und waagerecht gestellt, so daß die Blattbewegung nach vorn mit geringem Luftwiderstand behaftet ist.The well-known rudder drive for rowing boats consists of a inclined footplate firmly attached to the boat with foot straps Fixation of the feet, a buttock run on 4 wheels in two U-shaped rails and one or two levers with rudder blades on outer lever arm and handles on the inner lever arm. Hands perform a back-and-forth motion that is about an ellipse describe on a spherical surface. The driver sits with his back to Direction of travel. At the beginning of the pulling movement of the hands it will Rudder blade by turning the rudder shaft in the rotating oarlock placed vertically and immersed in the water so that it is there towards the boat axle has a high drag coefficient. At the inner end the rudder lever grips the hands and the boat gets off the feet with the work of the leg, body and arm muscles forward driven. The impulse of moving backwards with the rudder blade According to the Actio principle, the amount of water is equal to Reactio Transfer forward impulse to the boat. At the beginning of the returning The rudder blades are lifted out of the water and move placed horizontally so that the sheet movement forward with little Air resistance is affected.

Ein Vorteil beim Rollsitzrudern gegenüber anderen Antriebsformen besteht darin, daß die Bein-, Rumpf- und Armmuskeln beider Seiten zusammen und gleichsinnig eingesetzt werden. Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß der parasitäre Energieaufwand für die Aufrechterhaltung der sitzenden Position geringer als für das Stehen (Zweirad) oder Knieen (Kanu) ist. Ein weiterer Vorteil des Rollsitzruderns zum Beispiel gegenüber dem Wassertretkurbelrad mit senkrechter Körperhaltung ist die hockende Körperhaltung, die einen niedrigen Luftwiderstand zur Folge hat. Außerdem wird durch die gleichzeitige Bewegung der Extremitätenpaare die Zwerchfell- und Brustkorbatmung unterstützt.This is an advantage when rolling rowing over other forms of drive consists of the leg, trunk and arm muscles on both sides used together and in the same direction. A second advantage is that the parasitic energy expenditure for the Maintaining the sitting position less than for standing (Two-wheeler) or knees (canoe). Another advantage of Roll-seat oars, for example, opposite the water pedal crank wheel vertical posture is the crouching posture that one low air resistance. In addition, the simultaneous movement of the pairs of extremities the diaphragm and Chest breathing is supported.

Als Nachteile des Ruderantriebes mit drehbaren Dollen und Rollsitz sind aber zu nennen:Disadvantages of the rudder drive with rotatable oarlocks and rolling seat are but to name:

1. The back and forth movement of the arms is not a purely linear one Movement but approximately an ellipse on a spherical surface. The guidance on this ellipse must be done by physical strength become.
2. The oars must be turned twice around their axis per working period against and especially during the working stroke in the water Interfering forces from waves and boat are kept vertical.
3. When sculling, the oars must be pulled offset in order to pinching the thumbs or jamming the lever ends prevent.
4. The belt is pulled on one side with corresponding negative Effects on power development and posture.
5. The rower sits with his back in the direction of travel and can The vehicle is therefore only steered via a mirror or is on a helmsman instructed who sits in the direction of travel and controls the steering.
6. The wheelchair can, for example, in strong waves from the Jump web guide because there is no web guide upwards.
7. The leverage of the oars by the movable oarlocks is fixed. Larger translations with longer oars lead to more difficult ones Rudder levers with consequent parasitic leaders who are not serve as propulsion. Variable ratios are up while driving not known now.
8. In the event of uneven application of force to the rudder blade pairs when Skullen or by different physical strength of the rowers when Belt is caused by uneven torque on both sides Steering of the boat affected.
9. In the case of rudder drives with several drivers, all rowers must have the Do rowing movements at the same time, because a rower who is wants to rest, disturbs the movements of others. A resting individual Rowing while driving is therefore only possible if through Do not hold up the rudder blades the movement of the other rudders is disturbed. The control lever must be held down for this uncomfortable and also requires strength.

Connecting rod drive

Für Kriegsversehrte, die ein oder zwei Beine verloren hatten, wurden 3-Rad-Fahrzeuge gebaut, die auf jeder Seite einen beweglichen Handhebel mit Griff aufwiesen, der über ein Pleuel auf eines oder beide Hinterräder wirkte und diese in Drehung versetzte. Die Handhebel wurden mit der Kraft der Arme betätigt und die Körpermuskeln blieben weitgehend in Ruhe. Dieser Antrieb hat sich für Sportfahrzeuge nicht durchgesetzt, weil nur die Arbeit der Arme und Hände zum Vortrieb benutzt wird.For war victims who had lost a leg or two were 3-wheel vehicles built that have a movable on each side Hand levers with a handle that had a connecting rod on one or both Rear wheels worked and set them in rotation. The hand levers were operated with the strength of the arms and the body muscles remained largely at rest. This drive did not work for sports vehicles enforced because only the work of the arms and hands to propel is used.

Alle vorbeschriebenen Antriebe haben den Nachteil, daß entweder nur einzelne Körperteile zum Antrieb eingesetzt werden, oder daß die Arbeit der einzelnen Körperteile über jeweils verschieden Teilantriebe über eine Anzahl von Differentialen und Freiläufen auf eine Antriebsachse geführt werden, die dann erst ein Laufrad antreibt. Oder die Vervielfachung der Antriebskräfte durch mehrere arbeitsleistende Fahrer ist wegen der komplexen Antriebe nur mit erhöhtem mechanischen Aufwand möglich.All drives described above have the disadvantage that either only individual body parts are used to drive, or that work of the individual body parts via different partial drives via one Number of differentials and freewheels guided on a drive axle which then drives an impeller. Or the multiplication of the Driving forces from multiple drivers performing work is due to the complex drives only possible with increased mechanical effort.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zu schaffen, bei demIn contrast, the invention has for its object a drive to create where

1. the movement of as many muscle pairs as possible in the body and the extremities can be used to drive, similar to the Movement when propelling rowing boats with wheel seats and rotating oarlocks.
2. At the same time, the steering of the vehicle should be unaffected be easily possible by the drive movements and the Drivers sit in the direction of travel and can also see forward.
3. In addition, by placing several drives in series, similar to the bicycle tandem or rowing boats multiple rudder seats the drive power in a simple manner can be multiplied.
4. These three aforementioned tasks of the drive should be done with one the smallest possible number of function groups are carried out and the already known force transducers such as multi-speed hubs and Derailleurs should be used in a simple manner.

Der Stand der Technik des Zweiradantriebes wird deshalb in den folgenden Punkten vorausgesetztThe state of the art of two-wheel drive is therefore in the assuming the following points

1. the forward movement of a roller chain, a toothed belt or a cable pull is rotated by a pinion in the much larger impeller and thus into a strongly translated, forward movement of the axle and thus the vehicle changed.
2. The devices common today such as derailleur with or without Freewheel, hub gear with or without freewheel and with or without Coaster brake.

Die Erfindungsaufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Antrieb durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 sowie durch die Merkmale der Unteransprüche gelöst. Auf diese Weise wird ein Antriebssystem geschaffen, welches möglichst viele Muskelpaargruppen des Fahrers ausnützt und gleichzeitig die Möglichkeit bietet, einzelne Muskelgruppen je nach Wunsch zum Arbeitseinsatz zu bringen oder auszuruhen.The task of the invention is in the generic drive by characterizing features of claim 1 and by the Features of the subclaims solved. This way, a Drive system created, which as many muscle pairs as possible of the driver and at the same time offers the possibility of individual Bring muscle groups to work as desired or to rest.

So werden beim Verbleiben des Gesäßes auf dem festen Sitz und einem festem Handpaarlager zunächst nur die Beinmuskelpaare eingesetzt. So when the buttocks remain on the firm seat and one fixed hand pair bearing initially only the leg muscle pairs inserted.

Nach Willen des Fahrers kann er aber auch das Gesäß vom Sitz heben und mit dem ganzen Körper durch Anbeugen der Arme unter der Lenkstange hindurch nach vorn schwingen und auf diese Weise mehr Körpermuskelpaare zum Einsatz bringen.The driver can also lift the buttocks off the seat at will and with the whole body by bending the arms under the Swing the handlebar forward and more in this way Use body muscle pairs.

Es kann aber auch bei festem Fuß- und Gesäßlager ein Handantriebswagen bewegt werden, der mit einem Kettenstrang fest verbunden ist. Bei dieser Anordnung werden Arm- und Körpermuskeln zur Arbeitsleistung herangezogen. Diese Anordnung ist deshalb besonders geeignet, um querschnittsgelähmten Fahrern ein zügiges Fahren mit den verbleibenden Muskelgruppen des Körpers und der Arme zu ermöglichen.But it can also be a firm foot and buttocks Manual drive car can be moved, fixed with a chain strand connected is. With this arrangement, arm and body muscles become used for work performance. This arrangement is therefore Particularly suitable to speedy paraplegic drivers Driving with the remaining muscle groups of the body and arms to enable.

Zum Antrieb ist es vorteilhaft, jeweils Muskelpaare gleichsinnig und gleichzeitig einzusetzen. Bei einseitig Körperbehinderten können aber auch die verbleibenden linken oder rechten Muskelgruppen allein zum Antrieb verwendet werden, ohne daß weitere Vorrichtungen zu Hilfe genommen werden müßten.It is advantageous to drive each muscle pair in the same direction and to use simultaneously. With one-sided physically handicapped people, however also the remaining left or right muscle groups alone for Drive can be used without additional devices to help should be taken.

Die Lenkung wird vorteilhafterweise von dem Körperteil bewirkt, das am Rahmen fest angreift. Auf diese Weise kann die Erzeugung der Lenkkräfte ohne Störung durch die Antriebskräfte erfolgen. Bei festem Lager des Handpaares kann die Handlagerung zum Beispiel in bekannter Weise als Lenkstange mit annähernd senkrechter Achse ausgeführt werden und die Lenkkräfte durch Seilzüge oder Stoßstangen auf das gelenkte Rad oder die Steuerfläche des Fahrzeuge bei Luft- und Wasserfahrzeugen übertragen werden.The steering is advantageously effected by the part of the body that firmly attached to the frame. In this way, the generation of Steering forces occur without interference from the driving forces. With firm Bearings of the pair of hands can be stored in a known position, for example Way executed as a handlebar with an approximately vertical axis and the steering forces through cables or bumpers on the steered wheel or the control surface of the vehicle at air and Watercraft are transmitted.

Bei festem Fußpaarlager kann die Winkelstellung des Fußpedales auf die Lenkachse durch Seilzüge oder direkt übertragen werden.With a fixed pair of feet, the angular position of the foot pedal can be adjusted to Steering axle can be transmitted by cables or directly.

Bei festem Gesäßlager kann die Winkelstellung des um eine senkrechte Achse drehbar gelagerten Sitzes auf die Lenkachse übertragen werden.With a fixed buttock bearing, the angular position can be changed by a vertical Axis rotatably mounted seat are transmitted to the steering axis.

Die sitzende Position mit den vorgestreckten oder angewinkelten Beinen ergibt eine geringere Luftwiderstandsfläche als die stehende.The sitting position with the legs extended or bent results in a smaller air resistance area than the standing one.

Außerdem kann in einfacher Weise die Antriebskraft durch mehrere hintereinandergesetzte Fahrer vergrößert werden, ohne daß der bauliche Aufwand wesentlich größer als beim Einzelantrieb ist. So können bei mehreren Fahrern die Antriebswagen auf der gleichen Bahn geführt werden und alle Antriebswagen mit demselben Seilzug verbunden werden, der die Rollenkette des Antriebsritzels in Arbeitsrichtung zieht oder alle Antriebswagen werden mit der einzigen Rollenkette fest verbunden. In addition, the driving force can easily by several Drivers placed one behind the other can be enlarged without the structural Effort is much greater than with a single drive. So at several drivers led the drive car on the same track and all drive cars are connected with the same cable that pulls the roller chain of the drive pinion in the working direction or all drive cars are fixed with the single roller chain connected.

Die Antriebsnabe und das rückführende Kettenrad können vertauscht werden, so daß sowohl die hintere als auch die vordere Achse angetrieben werden können.The drive hub and the return sprocket can be interchanged are driven so that both the rear and the front axle can be.

Entsprechend dem Achsabstand der beiden Ritzel können so hin- und hergehende lineare Bewegungen beliebiger Spannweite in die Drehbewegung eines Antriebsrades gewandelt werden. Weil die Spannweite nicht vorgegeben ist, können Fahrer aller Größen einen Antrieb benutzen, der für die größte Körperlänge konstruiert ist. Insbesondere können Kinder auch schon Antriebe für Erwachsene ohne weitere Einstellungen benutzen.Depending on the center distance of the two pinions, you can go back and forth linear movements of any span in the Rotational movement of a drive wheel can be converted. Because the Range is not specified, drivers of all sizes can choose one Use a drive that is designed for the greatest body length. In particular, children can already have drives for adults without use other settings.

Die maximale Kraftausübung auf den Antrieb wird nur durch die Muskelkraft und die Festigkeit der Antriebskonstruktion bestimmt und nicht durch die Schwerkraft wie beim Fahrrad mit stehendem Fahrer über der Tretkurbel.The maximum force exerted on the drive is only determined by the Muscle strength and the strength of the drive structure are determined and not by gravity as with a bicycle with the rider over the crank.

Der Fahrer sitzt in Fahrtrichtung.The driver sits in the direction of travel.

Der Antrieb wird durch Störkräfte des Tragemediums (Boden, Wasser oder Luft) nicht in seiner Funktion gestört.The drive is affected by interference from the carrier medium (soil, water or air) not impaired in its function.

Die Fuß-, Bein-, Rumpf- Arm- und Handmuskeln werden zusammen und in symmetrischer Weise zur Antriebsleistung eingesetzt. Dadurch sind entweder höhere Leistungen zu erzielen oder die Antriebsleistung wird besser auf die einzelnen Muskelgruppen verteilt. Durch die symmetrische Bewegung der Arme und des Rumpfes wird die Brustkorb- und Zwerchfellatmung angeregt.The foot, leg, trunk, arm and hand muscles become together and used in a symmetrical way to drive power. Thereby are either higher performance to achieve or the drive power is better distributed to the individual muscle groups. Through the symmetrical movement of the arms and trunk is the chest and stimulated diaphragmatic breathing.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Antriebes enthalten die Unteransprüche.Advantageous further developments of the drive contain the Subclaims.

So wird z. B. nach Anspruch 2 die Bewegung des Körpers nach vorn durch einen zusätzlichen frei beweglichen Gesäßwagen unterstützt und geführt. Auf diese Weise werden keine parasitären Kräfte für die Haltung des Körpers zwischen Fußantrieb und Handlagerpunkt verbraucht.So z. B. according to claim 2, the movement of the body forward supported by an additional freely movable buttock and guided. This way, no parasitic forces for keeping of the body between the foot drive and the hand support point.

Weiterhin laufen nach Anspruch 3 Antriebswagen und Gesäßwagen auf den gleichen Bahnen, so daß der bauliche Aufwand für die Bahnführungen zweier Wagen nicht wesentlich vergrößert wird. Beim Mehrfahrerantrieb kann jeder Gesäßwagen gleichzeitig die Fußpedale des dahinter sitzenden Fahrers aufnehmen, so daß die Anzahl der Rollwagen bei N-Fahrern nur N+1 beträgt.Furthermore, drive cars and buttocks run on according to claim 3 the same tracks, so that the construction effort for the Paths of two cars are not significantly enlarged. At the Each seat car can power the pedals at the same time with multiple drivers of the driver sitting behind it, so that the number of Trolleys for N drivers is only N + 1.

Anspruch 5 beschreibt eine Ausführung der Bahnführung des Pedalwagens und gegebenenfalls des Gesäßwagens durch 4 Bahnen und jeweils mindestens 6 Rollen für jeden Wagen. Diese Bahnführung erfordert nicht die Wirkung der Schwerkraft und gewährleistet die Bahnführung auch dann, wenn Störkräfte wie Zentrifugalkraft in der Kurve, Beschleunigungskräfte durch Bodenunebenheiten o. ä. auf die Rollwagen von unten oder von der Seite einwirken.Claim 5 describes an embodiment of the web guide of Pedal cart and, if necessary, the buttock by 4 tracks and at least 6 roles for each car. This web guide does not require the action of gravity and ensures that Web guidance even when disruptive forces such as centrifugal force in the Curve, acceleration forces due to uneven ground or the like on the Act on the trolley from below or from the side.

Im Anspruch 6 wird anstatt der festen Verbindung zwischen Antriebswagen und Rollenkette eine gefederte Sperrklinke eingeführt. Damit ist der Freilauf in der Antriebsnabe nicht mehr notwendig und es können auch Antriebsnaben mit Rücktrittbremse verwendet werden. Somit sind alle im Handel erhältlichen Ketten- und Nabenschaltungen einsetzbar. Beim Mehrfahrerantrieb brauchen sich die Fahrer nicht mehr gleichzeitig in Arbeitsrichtung bewegen, sondern können unabhängig voneinander ihre Bewegungen ausführen.In claim 6, instead of the fixed connection between Drive carriage and roller chain introduced a spring-loaded pawl. This means that freewheeling in the drive hub is no longer necessary and it is drive hubs with coaster brake can also be used. All chain and hub gears are commercially available applicable. With multi-driver drive, the drivers no longer need each other move simultaneously in the direction of work, but can be independent perform their movements from each other.

Nach Anspruch 7 wird die Bahnführung in etwa horizontal ausgeführt. Daraus folgt eine hockende bzw. liegende Körperstellung, deren Luftwiderstandsbeiwert und deren dem Wind entgegengestellte Fläche kleiner als im Stehen ist. Das Fahrzeug ist deshalb leichter durch ein Gehäuse in windschnittige Form zu bringen.According to claim 7, the web guide is carried out approximately horizontally. This results in a crouching or lying body position, whose Drag coefficient and its area opposite to the wind is smaller than standing. The vehicle is therefore lighter by one Bring housing into streamlined shape.

Nach Anspruch 8 werden Fuß- und Gesäßwagen auf nach vorn ansteigender Bahn geführt. Die Arbeitsbewegung nach vorn erfolgt deshalb zusätzlich zum Antriebswiderstand auch gegen die Schwerkraft. Die gespeicherte potentielle Energie des Fahrers wird deshalb bei der zurückgehenden Bewegung gemäß dem Prinzip Actio-Reactio in Bewegungsenergie des Fahrzeuges umgesetzt und unterstützt die Rückkehrbewegung. Außerdem kehren die Rollwagen ohne Fahrer von allein in die Ausgangsposition an hinteren Ende der Bahn zurück.According to claim 8, foot and buttocks are forward ascending path. The work movement forward therefore in addition to the drive resistance against gravity. The driver's stored potential energy is therefore stored in the declining movement according to the principle of Actio-Reactio in Movement energy of the vehicle implemented and supported Return movement. In addition, the trolleys sweep off without a driver back to the starting position alone at the rear end of the track.

Nach Anspruch 9 wird die Kraftübertragung zwischen Antriebswagen und Rollenkette durch ein in die Kette eingreifendes Ritzel bewirkt, dessen Freilauf oder Blockieren durch die Winkelstellung der Pedale gesteuert wird. Dadurch kann der Fahrer an jeder Stelle der Bahnbewegung vom Antrieb in den Freilauf oder sogar in eine rückwärtige Bewegung mit Betätigung der Rücktrittbremse übergehen. Bei mehreren Fahrern können die Fahrer unabhängig voneinander ausruhen ohne die Arbeitsbewegung der anderen Fahrer zu stören.According to claim 9, the power transmission between drive cars and roller chain caused by a pinion engaging in the chain, its freewheeling or blocking by the angular position of the pedals is controlled. This means that the driver can at any point Path movement from the drive into the freewheel or even into one Skip backward movement by actuating the coaster brake. If there are several drivers, the drivers can work independently rest without disturbing the work movement of the other drivers.

Nach Anspruch 10 wird die Bahnführung auf einem zentralen Längsträger ausgeführt. Auf diese Weise kann ein Landfahrzeug als einspuriges Zweirad in platzsparender Weise ausgeführt werden, weil die handelsüblichen Laufräder mit Antriebsnaben von etwa 120 mm Breite in den Raum zwischen dem linken und rechten Pedal des Antriebswagens passen.According to claim 10, the web guide is on a central Side member executed. In this way, a land vehicle can be considered single-track two-wheeler in a space-saving manner because the commercially available impellers with drive hubs of about 120 mm width in the space between the left and right pedal of the Drive car fit.

Nach Anspruch 11 greifen sowohl in den oberen hingehenden als auch in den unteren zurückgehenden Kettenstrang jeweils zwei gesteuerte Ritzel ein, so daß unabhängig von der Bewegung des Antriebswagens die Kette immer in der gleichen Richtung bewegt wird. Damit fallen weitere Einschränkungen in der Benutzung von handelsüblichen Antriebsnaben weg. Ähnlich wie bei Anspruch 8 kann bei mehreren Fahrern jeder Fahrer sich unabhängig von den anderen aus der Antriebsleistung ausklinken.According to claim 11 reach both in the upper going as well two controlled in each case in the lower returning chain strand Pinion so that regardless of the movement of the drive car Chain is always moved in the same direction. With that, more fall Restrictions on the use of commercially available drive hubs path. Similar to claim 8, with multiple drivers, each driver can disengage from the drive power independently of the others.

Nach Anspruch 12 wird eine offene Kette verwendet, die mit einer Feder am Rahmen befestigt ist und mit dem anderen Ende mit dem Antriebswagen verbunden ist. Ähnlich wie nach Anspruch 5 wird damit ein Teil der Antriebsenergie gespeichert und unterstützt dann die zurückgehende Bewegung der Antriebswagen.According to claim 12, an open chain is used with a spring attached to the frame and the other end to the Drive car is connected. Similar to claim 5 part of the drive energy is stored and then supports the declining movement of the drive car.

Nach Anspruch 13 werden beide Ritzel der geschlossenen Rollenkette mit Naben versehen, deren Freiläufe gegensinnig zur Wirkung kommen. Damit kann mit einer festen Verbindung zwischen Kette und Antriebswagen sowohl die hin- als auch die zurückgehende Bewegung an den zwei Antriebsnaben zur Fortbewegung genutzt werden.According to claim 13, both sprockets of the closed roller chain provided with hubs, the freewheels of which have an opposite effect. So that with a firm connection between chain and Drive car both the return and return movement on the two drive hubs can be used for locomotion.

Gemäß Anspruch 14 können zur Führung auf der Bahn auch vier Linearkugellager Verwendung finden. Diese führen die Muskelkräfte nicht nur auf acht beweglichen Punkten wie bei der Rollenführung sondern auf der ganzen Länge der Kugelbahnen der Linearkugellager. Störende Momente infolge Unebenheiten des Fahrweges oder infolge der asymmetrischen Zugmittelanbindung des Antriebswagens werden dadurch von der Bahnführung verschleißärmer aufgenommen.According to claim 14, four can also be used for guidance on the track Find linear ball bearings. These lead the muscle strength not only on eight moving points like the roller guide but over the entire length of the ball tracks of the linear ball bearings. Disturbing moments due to unevenness in the route or as a result of asymmetrical traction device connection of the drive car thereby absorbed by the web guide with less wear.

In weiterer Vereinfachung der Bahnführung werden die Bahnen so auf dem Träger angeordnet, daß ein Wagen nur mehr durch vier V-Nuten-Rollen mit senkrechter Achse gelagert werden kann. Die beiden Flanken der V-Nuten schon einer Rolle gewährleisten auf diese Weise einerseits die Führung gegen die Schwerkraft als auch Führung gegen Störkräfte des Weges die durch Schlaglöcher o. ä. hervorgerufen werden. Die symmetrische Anordnung der Bahnen oben auf einem kreisförmigen oder ovalen Rohr mit einem Winkel von etwa 60 Grad zur senkrechten Symmetrieebene hat die folgenden Vorteile: Das Trägerrohr weist auf Grund seiner Form die höchste Steifigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen und Torsionen auf. Die Rollwagen können oberhalb des Trägerrohres frei in Längsrichtung bewegt werden, nehmen andererseits aber alle Kräfte quer zur Längsachse und alle Drehmomente auf und leiten sie in das Trägerrohr ein, wo sie antriebsunwirksam bleiben. In a further simplification of the web guidance, the webs are opened in this way the carrier ordered that a car only by four V-groove rollers with a vertical axis can be stored. The two In this way, flanks of the V-grooves already guarantee a roll on the one hand leadership against gravity and leadership against Interfering forces on the path caused by potholes or the like. The symmetrical arrangement of the tracks on top of a circular or oval tube with an angle of about 60 degrees to the vertical The plane of symmetry has the following advantages: The carrier tube has Due to its shape, the highest rigidity compared to Bending stresses and torsions. The trolleys can can be moved freely in the longitudinal direction above the carrier tube, on the other hand, however, take all forces transversely to the longitudinal axis and all Torques and introduce them into the carrier tube, where they remain inactive.

Im Anspruch 16 wird durch die Verwendung von nur mehr zwei Linearkugellagern die gleiche vorteilhafte Bahnführung wie nach Anspruch 15 erreicht. Der zusätzliche Vorteil ist wieder wie schon bei Anspruch 14 die bessere Verteilung der Krafteinleitung zwischen Wagen und Bahn auf viele Lagerkugeln.In claim 16, by using only two more Linear ball bearings the same advantageous path guidance as after Claim 15 reached. The additional advantage is again the same as for Claim 14 the better distribution of force transmission between cars and track on many bearing balls.

Durch die Erfindung wird somit ein muskelkraftbetriebener Antrieb für Fahrzeuge aller Art und in allen Medien geschaffen. Durch das Zusammenwirken der einzelnen Muskelpaargruppen auf einen einzigen Antrieb ist eine optimale Ausnutzung der vorhandenen Muskelkräfte möglich. Dadurch kann gegenüber dem Stand der Technik eine wesentlich höhere Gesamtleistung erbracht werden. Es ist aber auch möglich, durch Ausnutzung nur einzelner Muskelpaargruppen oder beliebig kombinierter Muskelpaargruppen die anderen ruhen zu lassen. Dadurch kann die Fahrdauer wesentlich verlängert werden, wenn zum Beispiel einzelne Muskelgruppen bereits ermüdet sind, andere aber noch leistungsfähig sind.The invention thus becomes a muscle-powered drive for Vehicles of all kinds and created in all media. By the Interaction of the individual muscle pair groups on a single one Drive is an optimal use of the existing muscle strength possible. This can be compared to the prior art much higher overall performance. It is also possible, by using only individual muscle pair groups or any combination of muscle pairs to let the others rest. As a result, the driving time can be significantly extended if at Example individual muscle groups are already tired, but others are still are efficient.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß Körperbehinderte den Antrieb nutzen können, solange nur eine Muskelgruppe des Körpers oder der Extremitäten zur Arbeitsleistung herangezogen werden kann.Another possibility is that the physically disabled Can use drive as long as only one muscle group of the body or the extremities can be used for work performance.

Der Antrieb kann auch bei Wasserfahrzeugen Anwendung finden, wenn die Drehbewegung der Antriebsnabe in bekannter Weise durch ein Wasserrad oder eine Kegelradübersetzung auf einen Propeller übertragen wird. Damit sind nun Sportboote möglich, die wie jetzt üblich ein, zwei, vier oder acht Sportler auf einem Fahrzeug zur gemeinsamen Arbeitsleistung einsetzen. Wegen der höheren Effizienz des Antriebes sind damit höhere Geschwindigkeiten erzielbar.The drive can also be used in watercraft if the rotational movement of the drive hub in a known manner by a Transfer the waterwheel or a bevel gear ratio to a propeller becomes. Sports boats are now possible, which as usual now have one, two, four or eight athletes on a vehicle for common Use work performance. Because of the higher efficiency of the drive higher speeds can be achieved.

Bei Luftfahrzeugen kann der neue Antrieb ebenfalls Anwendung finden, indem die Drehung der Antriebsnabe durch ein Kegelradgetriebe auf eine in Längsrichtung verlaufende Achse übertragen wird, auf der ein Propeller Vortriebskraft in der Luft erzeugt. Die höhere Effizienz des neuen Antriebes gegenüber dem bis jetzt verwendeten Tretkurbelantrieb für Luftfahrzeuge führt damit zu längerer Flugdauer beim Einzelfahrer. Die bis jetzt beschränkte Nutzung des Muskelkraftflugzeuges auf wenige gut trainierte Hochleistungssportler wird damit einer größeren Zahl von Sportlern möglich. Die Möglichkeit des Antriebes durch zwei oder mehr Sportler erhöht einerseits die Sicherheit des Fluges durch die Redundanz von mehreren Antriebsquellen und erhöht andererseits die Dauer des Fluges gegenüber einem Einzelflieger.The new drive can also be used in aircraft, by rotating the drive hub through a bevel gear longitudinal axis is transmitted on the one Propeller generates propulsive force in the air. The higher efficiency of the new drive compared to the pedal crank drive used up to now for aircraft, this leads to longer flight times for the individual driver. The so far limited use of the muscle power plane to a few well-trained high-performance athletes will become a larger number of Possible for athletes. The possibility of driving by two or more On the one hand, athletes increase the safety of the flight through redundancy from multiple drive sources and on the other hand increases the duration of the Flight versus a single pilot.

In bekannter Weise kann der Antrieb auch in einem Trainingsgerät zur Körperertüchtigung verwendet werden.In a known manner, the drive can also be used in a training device Exercise can be used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Fig. 1 bis 10 im Folgenden beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to FIGS. 1 to 10. Show it:

Fig. 1: Ansicht des Antriebes von oben, Fig. 1: View of the actuator from above,

Fig. 2: Querschnitt auf der Höhe des Pedalwagens, Fig. 2: cross-section at the height of the pedal carriage,

Fig. 3: Ansicht von der Seite, Fig. 3: view from the side,

Fig. 4: Seitenansicht zu Beginn eines Arbeitshubes, Fig. 4: side view at the beginning of the working stroke,

Fig. 5: Seitenansicht am Ende eines Arbeitshubes, Fig. 5: side view of the end of a working stroke,

Fig. 6: gesteuerte Kettenmitnahme durch Reibkupplung, Fig. 6: chains controlled by the friction clutch,

Fig. 7: Querschnitt durch einen Antrieb mit Zentralträger, FIG. 7 is cross-section through a drive with central support

Fig. 8: Querschnitt durch einen Antrieb mit nur zwei Paar Laufrollen, Fig. 8: cross section through a drive with only two pairs of rollers

Fig. 9: Seitenansicht eines Antriebes mit Zentralträger, Fig. 9: side view of a drive with central support,

Fig. 10. Draufsicht eines Antriebes mit Zentralträger. Fig. 10. Top view of a drive with a central support.

In den Figuren ist ein Muskelkraftantrieb für Fahrzeuge mit Sitz und Rahmen dargestellt, bei welchem Bewegungen des Fahrers mittels hin- und hergehender Elemente und einem in einer Richtung ziehenden Ketten- oder Riemenantrieb mit Ritzel über einen Freilauf auf eine Antriebsachse übertragen werden. Wesentlich ist dabei, daß der Sitz (17) ortsfest oder beweglich auf dem Rahmen (16) des Fahrzeuges befestigt ist und daß für ein oder beide Extremitätenpaare (12, 14) des Fahrers je ein auf einer festen Bahn (1) des Rahmens (16) geführter und durch das jeweilige Extremitätenpaar (14, 12) aus einer Ausgangsposition (Fig. 4) gegenüber dem Sitz (10, 17) hin- und herschiebbarer Antriebswagen (4) vorhanden ist. Weiterhin ist der Antriebswagen (4) mittel- oder unmittelbar mit der Kette oder dem Riemen (6) verbunden, wobei die Druckkräfte des oder der Extremitätenpaare (12, 14) durch Bewegen des Antriebswagens (4) und einer Richtung mittels des Kettentriebes (6) auf das Ritzel (7) übertragbar sind. Zusätzlich ist der Antriebswagen (4) zusammen mit der Kette (6) durch den Freilauf (20) wieder in die Ausgangsposition (4) rückbewegbar.In the figures, a muscle power drive for vehicles with a seat and frame is shown, in which movements of the driver are transmitted to a drive axle by means of reciprocating elements and a chain or belt drive with pinion pulling in one direction via a freewheel. It is essential that the seat ( 17 ) is fixed in place or movable on the frame ( 16 ) of the vehicle and that for one or both pairs of extremities ( 12 , 14 ) of the driver, one on a fixed path ( 1 ) of the frame ( 16 ) guided and by the respective pair of extremities ( 14 , 12 ) from an initial position ( Fig. 4) to the seat ( 10 , 17 ) back and forth drive car ( 4 ) is available. Furthermore, the drive carriage ( 4 ) is connected directly or indirectly to the chain or belt ( 6 ), the compressive forces of the pair of extremities ( 12 , 14 ) being moved by moving the drive carriage ( 4 ) and one direction by means of the chain drive ( 6 ) are transferable to the pinion ( 7 ). In addition, the drive carriage ( 4 ) together with the chain ( 6 ) can be moved back into the starting position ( 4 ) by the freewheel ( 20 ).

So wurde in einem ausgeführten Beispiel aus Standardteilen ein Rechteckrahmen gebaut, an dessen in Fahrtrichtung liegenden inneren Längsseiten jeweils eine geschliffene Welle 1 (in Fig. 1) befestigt ist, deren Länge näherungsweise der Körpergröße des Normalmenschen entspricht. Das Fahrzeug ist in bekannter Weise als Dreirad ausgebildet mit gesteuertem Vorderrad und zwei spurfesten Hinterrädern.For example, in one example, a rectangular frame was built from standard parts, on the inner longitudinal sides of which, in the direction of travel, a ground shaft 1 (in FIG. 1) is fastened, the length of which approximately corresponds to the height of the normal person. The vehicle is designed in a known manner as a tricycle with a controlled front wheel and two track-proof rear wheels.

Auf den Wellen 1 laufen der Antriebswagen 4, auf den die Füße ruhen und der Gesäßwagen 10. Auf jeder Seite der Wagen befindet sich eine senkrechte Platte 3 (in Fig. 2) mit insgesamt vier V-Nuten-Rollen 2 deren Achsen waagerecht liegen und mit der Platte verbunden sind. Jeweils zwei Rollen befinden sich über der Welle und jeweils zwei darunter und umfassen so die Längswelle 1 vermittels ihrer V-Nuten. Der Längsabstand der zwei Rollenpaare ist so gewählt, daß nach den Regeln des Maschinenbaus alle Kräfte und Momente senkrecht zur Wellenachse aufgenommen werden. Durch diese vier Rollen ist jede Wagenseite linear zwangsgeführt und kann nur eine lineare Vor- oder Rückwärtsbewegung ausführen. Durch die Kombination von zwei parallelen Wellen in horizontalem Abstand an den inneren Längsseiten des Rahmens und der festen Verbindung der beiden Rollenplatten durch den Wagen werden auch noch verbleibende Drehmomente um die Längsachse aufgenommen (Fig. 3).The drive carriage 4 , on which the feet rest, and the seat carriage 10 run on the shafts 1 . On each side of the carriage there is a vertical plate 3 (in FIG. 2) with a total of four V-groove rollers 2 whose axes are horizontal and are connected to the plate. Two rollers are located above the shaft and two below each, thus encompassing the longitudinal shaft 1 by means of their V-grooves. The longitudinal distance between the two pairs of rollers is selected so that all forces and moments are absorbed perpendicular to the shaft axis according to the rules of mechanical engineering. With these four rollers, each side of the carriage is linearly constrained and can only perform a linear forward or backward movement. The combination of two parallel shafts at a horizontal distance on the inner longitudinal sides of the frame and the fixed connection of the two roller plates by the carriage also absorbs any remaining torques about the longitudinal axis ( FIG. 3).

Der vordere Pedalwagen besitzt ein großes oder zwei kleine Pedale (5) deren Achsen aber fest verbunden sind zur Aufnahme der beiden Füße in einem veränderlichem Winkel bezüglich der Vortriebsrichtung. Der Fahrer sitzt auf einem festen Sitz oder frei beweglichen Gesäßwagen 10 und ergreift mit den Händen die beiden Enden einer Lenkstange 9 deren Lager fest mit dem Rahmen, an dem die Bahnführung sitzt, verbunden ist.The front pedal carriage has one large or two small pedals ( 5 ) whose axes are firmly connected to receive the two feet at a variable angle with respect to the direction of advance. The driver sits on a firm seat or freely movable buttocks 10 and grips with his hands the two ends of a handlebar 9 whose bearing is firmly connected to the frame on which the web guide sits.

In einer erfindungsgemäßen Ausführung nach Anspruch 1 wird der Fußantriebswagen durch eine Stange 11 mit einer Rollenkette 6 verbunden, die unterhalb des linken Rahmenteils verläuft. Diese Rollenkette läuft hinten über das Ritzel 7 einer handelsüblichen Antriebsnabe mit Freilauf und wird dann in bekannter Weise zu einem vorderen Kettenrad 8 geführt, daß hier aber nur die Rückführung der Kette zum Antriebswagen bewirkt. Bei Vorwärtsbewegung der Füße treibt die Kette das hintere linke Rad in Vorwärtsrichtung an und der Freilauf ermöglicht eine kraftarme Zurückbewegung der Rollenkette in die Ausgangsposition.In an embodiment according to the invention, the foot drive car is connected by a rod 11 to a roller chain 6 which runs below the left frame part. This roller chain runs behind the pinion 7 of a commercially available drive hub with freewheel and is then guided in a known manner to a front sprocket 8 , but here only causes the chain to be returned to the drive carriage. When the feet move forward, the chain drives the rear left wheel in the forward direction and the freewheel allows the roller chain to be moved back to the starting position with little force.

Der Fahrer kann aus der sitzenden gekrümmten Körperposition mit gestreckten Armen und angezogenen Beinen durch Anwinkeln der Arme, Strecken des Körpers und Strecken der Beine mit den Füßen einen Arbeitshub von etwa 1 Meter und größer erzielen (Fig. 4 und 5). The driver can achieve a working stroke of approximately 1 meter and greater from the seated, curved body position with the arms extended and legs drawn up by bending the arms, stretching the body and stretching the legs with the feet ( FIGS. 4 and 5).

Zusätzlich zur Erfindung gemäß Anspruch 1 können die vordere und hintere Nabe mit gegensinnigen Freiläufen versehen werden, so das Hin- und Zurückbewegung als Arbeitshub wirken und die Antriebsleistung auf beiden Ritzelachsen ausgekoppelt werden kann. Bei einem Landfahrzeug muß lediglich ein Umkehrgetriebe die rückwärtsgehende Drehung des vorderen Ritzels in die vorwärtstreibende Drehung wandeln. Mit dieser Anordnung wird Arbeit beim Stoßen und Zurückziehen des Laufwagens geleistet. Damit werden noch mehr Muskeln zur Arbeit herangezogen oder die Arbeitsleistung noch besser verteilt.In addition to the invention according to claim 1, the front and rear hub with opposite freewheels, so the and back movement act as a working stroke and the drive power can be disengaged on both pinion axles. At a Land vehicle only needs a reverse gear to reverse Convert front sprocket rotation to forward rotation. With this arrangement, work in pushing and pulling the Carriage performed. This turns even more muscles into work used or the work even better distributed.

Ein Nachteil dieser Ausführung ist, daß sich der Freilauf in der Antriebsachse befinden muß, weil die Kette eine hin- und zurückgehende Bewegung ausführt und die zurückgehende Bewegung an jeweils einer Nabe antriebsunwirksam bleiben muß. Beim Zurückrollen des Fahrzeuges zieht so das angetriebene Rad die Kette und damit den Pedalwagen nach hinten. Beim Anstoßen des Pedalwagens am hinteren Wellenende blockiert dieser damit das Zurückrollen. Dies ist hinderlich beim Rangieren des Fahrzeuges.A disadvantage of this design is that the freewheel is in the Drive axle must be located because the chain is going back and forth Executes movement and the backward movement on one at a time The hub must remain inactive. When rolling back the The driven wheel pulls the chain and thus the vehicle Pedal cart to the rear. When the pedal cart hits the rear This blocks the shaft end from rolling back. This is a hindrance when maneuvering the vehicle.

Die folgende Konstruktion des Freilaufes hat diesen Nachteil nicht:The following design of the freewheel does not have this disadvantage:

Am Antriebswagen befindet sich ein drehbares Ritzel, über das der obere Kettenstrang geführt wird (Fig. 6). Bei der Vorwärtsbewegung des Antriebswagens wird durch einen von der Winkelstellung des Fußbrettes gesteuerten Hebel die Ritzeldrehung gesperrt und bei der Rückbewegung wieder freigegeben. Zum besseren Kraftschluß kann das gesteuerte Ritzel durch ein zweites freies Ritzel ergänzt werden, daß die Kette über einen größeren Umfang des gesteuerten Ritzels zwingt und damit besseren Formschluß bewirkt. Damit können auch Antriebsnaben mit Rücktrittbremse Verwendung finden und die Rücktrittbremse kann durch die Fußwinkelstellung beim Zurückziehen betätigt werden.There is a rotatable pinion on the drive car, over which the upper chain strand is guided ( Fig. 6). When the drive carriage moves forward, the pinion rotation is blocked by a lever controlled by the angular position of the footplate and released again when the drive moves back. For better adhesion, the controlled sprocket can be supplemented by a second free sprocket that forces the chain over a larger circumference of the controlled sprocket and thus brings about a better positive fit. This means that drive hubs with coaster brakes can also be used and the coaster brake can be actuated by retracting the angle of the foot.

Werden zwei dieser vom Pedal gesteuerten Ritzel am oberen und unteren Kettenteil angebracht, so wird die Kette bei der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Antriebswagens eine immer gleichsinnige Drehung des Antriebsritzels bewirken und es ist nur eine Antriebsnabe nötig, um die hin und hergehende Bewegung des Antriebswagens zum Vortrieb auszunutzen.Become two of these pedal-controlled pinions on the top and bottom Chain part attached, so the chain is in the forward and Backward movement of the drive car always in the same direction Cause rotation of the drive pinion and it is only a drive hub necessary to the reciprocating movement of the drive car to Exploiting propulsion.

Die beschriebene Ausführung mit den Schienen innerhalb eines Rechteckrahmens führt zu einer Breite des Antriebes von mindestens 25 cm, weil der Antriebswagen zwischen den beiden außenliegenden Rollenplatten die Füße aufnehmen muß. Bei einspurigen Zweirädern kann dieser Antrieb gegebenenfalls die zweckmäßigste Art der Radanordnung behindern. Eine schmalere Anordnung wird im Folgenden beschrieben.The described design with the rails within one Rectangular frame leads to a drive width of at least 25 cm because the drive car between the two outside Roller plates must take up the feet. For single-track two-wheelers this drive may be the most appropriate type of Impede wheel arrangement. A narrower arrangement is used in Described below.

Zwei Führungswellen werden auf den gegenüberliegenden Mantellinien eines Trägerrohres mit Abstandsscheiben so befestigt, daß V-Nutenrollen oberhalb und unterhalb dieser Wellen frei laufen können (Fig. 7). Jeweils vier Rollen auf einer senkrechten Platte umfassen die Wellen von oben und unten in der bereits beschriebenen Weise. Je eine rechte und linke Platte wird durch eine geeignete horizontale Platte fest verbunden und bildet einen Antriebswagen an dem seitlich Pedale auf waagerechte Achsen befestigt werden.Two guide shafts are attached to the opposite surface lines of a carrier tube with spacers so that V-groove rollers can run freely above and below these shafts ( Fig. 7). Each four rollers on a vertical plate enclose the waves from above and below in the manner already described. A right and left plate is firmly connected by a suitable horizontal plate and forms a drive car to which pedals are attached on the side on horizontal axes.

Eine kompaktere Rollwagenbauweise ist in Fig. 8 angegeben. Hier sind zwei Führungswellen auf einem Rohr so angeordnet, daß nur mehr zwei Paar Laufrollen die Wellen von links und rechts umfassen und damit alle Kräfte und Momente bis auf die vor- oder zurückgehende Kräfte aufnehmen.A more compact trolley design is given in Fig. 8. Here, two guide shafts are arranged on a tube so that only two pairs of rollers now encompass the shafts from the left and right and thus absorb all forces and moments except for the preceding or returning forces.

Unterhalb des Trägerrohres im seitlichen Abstand der halben Antriebsnabenbreite von der Trägerrohrmitte verläuft die Rollenkette, die die Bewegung des Antriebswagens auf die Antriebsnabe überträgt. Die tragenden Teile des Antriebes sind damit nicht breiter als eine handelsübliche Mehrgangnabe und behindern die Anordnung der Laufräder weniger als der oben beschriebene Rahmen.Below the support tube at a lateral distance of half The drive chain width from the center of the carrier tube runs the roller chain transmits the movement of the drive car to the drive hub. The load-bearing parts of the drive are therefore no wider than one commercially available multi-speed hub and hinder the arrangement of the Less wheels than the frame described above.

Der lineare Kettenantrieb in der zuletzt beschriebenen schmalen Ausführung läßt zwischen den Pedalen unterhalb des Trägerrohres Platz für ein spurfestes Laufrad. Um ein kurz bauendes Zweirad zu konstruieren, ist es deshalb zweckmäßig, das Antriebsrad vorn anzuordnen und das hintere Rad zu lenken (Fig. 9 und 10). Das feste Lager für die Hände wird in bekannter Weise als Lenkstange auf einer annähernd senkrechten Achse ausgeführt, an deren beider Enden Zugstangen oder -Seile befestigt sind, die die Winkelstellung der Lenkstange auf die Lenkachse des Lenkrades übertragen. Auf diese Weise können die Hände einerseits lenken und zusammen auch Druck- oder Zugkräfte in bekannter Weise auf den Rahmen ausüben. Es kann aber auch ein festes Lager 24 für die Schultern benutzt werden, wenn die Armmuskeln ermüdet sind.The linear chain drive in the narrow version described last leaves space between the pedals below the carrier tube for a track-proof impeller. In order to construct a short two-wheeler, it is therefore advisable to arrange the drive wheel at the front and to steer the rear wheel ( FIGS. 9 and 10). The fixed bearing for the hands is designed in a known manner as a handlebar on an approximately vertical axis, at the two ends of which tie rods or cables are attached, which transmit the angular position of the handlebar to the steering axis of the steering wheel. In this way, the hands can on the one hand steer and together can also exert compressive or tensile forces on the frame in a known manner. A fixed bearing 24 for the shoulders can also be used when the arm muscles are tired.

Bei Landfahrzeugen ist das antreibende Rad gleichzeitig auch Führung des Fahrzeuges über dem Boden.In the case of land vehicles, the driving wheel is also a guide of the vehicle above the ground.

Bei Wasser- und Luftfahrzeugen wird der Auftrieb im Medium durch die Formgebung des Fahrzeuges erzeugt und der Vortrieb durch einen an sich bekannten dem Medium angepaßten Propeller mit der Achse in Fahrtrichtung. In water and aircraft, the buoyancy in the medium is caused by the Shaping the vehicle creates and the propulsion by itself known propeller adapted to the medium with the axis in Direction of travel.

Bei Wasserfahrzeugen kann daher die Drehbewegung der Antriebsnabe in an sich bekannter Weise auf ein treibendes Wasserrad, einen Propeller oder andere bekannte rotierende Vortriebseinrichtungen übertragen werden. Die Lenkkräfte werden analog der beim Landfahrzeug beschriebenen Anordnung auf ein beweglich gelagertes Steuerruder übertragen.In the case of watercraft, the rotary movement of the drive hub can therefore in a manner known per se on a driving water wheel, a propeller or other known rotating jacking devices become. The steering forces are analogous to those of the land vehicle described arrangement on a movably mounted rudder transfer.

Bei Luftfahrzeugen kann die Drehbewegung der Antriebsnabe in an sich bekannter Weise durch ein Übersetzungsgetriebe mit Kegelrad auf einen Vortriebspropeller mit Achse in Bewegungsrichtung übertragen werden. Die für ein Luftfahrzeug notwendigen Lenkkräfte um die Hoch- und Längsachse (Seitensteuer und Querruder) können in an sich bekannter Weise erzeugt werden.In aircraft, the rotary motion of the drive hub can in itself known way through a transmission gear with bevel gear on Propulsion propeller with axis are transmitted in the direction of movement. The steering forces required for an aircraft around the high and low Longitudinal axis (rudder and ailerons) can be known per se Generated way.

BezugszeichenlisteReference list

1 Führungswellen
2 Konkave Rollen (V-Nuten-Rollen)
3 Rollenplatte
4 Antriebswagen
5 Pedalbrett
6 Rollenkette
7 Antreibendes Ritzel
8 Freilaufendes Ritzel
9 Handlager
10 Gesäßwagen
11 Kettenmitnehmer
12 Beinmuskeln
13 Körpermuskeln
14 Armmuskeln
15 Hände
16 Rahmen
17 Fahrersitz
18 Mitnehmerritzel
19 Reibkupplung
20 Freilauf
21 angetriebenes Laufrad
22 gelenktes Laufrad
23 Lenkmittel
24 Schulterlager 1 guide shafts
2 concave rollers (V-groove rollers)
3 roller plate
4 drive cars
5 pedal board
6 roller chain
7 Driving pinion
8 Free running sprocket
9 hand bearings
10 buttocks
11 chain drivers
12 leg muscles
13 body muscles
14 arm muscles
15 hands
16 frames
17 driver's seat
18 drive sprockets
19 friction clutch
20 freewheel
21 driven impeller
22 steered impeller
23 steering means
24 shoulder bearings

Claims

1.Muscular power drive for vehicles with a seat and frame, in which movements of the driver are transmitted to a drive axle via a freewheel by means of reciprocating elements and a chain or belt drive with pinion pulling in one direction, characterized by the following features:

a) the seat ( 17 ) is fixed in a stationary or axially movable manner on the frame ( 16 ),
b) for one or both pairs of extremities ( 12 , 14 ) of the driver, one is guided on a fixed path ( 1 ) and through the respective pair of extremities ( 12 or 14 ) from an initial position ( FIG. 4) opposite the seat ( 17 ) - and sliding drive car ( 4 ) available,
c) the drive carriage ( 4 ) is directly or indirectly connected to the chain or belt ( 6 ),
d) the pressure forces of the pair of extremities ( 12 or 14 ) can be transmitted to the pinion ( 7 ) by moving the drive carriage ( 4 ) in one direction by means of the chain drive ( 6 ),
e) the drive carriage ( 4 ) together with the chain ( 6 ) can be moved back into the starting position ( FIG. 4) by the freewheel ( 20 ).

2. Drive according to claim 1, characterized in that the seat ( 10 and 17 ) is movably arranged on the same track ( 1 ) as the drive carriage ( 4 ).

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that a pair of extremities ( 12 or 14 ) engages on a fixed bearing ( 9 ) and in addition to the web-guided drive carriage ( 4 ) for the other movable pair of extremities ( 14 or 12 ) another one linear path ( 1 ) free running drive carriage ( 4 ) with connection to the chain drive ( 6 ) is present.

4. Drive according to one of the preceding claims, characterized characterized in that with several drivers a corresponding number of seats, each with one or two drive cars for the chain available.

5. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that one or both carriages each have at least four concave rollers that run on two linear tracks with convex surfaces at the top and each at least two other roles on the same tracks convex surfaces run below.

6. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the Freewheeling is carried out by a spring-loaded pawl on the drive car only during the work-performing movement in the chain or the toothed belt intervenes.

7. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the Raceways run almost horizontally.

8. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the work-performing movement on rails rising towards the front gravity takes place and the declining movement by the Release of the stored energy is supported.

9. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the Chain is guided over a free-running sprocket, which with suitable Angular positions of the pedals or handles by an engaging Lever is blocked and the chain by positive locking at least one Tooth pulls along.

10. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the Track guides attached to both sides of a single support tube are.

11. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that two controlled by angular position of the driving extremities Engage the pinion on the upper and lower chain strand and depending on Direction of movement are blocked, so that the chain at forward and Backward movement of the drive car in the same direction is pulled along.

12. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that an open chain is used, with one end firmly attached to the Drive car is attached and at the other end with a tension spring is stretched, which the pedal car after the working stroke in the Starting position withdraws.

13. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that a closed roller chain is firmly connected to the drive car and acts on two sprockets with opposite freewheels.

14. Drive according to claims 1, 2 and 3, characterized in that for Guiding the carriage on the tracks used linear ball bearings become.

15. Drive according to claims 1, 2, 3 and 9, characterized in that each car only with 2 pairs of concave rollers with a vertical axis the outer convex surfaces are guided by two tracks that at a suitable horizontal distance from each other on a support are attached.

16. Drive according to claims 1, 2, 3 and 9, characterized in that each carriage is only guided by two linear ball bearings on the outer convex surfaces of two orbits running in one appropriate horizontal distance from each other attached to a support are.