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Die Erfindung betrifft ein Fahrrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die Einsatzzwecke eines Fahrrades sind sehr vielfältig. So werden Fahrräder nicht nur als Sportgerät, sondern auch als Alltagsfahrzeug oder zum Transport von Lasten verwendet. Der allgemeine Aufbau eines Fahrrades wird als bekannt vorausgesetzt, wobei es grundsätzlich einen Rahmen, ein Hinterrad, ein Vorderrad und einen Lenker aufweist. Die Lenkstange des Lenkers ist in einem Steuerrohr des Rahmens drehbar gelagert aufgenommen, um die über den Lenker eingeleitete Lenkbewegung auf das Vorderrad zu übertragen, welches in einer Vorderradgabel aufgenommen ist.
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Durch die relativ starre Sitzhaltung auf einem Fahrrad kommt es jedoch insbesondere bei längeren Fahrten zu Ermüdungserscheinungen nicht nur in den Armen, sondern auch in den Händen, die aufgrund der sich einstellenden, mangelnden Durchblutung sogar „einschlafen“ können, weil bei einem herkömmlichen Fahrrad nur die Beine für den Antrieb benötigt werden, was wiederum zur Folge hat, dass der Körper oberhalb der Hüften kaum bewegt wird. Der Fahrradfahrer empfindet dies häufig als sehr unangenehm. Aus dem genannten Grund gibt es bereits Lösungen, während der Fahrt mit einem Fahrrad zusätzliche Bewegungen der Arme auszuführen, um der genannten Ermüdung entgegenzuwirken und/oder um damit einen zusätzlichen Trainingseffekt zu erreichen. Ein weiterer Aspekt der Armbewegung ist jedoch auch darin zu sehen, dass eine zusätzliche Antriebsenergie erzeugt werden kann, die in vorteilhafter Weise für die schnellere oder mit einer gleichmäßigeren Kraftverteilung zwischen Armen und Beinen verbundene Fortbewegung nutzbar ist. Bekannt sind bereits Fahrräder, bei denen der Lenker zusätzlich um eine in Fahrtrichtung verlaufende Wippachse schwenkbar gelagert ist, wobei der Lenker dabei eine Kopplung mit einer Antriebsstange aufweist, deren der Lenkerseite gegenüberliegendes, radseitiges Ende mit einem das Vorderrad antreibenden Zahnradgetriebe zusammenwirkt. Somit bilden der Lenker, die Antriebsstange und das Zahnradgetriebe zusammen einen Vorderradantrieb für das Fahrrad.
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Aus der
DE 93 429 C ist bereits ein um einen in Fahrtrichtung ausgerichteten Zapfen schwenkbarer Lenker bekannt, der eine einseitig an dem Lenker befestigte, einzelne Antriebsstange auf und ab bewegt. Die Antriebsstange wirkt mit einem auf ein Kegelrad wirkenden Kurbeltrieb zusammen. Das Kegelrad überträgt die Drehbewegung auf ein auf der Nabe des Vorderrades angeordnetes, zweites Kegelrad, sodass dadurch ein zusätzlicher Vorderradantrieb gebildet wird.
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Die
DE 383 627 C offenbart ferner ein Fahrrad mit einem Lenker, welcher um eine in Fahrtrichtung ausgerichtete Wippachse kippbar gelagert ist. Die Kippbewegung des Lenkers wird bei dieser Lösung ebenfalls über eine einseitig am Lenker montierte, einzige Antriebsstange auf einen an der Vorderradgabel gelagerten Kurbeltrieb übertragen. Die Verbindung zwischen Lenker und Antriebsstange besteht dabei aus einem Drehgelenk, dessen Schwenkachse parallel zu der Wippachse verläuft. Der Kurbeltrieb treibt ein Zahnrad an, welches über eine Kette mit einem an der Nabe des Vorderrades verbundenen, zweiten Zahnrad wirkverbunden ist und somit den Antrieb auf das Vorderrad bewirkt.
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Die bislang bekannten Vorderradantriebe sind durchaus geeignet, eine zusätzliche Antriebsenergie bereitzustellen, um höhere Kräfte für den Antrieb des Fahrrades zu erzeugen und beispielsweise eine verbesserte Beschleunigung zu erreichen sowie die Arme während der Fahrt zu bewegen und damit zu trainieren. Allerdings haben sich die konstruktiven Ausführungen derartiger Fahrräder als sehr aufwendig erwiesen, sodass eine alltagstaugliche Umsetzung bislang nicht bekannt ist. Zudem bringt eine einseitige Anordnung einer Antriebsstange eine Asymmetrie der Bewegung mit sich, die vom Fahrradfahrer während der Fahrt als unangenehm empfunden werden dürfte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrrad bereitzustellen, welches zusätzlich zu dem an sich bekannten Hinterradantrieb über ein Pedalwerk einen einfach aufgebauten Vorderradantrieb aufweist, mittels dessen zusätzliche Antriebsenergie bereitgestellt werden kann und der darüber hinaus eine Zusatzbewegung der Arme mit einem damit einhergehenden Trainingseffekt des gesamten Körpers bewirkt, wobei insgesamt auch eine ergonomisch verbesserte Sitzhaltung des Fahrradfahrers erreicht werden soll.
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Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich anschließenden Unteransprüche.
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Ein Fahrrad mit einem Rahmen, einem Pedalwerk für den Antrieb eines Hinterrades, einem Vorderrad, einem Lenker, dessen Lenkstange in dem Steuerrohr des Rahmens drehbar gelagert ist, wobei der zusätzlich um eine in Fahrtrichtung verlaufende Wippachse schwenkbar gelagerte Lenker mit einer Antriebsstange gekoppelt ist, deren der Lenkerseite gegenüberliegendes, radseitiges Ende mit einem das Vorderrad antreibenden Zahnradgetriebe zusammenwirkt, wurde erfindungsgemäß dahingehend weiterentwickelt, dass ein auf das Vorderrad wirkender, handbetätigter Vorderradantrieb aus dem Lenker und symmetrisch beidseitig des Lenkers je einer, bei einer einseitigen Abwärtsbewegung des Lenkers unmittelbar mit dem Zahnradgetriebe in Eingriff befindlichen Antriebsstange besteht, deren lenkerseitiges Ende Bestandteil eines in oder an dem Lenker vorhandenen Kugelgelenkes ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Fahrrad entfallen die bislang als unangenehm empfundenen Ermüdungserscheinungen vollständig. Darüber hinaus kann die Beschleunigung des Fahrrades durch den zusätzlichen Vorderradantrieb erheblich gesteigert werden. Durch den Einsatz von zwei, beidseitig des Lenkers symmetrisch zueinander angeordneten Antriebsstangen wird die Stabilisierung des Fahrrades und werden damit die Fahreigenschaften insgesamt wesentlich verbessert. Der zum Einsatz kommende Vorderradantrieb ist insgesamt einfach aufgebaut. Der Lenker, der ähnlich einer Wippe gelenkig montiert wird, weist beidseitig für die Aufnahme der Antriebsstangen je ein Kugelgelenk auf, das nachträglich an dem Lenker montiert werden oder einteilig mit dem Lenker ausgebildet sein kann. Kugelgelenke haben den wesentlichen Vorteil, dass sie mehr Freiheitsgrade aufweisen, als beispielsweise Drehgelenke und somit auch eine Neigungsverstellung des Lenkers möglich bleibt, obwohl er mit den Antriebsstangen verbunden ist. Die Antriebsstangen übertragen die Kippbewegung des Lenkers in Richtung Vorderradnabe direkt und werden bei der herkömmlichen Lenkbewegung des Lenkers mit der Vorderradgabel mitbewegt. Die Antriebsstangen verlaufen bevorzugt durch mindestens eine Führungsbuchse zu dem die beiden Vorderräder antreibenden Zahnradgetriebe.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kugelgelenke aus je einer lenkerseitig an den Antriebsstangen ausgebildeten Gelenkkugel bestehen, wobei jede der Gelenkkugeln in einem korrespondierenden, am oder im Lenker vorhandenen Kugelgelenkgehäuse gelagert ist. Dabei kann das Kugelgelenksgehäuse einstückig mit dem Lenker ausgebildet sein oder mittels geeigneter Befestigungsmittel am Lenker fixiert werden. Die Fixierung kann dabei als lösbare Verbindung im Sinne einer Schraubenverbindung ausgeführt sein. Die einfachste Ausführung eines derartigen Kugelgelenkgehäuses besteht darin, dass die Gelenkkugel unmittelbar in dem korrespondierenden Lagerbereich aufgenommen ist. Selbstverständlich liegt auch die umgekehrte Variante im Sinne der Erfindung, nämlich das das Kugelgelenkgehäuse am lenkerseitigen Ende der Antriebsstange vorgesehen ist und am Lenker eine hierzu korrespondierende Gelenkkugel montiert wird.
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Eine weiterbildende Maßnahme der zuvor beschriebenen Lösung besteht ferner darin, dass die Kugelgelenke eine die Gelenkkugel aufnehmende Lagerschale aus einem selbstschmierenden Kunststoff aufweisen. Auf diese Weise kann die Lagerung der Gelenkkugel wesentlich verbessert werden, weil sich durch den Kunststoff die Reibung zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen reduziert. Zudem wirkt eine derartige Lagerschale auch spielausgleichend, was für den vorliegenden Lagerungsfall durchaus hilfreich sein kann. Als Werkstoffe für derartige Lagerschalen können beispielsweise Polytetrafluorethylen- (PTFE) oder Polyetheretherketon- (PEEK) Werkstoffe zum Einsatz kommen. Kugelgelenke mit den zuvor genannten Lagerschalen sind nahezu wartungsfrei.
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Als Alternative zu einem Kugelgelenk mit einer Kunststoff-Lagerschale kann das Kugelgelenkgehäuse zur Lagerung der Gelenkkugel auch eine Vielzahl Lagerkugeln aufweisen, die beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Diese Art der Lagerung ist ebenfalls reibungsarmen, erfordert jedoch unter Umständen eine Schmierung der kontaktieren Kugeloberflächen.
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Neben den bereits beschriebenen Möglichkeiten, das Kugelgelenk am Lenker vorzusehen, geht eine weiterbildende Maßnahme der Erfindung dahin, dass zur Verbindung der Antriebsstangen mit dem Lenker beidseitig des Lenkers jeweils mindestens ein das Kugelgelenk aufnehmender Gelenkschenkel vorhanden ist. Der Gelenksschenkel kann dabei einstückig mit dem Lenker ausgeführt sein oder nachträglich am Lenker fixiert werden. Er dient lediglich dazu, die Antriebsstangen unterhalb des Lenkers mit dem Lenker zu verbinden, sodass diese den Fahrradfahrer bei der Handhabung des Lenkers nicht stören.
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Bei der mit einer Amplitude von etwa 10 cm durchgeführten Wippbewegung des Lenkers um die Wippachse werden wechselseitig die links und rechts am Lenker vorhandenen Antriebsstangen bewegt, wobei das radseitige Ende der Antriebsstangen jeweils als eine Art Zahnstange ausgebildet ist, die in Antriebsrichtung kämmend mit dem das Vorderrad antreibenden Zahnradgetriebe zusammenwirkt und sich entgegen der Antriebsrichtung außer Eingriff befindet, also bei der Rückbewegung im Sinne eines Leerlaufs oder Freilaufes keine Kraft überträgt. Als „kämmend“ wird folglich eine Lösung verstanden, die bei einer einseitigen, durch die Neigung des Lenkers erzeugten Abwärtsbewegung an dieser Seite des Fahrrades die Antriebsstange mit einem Zahnrad in Eingriff bringt, sodass mittels des vorhandenen Zahnradgetriebes eine Vorwärtsbewegung der Vorderräder erzeugt wird. Bei der gegensinnigen, also der Rückbewegung, steht die Antriebsstange auf der anderen Seite des Fahrrades mit einem Zahnrad in Eingriff und die Rückwärtsbewegung der zuvor aktiven Antriebstange erfolgt im Sinne des erwähnten „Leerhubes“, das heißt, die Antriebsstange steht nicht mehr mit dem Zahnradgetriebe in Eingriff.
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Um den Aufbau des Vorderradantriebs insgesamt einfach zu halten, wird entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Zahnradgetriebe aus mehreren, beidseitig des Vorderrades angeordneten Zahnrädern besteht, wobei vorzugsweise vier Zahnräder miteinander korrespondieren und zumindest ein Zahnrad über eine Freilauf- oder Überholkupplung seinerseits mit einem weiteren Zahnrad in Eingriff steht und wobei zumindest ein Zahnrad einen Kegelradabschnitt aufweist oder ein Kegelrad ist und mit einem weiteren, mit dem Vorderrad wirkverbundenen und dieses antreibenden Kegelrad in Eingriff steht. Bevorzugt ist der Freilauf- oder die Überholkupplung zwischen dem Zahnrad, das einen Kegelradabschnitt aufweist oder ein Kegelrad ist und einem weiteren, mit dem Vorderrad wirkverbundenen und das Vorderrad antreibenden Kegelrad vorgesehen. Es können natürlich auch weniger als vier oder mehr als vier Zahnräder Bestandteil des Zahnradgetriebes sein. Gemäß einer speziellen Ausgestaltung dieser Lösung ist vorgesehen, dass ein erstes Zahnrad bei Abwärtsbewegung des Lenkers von der Antriebsstange angetrieben wird und mit einem zweiten Zahnrad in Eingriff steht, wobei das zweite Zahnrad mit einem dritten Zahnrad gekoppelt ist, das zumindest einen Kegelabschnitt aufweist oder selbst ein Kegelrad ist, welches seinerseits mit dem mit dem Vorderrad wirkverbundenen und das Vorderrad antreibenden Kegelrad in Eingriff steht. Diese Ausführung des Zahnradbetriebes ist sehr einfach und kompakt gestaltet.
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Zum Schutz vor Witterungseinflüssen und Verunreinigungen ist es darüber hinaus sinnvoll, wenn das Zahnradgetriebe zumindest teilweise in einem schützenden Gehäuse aufgenommen ist.
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Da die Antriebsstangen zwischen dem Lenker und dem Zahnradgetriebe eine relativ große Wegstrecke überbrücken müssen, ist es von Vorteil, wenn die Antriebsstangen in Führungsbuchsen am Rahmen des Fahrrades aufgenommen und bevorzugt gleitend darin geführt sind. Die Führungsbuchsen dienen dabei auch der Stabilisierung der Antriebsstangen und können in vorteilhafter Weise mit einem elastischen Gleitwerkstoff ausgekleidet sein sodass sie beispielsweise Silikondichtungen aufweisen. Ebenfalls möglich ist es, in oder am Rahmen oder an den Antriebsstangen Rollen vorzusehen, die jeweils korrespondierend an einem Rahmenabschnitt oder an den Antriebsstangen entlangrollen und so eine Führung bewirken. Es ist aber auch möglich, Rollen beziehungsweise Kugeln in den Führungsbuchsen selbst vorzusehen, die die vorhandene Reibung im Sinne eines Wälzlagers reduzieren.
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Um die Sicherheit des erfindungsgemäßen Fahrrades zu jedem Zeitpunkt zu gewährleisten, ist es hilfreich, wenn die Schwenkbewegung des Lenkers erforderlichenfalls auch verhindert und der Lenker in seiner herkömmlichen, horizontalen Position fixiert werden kann. Dies ist beispielsweise beim Auf- und Absteigen nützlich. Aus dem genannten Grund wird vorgeschlagen, dass die Schwenkbewegung des Lenkers um die Wippachse mittels einer Fixierungseinrichtung blockierbar ist.
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Als Fixierungseinrichtung kann gemäß einem weiterführenden Vorschlag der Erfindung zum Beispiel ein auf der Lenkstange gelagerter und manuell um 90° zwischen einer Blockierungsstellung und einer Freigabestellung schwenkbarer Blockierungsring dienen. Auch andere Lösungen liegen im Bereich der Erfindung. So kann beispielsweise auch ein Sperrhebel unterhalb des Lenkers ausreichend sein, eine derartige Blockierungswirkung zu erreichen. Die Lenkbewegung wird dabei von der Fixierungseinrichtung nicht beeinträchtigt.
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Die eingangs genannte Aufgabe der Erfindung besteht unter anderem auch darin, Ermüdungserscheinungen während der Fahrt wirksam entgegenzuwirken. Hierfür wird gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Lenkstange mit der Vertikalen einen Neigungswinkel zwischen 30° und 50°, vorzugsweise von 40°, einschließt. Bei einem derartigen Neigungswinkel der Lenkstange ist die Körperhaltung des Fahrradfahrers optimal, sodass das Ergreifen und Halten des Lenkers sowie dessen Schwenkbewegungen einfach und ermüdungsarm ausführbar sind. Eine weitere Verbesserung kann darüber hinaus darin bestehen, dass die Griffe des Lenkers, auf eine horizontale Ebene projiziert, einen Winkel zwischen 146° und 150° miteinander einschließen. Auch dadurch kann eine sehr entspannte Haltung zwischen Unterarm und Hand erreicht werden.
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Die ergonomische Ausführung des erfindungsgemäßen Fahrrades kann weiter verbessert werden, indem der Neigungswinkel des die Sattelstütze aufnehmenden Sitzrohres des Rahmens zwischen 5° und 7°, bevorzugt 6°, zur Vertikalen beträgt, sodass das Sitzrohr in Richtung Lenker des Fahrrades geneigt ist. Die leicht vorwärts gebeugte Sitzhaltung des Fahrradfahrers führt insbesondere im Lendenwirbelbereich zu einer physiologisch und ergonomisch begradigten Wirbelsäule. Zudem wird der Genitalbereich weniger komprimiert, was darüber hinaus eine positive Wirkung hat. Durch diese weiterbildende Maßnahme der Erfindung befindet sich der Sattel des Fahrrades geringfügig vor dem Pedalantrieb für das Hinterrad, was insgesamt auch zu einer verbesserten Kraftübertragung auf das Hinterrad führt. Darüber hinaus wird die Kraftübertragung auf den Vorderradantrieb des Fahrrades erleichtert, weil sich eine zur Frontseite des Fahrrades gerichtete Gewichtsverlagerung des Oberkörpers einstellt.
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Bei einem erfindungsgemäßen Fahrrad weist zudem in vorteilhafter Weise die Vorderradnabe eine Nabenschaltung auf, um den Vorderradantrieb der Kraft des Fahrradfahrers und der Geschwindigkeit anpassen zu können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind. Es zeigt:
- 1: die Frontansicht eines Fahrrades mit einem zusätzlichen Vorderradantrieb,
- 2: ausschnittsweise und vergrößert den Blick auf den Bereich der Verbindung einer Antriebsstange mit dem Lenker in einer ersten Ausführungsvariante,
- 3: ausschnittsweise und vergrößert den Blick auf den Bereich der Verbindung einer Antriebsstange mit dem Lenker in einer zweiten Ausführungsvariante,
- 4: den Blick auf einen Lenker des Fahrrades von oben,
- 5: den Blick auf ein Zahnradlenkgetriebe des Fahrrades im Teilschnitt,
- 6: eine Fixierungseinrichtung des Lenkers in ihrer Offenstellung,
- 7: eine Fixierungseinrichtung des Lenkers in ihrer geschlossenen Stellung
und
- 8: einen Bereich des Rahmens mit einem Sitzrohr und einem darin eingesetzten Sattelstütze.
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Aus der 1 ist die Frontansicht eines Fahrrades 1 mit einem zusätzlich zu dem über ein Pedalwerk antreibbaren Hinterradantrieb auf das Vorderrad 4 wirkenden Vorderradantrieb entnehmbar. Das Fahrrad 1 weist in an sich bekannter Weise einen Rahmen 2 mit einem Steuerrohr 7 auf, in dem die Lenkstange 6 des Lenkers 5 um eine Achse drehbar gelagert ist und das im Bereich des Vorderrades 4 in eine mit der Lenkstange 6 drehbare Vorderradgabel 30 zur Aufnahme des Vorderrades 4 übergeht. In an sich bekannter Weise weist der Lenker 5 beidseitig je einen Griff 27 auf, an dem der Lenker 5 von einem in der 1 nicht gezeigten Fahrradfahrer mit den Händen erfasst werden kann. Die Griffe 27 des Lenkers 5 sind in einem horizontalen Winkel von 15-17° positioniert, was einer entspannten Haltung zwischen Unterarm und Hand entspricht. Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht vorliegend darin, dass der zur Erzeugung einer zusätzlichen Antriebskraft und zum Erreichen eines Trainingseffektes der Arme sowie des Oberkörpers des Fahrradfahrers vorhandene Vorderradantrieb beidseitig des Lenkers 5 je eine, bei einer Abwärtsbewegung des Lenkers 5 mit einem Zahnradgetriebe 11 in Eingriff befindliche Antriebsstange 9, 10 aufweist. Beide Antriebsstangen 9 und 10 sind mit ihrem lenkerseitigen Ende in je einem, am Lenker 5 vorhandenen, die Schwenkbewegung des Lenkers 5 auf die Antriebsstangen 9, 10 übertragenden Kugelgelenk 12 beziehungsweise 13 aufgenommen. Hierfür weisen die lenkerseitigen Enden der Antriebsstangen 9, 10 jeweils Gelenkkugeln 14 auf, die jeweils in dem korrespondierenden Kugelgelenkgehäuse 15 gelagert sind. Zu den Einzelheiten der möglichen Ausführungen der Kugelgelenke wird auf die nachfolgende Beschreibung der Darstellungen in den 2 und 3 verwiesen. Der Lenker kann zur Erzeugung einer Wippbewegung seitlich um die Wippachse 8 verschwenkt werden, die in Fahrtrichtung des Fahrrades 1 verläuft. Das bedeutet, dass die Schwenkbewegung des Lenkers 5 in vertikaler Richtung, also um die Wippachse 8 möglich ist und die dadurch eingeleitete Kraft über die Antriebsstangen 9, 10 auf das Zahnradgetriebe 11 übertragen wird. Um die Handhabung des Lenkers 5 nicht zu beeinträchtigen, ist unterhalb des Lenkers 5, zur Anbindung der Antriebsstangen 9, 10, beidseitig jeweils ein Gelenkschenkel 18 vorhanden. Um die Möglichkeit zu schaffen, den Lenker 5 in einer horizontalen Position zu fixieren, ist unterhalb des Lenkers 5 ferner eine Fixierungseinrichtung 24 vorhanden, auf deren Einzelheiten nachfolgend noch im Zusammenhang mit der Beschreibung der 6 und 7 näher eingegangen wird.
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Die Antriebsstangen 9 und 10 sind am Rahmen 2 jeweils in Führungsbuchsen 23 gleitend geführt aufgenommen und weisen radseitig eine Verzahnungsgeometrie auf, die mit dem Zahnradgetriebe 11 zusammenwirkt, das seinerseits aus mehreren Zahnrädern besteht, wobei zum Beispiel ein erstes Zahnrad 19 mit der Antriebsstange 9 gekoppelt ist und das erste Zahnrad 19 mit einem zweiten Zahnrad 20 in Eingriff steht, das mit einem dritten Zahnrad 21 gekoppelt ist, welches zumindest einen Kegelabschnitt aufweist oder ein Kegelrad ist. Das dritte Zahnrad 21 steht darüber hinaus mit wenigstens einem weiteren, das Vorderrad 4 antreibenden Kegelrad 22 in Eingriff. Das Kegelrad 22 ist hierfür mit dem Vorderrad 4 wirkverbunden. Die Antriebsstangen 9 und 10 stehen bei einer Abwärtsbewegung des Lenkers 5 mit ihrem radseitigen Ende in Eingriff mit dem jeweils korrespondierenden Zahnrad, während sie bei der gegensinnigen Bewegung außer Eingriff der Zahnräder sind, also einen „Leerhub“ ausführen. Das Zahnradgetriebe 11 ist zum Schutz vor Verunreinigungen oder vor Witterungseinflüssen durch ein Gehäuse geschützt, welches in der Darstellung der 1 jedoch nicht gezeigt ist. Bei dem in 1 gezeigten Fahrrad 1 ist der Vorderradantrieb zusätzlich zu dem über die Fußpedale betreibbaren Heckantrieb vorhanden.
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Die 2 zeigt beispielhaft eine erste Ausführungsvariante eines Kugelgelenks 12, wie es an einem Lenker 5 des Fahrrades 1 zur Aufnahme der Gelenkkugel 14 der Antriebsstange 9 Verwendung findet. Die lenkerseitig an der Antriebsstange 9 ausgebildete Gelenkkugel 14 ist dabei drehbar und schwenkbar in einer Lagerschale 16 des Kugelgelenksgehäuses 15 gelagert, wobei die Lagerschale 16 vorliegend aus einem selbstschmierenden Kunststoff besteht. Zur Fixierung des Kugelgelenks 12 an dem Lenker 5 weist das Kugelgelenksgehäuse 15 Anschlussflansche auf, die mittels zweier Klemmschellen 31 an dem Lenker 5 angeschraubt sind. Somit ist zwischen dem Kugelgelenk 12 und dem Lenker 5 eine lösbare Verbindung geschaffen worden.
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Eine andere Möglichkeit der Lagerung der Gelenkkugel 14 der Antriebsstange 9 geht ausschnittsweise und im Schnitt aus der 3 hervor. Auch hierbei verfügt die Antriebsstange 9 lenkerseitig über eine Gelenkkugel 14, die jedoch bei diesem Beispiel in einem Kugelgelenkgehäuse 15 ohne Zwischenschaltung einer Lagerschale, also unmittelbar in der Innenoberfläche des Kugelgelenkgehäuses 15, gelagert ist. Die Innenoberfläche des Kugelgelenkgehäuses 15 ist hier als ein Kugelkäfig mit einer Vielzahl Lagerkugeln 17 ausgeführt, sodass die Antriebsstange 9 auch hierbei eine annähernd vertikale Kraft auf das Zahnradgetriebe 11 übertragen kann. Das am Lenker 5 befestigte Kugelgelenk 12 gemäß 3 überträgt somit die bei der Schwenkbewegung des Lenkers 5 um die Wippachse 8 erzeugte Bewegung auf die Antriebsstange 9.
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In der 4 ist ein Blick auf einen Lenker 5 des Fahrrades 1 von oben dargestellt. Die Besonderheit des Lenkers 5 besteht vorliegend darin, dass dieser beidseitig neben den für seine Handhabung erforderlichen Griffen 27, über Gelenkschenkel 18 verfügt, die jeweils ein Kugelgelenk 12, 13 zur Lagerung der Gelenkkugeln 14 der Antriebsstangen 9, 10 aufweisen. Die 4 veranschaulicht auch, dass der Lenker 5 neben der herkömmlichen Lenkbewegung eine Schwenkbewegung um die in Fahrtrichtung F orientierte Wippachse 8 vollziehen kann, um dadurch eine zusätzliche Antriebskraft auf das Vorderrad 4 zu übertragen.
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Die 5 zeigt einen schematisch stark vereinfachten, seitlichen Blick auf ein Zahnradgetriebe 11 eines Fahrrades 1 im Schnitt. Dieses besteht bei dem dargestellten Beispiel aus mehreren, beidseitig des Vorderrades 4 angeordneten Zahnrädern 18-22, wobei zunächst durch die seitliche Kippbewegung des Lenkers 5 um die Wippachse 8 eine Abwärtsbewegung der in der Führungsbuchse 23 an der Vorderradgabel 30 geführten Antriebsstange 9 bewirkt wird. Bei dieser Abwärtsbewegung greift die im radseitigen Bereich als Zahnstange ausgebildete Antriebsstange 9 in ein erstes Zahnrad 19 ein, das mit einem zweiten Zahnrad 20 in Eingriff steht, wobei das zweite Zahnrad 20 seinerseits über eine Freilauf- oder Überholkupplung mit einem dritten Zahnrad 21 gekoppelt ist, das zumindest einen Kegelabschnitt aufweist oder selbst ein Kegelrad ist. Das Zahnrad 21 wiederum steht in Eingriff mit dem Kegelrad 22, welches mit dem Vorderrad 4 wirkverbunden ist und somit das Vorderrad 4 in Fahrtrichtung antreibt. Aus der Darstellung in 5 geht auch hervor, dass Lenkstange 6 und mit ihr die Vorderradgabel 30 mit der Vertikalen einen Neigungswinkel a von 40° einschließt. Bei einem derartigen Neigungswinkel der Lenkstange 6 ist die Körperhaltung des Fahrradfahrers optimal, sodass das Ergreifen und Halten des Lenkers 5 sowie dessen Schwenkbewegungen einfach und ermüdungsarm ausführbar sind.
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In den 6 und 7 ist jeweils eine Fixierungseinrichtung 24 des Lenkers 5 in einer Offenstellung sowie in einer geschlossenen Stellung dargestellt. Die Fixierungseinrichtung 24 besteht dabei aus einem oberhalb des Steuerrohres 7 auf der Lenkstange 6 angeordneten Blockierungsring 28, der durch eine 90°-Drehung die Schwenkbewegung des Lenkers 5 um die Wippachse 8 freigibt oder blockiert, wie dies aus der 7 hervorgeht.
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Schließlich veranschaulicht die 8 einen Bereich des Rahmens 2 des Fahrrades 1 mit einer Sattelstütze 25, die in ein Sitzrohr 26 eingesetzt ist. Die Besonderheit besteht vorliegend darin, dass das Sitzrohr 26 eine Neigung in Fahrtrichtung F von etwa β = 6° zu einer Vertikalen aufweist, was dazu führt, dass der andeutungsweise dargestellte Sattel 29 eine Neigung nach vorne, also in Fahrtrichtung F aufweist und sich das Pedalwerk 3 des Hinterradantriebs des Fahrrades 1 mit Bezug zur Fahrtrichtung F weitgehend hinter dem Sattel 29 befindet. Dies führt dazu, dass der Lendenwirbelbereich des Fahrradfahrers während der Fahrt nicht begradigt wird, sondern seine physiologische und ergonomische Krümmung beibehält und somit die in diesem Bereich befindlichen Bandscheiben nicht einseitig komprimiert werden. Ein weiterer, positiver Effekt ist darin zu sehen, dass auch der Genitalbereich geringer belastet wird, als dies bei herkömmlichen Fahrrädern der Fall ist.
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BEZUGSZEICHENLISTE:
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- 1
- Fahrrad
- 2
- Rahmen
- 3
- Pedalwerk
- 4
- Vorderrad
- 5
- Lenker
- 6
- Lenkstange
- 7
- Steuerrohr
- 8
- Wippachse
- 9
- Antriebsstange
- 10
- Antriebsstange
- 11
- Zahnradgetriebe
- 12
- Kugelgelenk
- 13
- Kugelgelenk
- 14
- Gelenkkugel
- 15
- Kugelgelenkgehäuse
- 16
- Lagerschale
- 17
- Lagerkugeln
- 18
- Gelenkschenkel
- 19
- Zahnrad
- 20
- Zahnrad
- 21
- Zahnrad (Kegelrad)
- 22
- Zahnrad (Kegelrad)
- 23
- Führungsbuchse
- 24
- Fixierungseinrichtung
- 25
- Sattelstütze
- 26
- Sitzrohr
- 27
- Griff
- 28
- Blockierungsring
- 29
- Sattel
- 30
- Vorderradgabel
- 31
- Klemmschellen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 93429 C [0004]
- DE 383627 C [0005]