DE20109511U1 - Fahrrad, insbesondere Liegerad - Google Patents

Description

Fahrrad, insbesondere Liegerad

Die Erfindung betrifft ein Fahrrad, insbesondere ein Liegerad, mit einem Antrieb nach Art eines Zugmittelgetriebes, bestehend aus einem Zugmittel, aus einem auf der Nabe des Vorderrades gehalterten Abtriebsrad sowie aus einem über Kurbeln beaufschlagbaren und am Rahmen gehalterten Antriebsrad.

Vorderradantriebe für Fahrräder sind seit langem bekannt. Die DE 88 02 324 U1 zeigt einen Fahrrad-Vorderradantrieb, der ein mit der Lenkstangenbefestigung verbundenes Kurbelrad aufweist. Ein Vorderradantrieb, der neben einem konventionellen, auf das Hinterrad wirkenden Fußantrieb vorgesehen ist, wird in der DE 81 38175 U1 beschrieben. Dabei ist der Handkurbelantrieb anstelle des Lenkers angeordnet und übernimmt sogleich dessen Funktion. Ein vergleichbares Fahrrad ist darüberhinaus auf aus der DE 79 23 165 U1 bekannt geworden, wobei im Fall dieses bekannten Fahrrades, um die Lenksicherheit zu erhöhen, die Achse des auf das Vorderrad wirkenden Kurbelantriebs außermittig nach vorn zur Lenkung versetzt angeordnet ist. Sämtlichen genannten Fahrrädern ist dabei das auch bereits von den sogenannten Hochrädern sowie von frontgetriebenen Kinderdreirädern bekannte Problem gemeinsam, daß bei dieser Art des Vorderradantriebes über die Kurbeln erhebliche Querkräfte auf das Antriebsrad einwirken, die den Lenkvorgang nachhaltig beeinträchtigen können.

Daneben sind in jüngerer Zeit die sogenannten Liege- oder Sesselräder bekannt geworden. Diese finden aufgrund der bequemen und ermüdungsfreien Sitzposition, die sie gegenüber konventionellen Fahrrädern bieten, zunehmendes Interesse. Die weit zurückgelehnte Haltung, die der Fahrer eines derartigen Fahrrades einnimmt, macht es bei diesen üblicherweise über das Hinterrad angetriebenen Fahrrädern erforderlich, die Tretkurbel des Antriebes so weit nach vorn zu verlagern, daß sie sich noch vor den Lenkergriffen befindet. Dies führt dazu, daß das Zugmittel, welches das über Kurbeln beaufschlagbare Antriebsrad mit dem an der Nabe des Hinterrades gehalterten Abtriebsrad verbindet, in der Regel wesentlich länger sein muß als bei herkömmlichen Fahrrädern. Nach dem gleichen Prinzip wie teilweise bei konventionellen Fahrrädern, dient dabei als Zugmittel in der Regel eine Kette. Allerdings können auch Zahnriemen Verwendung finden. Um den Nachteil der Länge des Zugmittels, insbesondere die hohen Anforderungen an die Verwindungssteifigkeit des Rahmens und die konstruktiv aufwendige mechanische Fixierung des Zugmittels, zu vermeiden, wurde in der

DE42 37 525 C2 ein Fahrrad, insbesondere ein Liegerad, mit Vorderradantrieb vorgeschlagen. Damit die Lenkung frei bleibt von Rückwirkungen, die aus der Antriebskraft resultieren, wird vorgeschlagen, daß das Antriebsrad am Rahmen gehaltert ist. Die dabei zwangsläufig auftretende Verwindung des Zugmittels wird gemindert, indem der antreibende Teil des Zugmittels im wesentlichen parallel zur Lenkachse des Vorderrades verläuft. Damit ist ein Fahrrad vorbekannt, das einen einfachen Aufbau besitzt und es ermöglicht, das erfindungsgemäße Fahrrad mit einer Hinterrad-Federung sowie mit einer Teil- bzw. Vollverkleidung zu versehen.

Dieses bekannte Fahrrad weist allerdings den Nachteil auf, daß keine Federung des Vorderrades vorgesehen ist.

Dieser Nachteil ist insbesondere bei Liegerädern von bedeutendem Gewicht. Da das Gewicht des Fahrers hier vor allem das Hinterrad belastet, haftet das Vorderrad nur mit einem sehr geringen Druck auf dem Boden. Dies kann insbesondere bei Bodenunebenheiten zu einer gewissen Unsicherheit im Fahrverhalten führen, da das Vorderrad leicht die Bodenhaftung verlieren kann und das Fahrrad somit für kurze Zeit steuerlos wird. Ohne Federung werden die Erschütterungen im vorderen Bereich des Fahrrades zudem unmittelbar an die Tretkurbel weitergegeben, wodurch die Füße des Fahrers den Kontakt mit den Kurbeln verlieren können. Ein weiterer Antrieb und unter Umständen auch ein Bremsen wird dann zumindest für eine kurze Zeit unmöglich. Neben diesen Sicherheitsgesichtspunkten tritt selbstverständlich noch der Aspekt des fehlenden Fahrkomforts eines zumindest teilweise ungefederten Fahrrades.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Fahrrad, insbesondere ein Liegerad, mit Vorderradantrieb so auszubilden, daß diese Nachteile vermieden werden. Das Fahrrad soll die kompakte Bauweise eines Vorderradantriebs mit am Rahmen gehalterten Antriebsrad aufweisen und gleichzeitig eine gefederte Vorderradgabel besitzen.

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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß weist das Fahrrad einen Antrieb nach Art eines Zugmittelgetriebes auf, das aus einem Zugmittel, aus einem auf der Nabe des Vorderrades gehalterten Abtriebsrad sowie aus einem über Kurbeln beaufschlagbaren und am Rahmen gehalterten Antriebsrad besteht. Dabei ist die Vorderradgabel als gefederte Gabel ausgeführt.

Mit dieser Ausführung wird erreicht, daß ein Fahrrad mit einem Vorderradantrieb ausgestattet werden kann, der durch die kurze Kettenlänge einen kompakten Aufbau besitzt und einen geringen konstruktiven Aufwand erforderlich macht, wobei zugleich Fahrsicherheit und -komfort durch die Federung des Vorderrades erhöht werden.

Vorteilhaft kann dabei die Vorderradgabel als Teleskopgabel ausgeführt sein. Wahlweise kann die Vorderradgabel aber auch vorteilhaft aus einer Hauptgabel und einer Hilfsgabel bestehen, wobei die Hilfsgabel beweglich mit der Hauptgabel verbunden ist und die Nabe des Vorderrades an der Hilfsgabel gehaltert ist. Bei dieser letztgenannten vorteilhaften Weiterbildung kann die Hilfsgabel in ihrem unteren Bereich über ein Scharnier mit der Hauptgabel verbunden sein sowie in ihrem oberen Bereich einen Hohlkolben aufweisen, der in den Gabelschaft der Hauptgabel eingeführt und mit einer Spiralfeder abgestützt ist. Mit dieser Ausführungsform ist eine besonders stabile gefederte Vordergabel geschaffen, da die vertikal wirkende Last des Fahrrades in seinem vorderen Bereich auf zwei voneinander unabhängige Träger (Haupt- und Hilfsgabel) verteilt wird.

Mit der Federung eines angetriebenen Vorderrades besteht die Gefahr, daß das Fahrverhalten durch das Zugmittelgetriebe unkontrollierbar beeinflußt wird: Da die Antriebskette im wesentlichen in Richtung der Federbewegung zieht, kann eine Einfederung eintreten, ohne daß dies mit Blick auf die Straßenlage erforderlich wäre.

Jedesmal wenn der Fahrer über die Kurbeln beschleunigend Kraft auf das Antriebsrad ausübt, wird eine Einfederung der Vorderradgabel bewirkt. Dies führt zu einer Verkürzung des Abstands zwischen Antriebs- und Abtriebsrad, der unter Umständen nicht mehr mit gesonderten Spannrädern abgefangen werden kann. Daraus resultiert im Extremfall ein vollständiger Verlust der Spannung des Zugmittels, wodurch nicht nur ein weiterer Antrieb des Fahrrades unmöglich wird, sondern auch das Zugmittel von den kraftübertragenden Rädern (Antriebs- und Abtriebsrad) abrutschen kann. Um dies zu vermeiden, sind weitere Vorkehrungen denkbar.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, das Zugmittel über ein mit dem Rahmen beweglich verbundenes Umlenkmittel zu führen, wobei sich das Umlenkmittel ungefähr im Bereich der Lenkachse des Vorderrades befindet und wobei die Abstände des Umlenkmittels zu dem Antriebsrad und zu dem Abtriebsrad beim Einfedern des Vorderrades jeweils im wesentlichen

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konstant bleiben. Damit können die genannten Nachteile der Federung eines angetriebenen Vorderrades vermieden werden. Das Zugmittel läuft zwischen dem Umlenkmittel und dem Abtriebsrad im wesentlichen parallel zu der Lenkachse, in deren Richtung durch die Federung eine Verkürzung der Zugstrecke eintreten könnte. Durch die Anordnung des Umlenkmittels wird dieser Abstand nunmehr im wesentlichen konstant gehalten, so daß kein unkontrollierter Spannungsverlust bei Kraftaufwendungen auf das Zugmittel eintreten kann. Gleichzeitig wird durch diese Anordnung ermöglicht, daß sich das über Kurbeln beaufschlagbare Antriebsrad in erheblichem Abstand vor der Lenkachse befinden kann. Besonders bei einem Liegerad kann so eine ergonomisch günstige Gestaltung erreicht werden, da der Lenker auf konstruktiv einfache Weise in Griffweite des Fahrers anzubringen ist und der Fahrer gleichzeitig die Beine beim Treten ausstrecken kann.

Vorteilhaft kann das Umlenkmittel auf einer mit dem Rahmen in Nähe des Antriebsrades beweglich verbundenen Schwinge gelagert sein und über eine Schubvorrichtung mit der Hilfsgabel und/oder Vorderradnabe verbunden sein. Durch die Anordnung mit Schwinge und Schubvorrichtung ist gewährleistet, daß die Abstände des Umlenkmittels zu dem Antriebsrad und zu dem Abtriebsrad auch beim Einfedem des Vorderrades im wesentlichen konstant bleiben. Diese Ausführung ist konstruktiv sehr einfach durchzuführen.

Die Schubvorrichtung kann vorteilhaft mit einem oder mehreren Kugelköpfen zur beweglichen Verbindung mit dem Umlenkmittel und/oder der Hilfsgabel und/oder der Vorderradnabe versehen sein. Die Kugelköpfe ermöglichen zum einen das Abknicken der Schubvorrichtung an den jeweiligen Verbindungsstellen, zum anderen aber auch, daß das Umlenkmittel beim Einfedern gegenüber dem Rahmen wirkungsvoll angehoben wird und somit der Abstand zwischen Umlenkmittel und Abtriebsrad im wesentlichen konstant bleibt.

Da das Umlenkmittel, die Schwinge und die Schubvorrichtung ungefederte Massen sind, ist es vorteilhaft, wenn eines oder mehrere dieser Bauteile aus einem leichten Material bestehen.

Das Zugmittel kann entweder durchgehend ausgeführt sein oder aber in einer anderen vorteilhaften Ausführung aus einem Primärzugmittel und einem Sekundärzugmittel bestehen, die jeweils über ein Zwischengetriebe als Umlenkmittel geführt sind. Mit

dieser Ausführungsform wird die Länge des Zugmittels verteilt auf zwei unterschiedliche Zugmittel. Damit können die Spannungen in den einzelnen Zugmitteln besser kontrolliert, aufgebaut und während der Fahrt aufrechterhalten werden. Das Zwischengetriebe kann dabei aus zwei fest gekoppelten Ritzeln bestehen. So ergeben sich in konstruktiv einfacher Weise unterschiedliche Übersetzungsmöglichkeiten, wodurch das Antriebrad sehr klein gehalten werden kann. Um noch immer auftretende kurzfristige Änderungen der Spannung des Zugmittels aufzufangen, können das Primärzugmittel und/oder das Sekundärzugmittel an ihren rücklaufenden Teilen mit Spannrollen versehen sein.

Als Zugmittel können vorzugsweise entweder ein Zahnriemen oder eine Kette verwendet werden, wobei in letzterem Fall das An- und Abtriebsrad jeweils als Zahnrad ausgebildet sein können.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert:

Figur 1 zeigt ein Liegefahrrad mit Vorderradantrieb und gefederter Vorderradgabel in seitlicher Ansicht.

In Figur 2 ist der vordere Bereich eines solchen Fahrrades in perspektivischer Darstellung wiedergegeben.

Das in Figur 1 dargestellte Liegerad besitzt einen Vorderradantrieb nach Art eines Zugmittelgetriebes. Das Zugmittelgetriebe besteht aus einem Zugmittel 10, das hier als Kette ausgeführt ist, aus einem Antriebsrad 11, an dem zwei Kurbeln mit Pedalen 14 befestigt sind, sowie aus einem Abtriebsrad 12, das über das Antriebsrad und über die Kette in Drehung versetzt werden kann. Das Antriebsrad 11 ist am Rahmen befestigt und befindet sich um den Abstand d gegenüber der dem Lenker 16 nach vorne versetzt. Das Fahrrad im Bereich seiner Hinterachse gefedert 23. Die Kette 10 wird über ein Umlenkmittel 17 geführt, das sich ungefähr im Bereich der Lenkachse L des Vorderrades befindet. Dadurch wird erreicht, daß der untere ziehende Part der Kette 10 im wesentlich parallel zur Lenkachse L verläuft. Durch die besondere Halterung des Umlenkmittels wird zudem erreicht, daß das Umlenkmittel je nach Bewegung der gefederten Vordergabel gegenüber dem Rahmen angehoben bzw. abgesenkt wird. Somit tritt beim Einfedern keine Kettenlängenänderung ein, die Kräfte aus dem Antrieb können die Federung nicht beeinflussen.

Dies ist detaillierter in Figur 2 dargestellt. Die Vorderradgabel besteht aus einer Hauptgabel 18 und einer Hilfsgabel 1, die in ihrem unteren Bereich über ein Schanier 19 mit der Hauptgabel 18 verbunden ist. In ihrem oberen Bereich weist die Hilfsgabel 1 einen Hohlkolben 2 auf, der in den Gabelschaft 20 der Hauptgabel 18 eingeführt ist und dort mit einer Spiralfeder abgestützt ist. Das Umlenkmittel ist hier als Zwischengetriebe ausgeführt und besteht aus den zwei fest miteinander gekoppelten Ritzeln 5 und 21. Die Kette ist geteilt in eine Primärkette 3 und in eine Sekundärkette 4, die jeweils über eines der Ritzel 5 bzw. 21 geführt sind. Das Zwischengetriebe ist auf einer Schwinge 6 gelagert, die in der Nähe des Antriebsrades 11 mit dem Rahmen beweglich verbunden ist. Gleichzeitig ist das Zwischengetriebe über eine als Schubvorrichtung dienende Stange 7 mit der Hilfsgabel 1 verbunden. Die Verbindungen der Stange werden dabei an beiden Enden über Kugelköpfe 22 realisiert. Beim Einfedem des Vorderrades bewegt sich der Hohlkolben 2 nach oben in den Gabelschaft 20 der Hauptgabel und bewirkt somit ein Anheben des Vorderrades und des Abtriebsrades 12 gegenüber dem Rahmen 15. Daß hierbei keine Verkürzung der von der Kette zu überbrückenden Strecke bewirkt wird, liegt daran, daß das Zwischengetriebe über die Schubstange 7 ebenfalls im Vergleich zum Rahmen angehoben wird und die von der Sekundärkette 4 zu überbrückende Strecke b somit im wesentlichen konstant bleibt. Im wesentlichen unverändert bleibt beim Vorgang des Einfedems auch die von der Primärkette 3 zu überbrückende Strecke zwischen dem Zwischengetriebe und dem Antriebsrad 11. Um die gleichwohl noch auftretenden Längenänderungen der Abstände auszugleichen und um die Ketten unter gleichmäßiger Spannung zu halten, sind sowohl Primär- 3 als auch Sekundärkette 4 mit Spannrollen 8 und 9 versehen. Die Schwinge 6 und das Zwischengetriebe mit den Ritzeln 5 und 21 sind ungefederte Massen und daher aus einem besonders leichten Material wie Aluminium gefertigt.

Claims (15)

1. Fahrrad, insbesondere Liegerad, mit einem Antrieb nach Art eines Zugmittelgetriebes, bestehend aus einem Zugmittel (10), aus einem auf der Nabe des Vorderrades gehalterten Abtriebsrad (12) sowie aus einem über Kurbeln beaufschlagbaren und am Rahmen gehalterten Antriebsrad (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderradgabel als gefederte Gabel ausgeführt ist.

2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderradgabel als Teleskopgabel ausgeführt ist.

3. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderradgabel aus einer Hauptgabel (18) und einer Hilfsgabel (1) besteht, wobei die Hilfsgabel beweglich mit der Hauptgabel verbunden ist und die Nabe (13) des Vorderrades an der Hilfsgabel gehaltert ist.

4. Fahrrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgabel (1) in ihrem unteren Bereich über ein Scharnier (19) mit der Hauptgabel (18) verbunden ist.

5. Fahrrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgabel (1) in ihrem oberen Bereich einen Hohlkolben (2) aufweist, der in den Gabelschaft (20) der Hauptgabel eingeführt und mit einer Spiralfeder abgestützt ist.

6. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (10) über ein mit dem Rahmen beweglich verbundenes Umlenkmittel (17) geführt ist, wobei sich das Umlenkmittel ungefähr im Bereich der Lenkachse (L) des Vorderrades befindet und wobei die Abstände des Umlenkmittels zu dem Antriebsrad und zu dem Abtriebsrad (b) beim Einfedern des Vorderrades im wesentlichen konstant bleiben.

7. Fahrrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkmittel auf einer mit dem Rahmen (15) in Nähe des Antriebsrades (11) beweglich verbundenen Schwinge (6) gelagert ist und über eine Schubvorrichtung (7) mit der Hilfsgabel (1) und/oder Vorderradnabe (13) verbunden ist.

8. Fahrrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubvorrichtung (7) mit einem oder mehreren Kugelköpfen (22) zur beweglichen Verbindung mit dem Umlenkmittel (17) und/oder der Hilfsgabel (1) und/oder der Vorderradnabe (13) versehen ist.

9. Fahrrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkmittel (17), die Schwinge (6) und/oder die Schubvorrichtung (7) aus leichtem Material bestehen.

10. Fahrrad nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (10) durchgehend ausgeführt ist.

11. Fahrrad nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (10) aus einem Primärzugmittel (3) und einem Sekundärzugmittel (4) besteht, die jeweils über ein Zwischengetriebe (5 und 21) als Umlenkmittel geführt sind.

12. Fahrrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengetriebe aus zwei fest gekoppelten Ritzeln (5, 21) besteht.

13. Fahrrad nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärzugmittel (3) und/oder das Sekundärzugmittel (4) an ihren rücklaufenden Teilen mit Spannrollen (8, 9) versehen sind.

14. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (10, 3, 4) aus einer Kette besteht und daß das An- (11) und Abtriebsrad (12) jeweils als Zahnrad ausgebildet ist.

15. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (10, 3, 4) aus einem Zahnriemen besteht.