CN104136313B

CN104136313B - 紧凑型折叠自行车

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Publication number: CN104136313B
Application number: CN201280062397.6A
Authority: CN
Inventors: 卡斯腾·贝廷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: KR101691269B1; DE102011055748A1; KR20140083034A; DE102011122836A1; JP2014532007A; US20140225346A1; JP5812553B2; US9051021B2; CN104136313A; DE102011122836B4; DK2768722T3; EP2768722A1; KR20170000400A; EP2768722B1; KR101780164B1; WO2013056702A1; HRP20161384T1

Abstract

本发明涉及一种具有小车轮和用于驱动后轮的自行车驱动的紧凑型折叠自行车，其包括由曲柄驱动的牵引机构或直齿传动装置，中轴辊到后轮轴的距离大于后轮外径的一半。该自行车具有前车架部分和后车架部分，这两个车架部分通过与地平面呈直角对齐的折叠铰链旋转地彼此连接，由此，在折叠好的状态下，从侧向看时，该前车架部分、该后车架部分和前轮叉形成了具有以下特征组合的三角形的边：该自行车在直立骑行时，所述自行车驱动的驱动轮与输出轮均安装在所述自行车车架的同侧，转向管具有下转向管和上转向管，所述上转向管和所述下转向管可相对于彼此线性位移且可在自行车折叠好的状态下侧向地折叠在已折叠自行车的前轮旁。根据这种特征组合，该折叠自行车实现了特别紧凑的折叠尺寸。

Description

紧凑型折叠自行车

技术领域

本发明涉及一种紧凑型折叠自行车。

背景技术

结合(电动)运输工具，比如火车、汽车或者飞机，或结合轮船、折叠自行车或者踏板车被当做人力或者电动交通工具。

这些交通工具意在缩短花在通勤距离上的时间。进一步地，折叠自行车可用于旅途中没有足够的空间放下26/28英寸自行车的情况。

为了达到这些目的，适合成人使用的交通工具就要致力于达到最小可能的折叠尺寸、最轻可能的重量以及舒适的骑车感受的目标。

对此，现有市场上可买到的折叠自行车有以下一些缺点：

a.它们相对较重(大于10公斤)，而较轻版本的自行车又因其采用较昂贵的轻型材料而价格不菲(例如，用碳代替铝)。

b.车架构造需要使用许多特殊部件，而这些特殊部件仅适于为一种自行车车架而制造，使得自行车车架价格很昂贵。

c.为了达到目标折叠尺寸，比如制动器和变档元件等部件就得针对一种折叠自行车单独制造。

d.从轴向看，链条传动装置的输出链轮安装在自行车车架与后轮之间。在自行车折叠好的状态下，该设置要求后轮轴达到最小宽度或，由于需要的后下叉长度，折叠后的自行车达到长折叠尺寸。

e.传动装置(行星齿轮和变速器)使用与为大车轮设计的传动比。因此，相比大车轮自行车，驱动链轮必须有更多的齿形，从而达到骑车的人要用与大车轮自行车相同的踩踏频率骑行相同的距离。为了最高齿轮实现7.5m的适当改进，这些传动装置甚至适合于只用于车轮在20英寸以上，至少16英寸的大驱动链轮。

传统踏板车有以下一些缺点：

a.比骑自行车更费体力。

b.踏板车可达到的速度比自行车速度低得多。

当使用小于16英寸或20英寸的车轮时，与骑车特点相关的更多方面都得作为评估现有技术的参考。

小前轮在转向运动中反应过快，且易于摇晃，即使处于低速状态以及轻微不平整的路面上。

当骑小车轮自行车越过障碍(路上的物体、坑洞和坡度)时，转向运动会严重受损。

相比大车轮自行车，小车轮自行车更能缩短后轮轴和中轴辊之间的距离。从骑行方向来看，当骑车人加速时，骑车人重心越靠后，前轮抬起的危险越大。

由于在小车轮的情形下陀螺效应会显著减弱，骑车人的惯性会对骑车的稳定性有较大影响。如果，例如，骑车者骑着小前轮自行车，快速从一个方向转向行驶到另一方向，骑车者的质量会产生拖累转向运动的惯性矩。这会影响到对小车轮自行车的控制。该骑车人的惯性矩在转向运动一开始延迟了骑车人的曲线运动，并且在转向运动结束时加速了骑车人的曲线运动。变化的频率保持恒定(例如回转赛中)，该效应增进了自行车开始回转的点。从骑行方向看，当骑行延曲线时，骑车人重心越靠前，来自骑车人惯性矩产生更不稳定的倾翻力矩。

由于陀螺效应大大减弱，当站立骑车时，一般而言小车轮比大车轮更加不稳定。

小车轮自行车要达到大车轮自行车提供的同样的便利就需要更多的转数。

制动行为也是必不可少的骑车特点。当减速时，为了支持骑车人在手把上的自身惯性矩，坐姿通常会迫使骑车人的手臂在手把与肩膀之间呈直线。特别是紧凑型自行车并不能使手臂充分成直线，所以骑车人从高速到较大减速时无法再支撑其加速质量抵抗手把，可能从手把上向前翻落出去或者至少相对于自行车向前移动，该移动会影响行车的稳定性。

因此以下几点对评估小车轮自行车的现有技术很有必要：

行车特点和行车稳定性

实际的折叠尺寸

小车轮自行车的实际改进

制动行为

以下小车轮自行车的缺点在于，在快速转向运动的情况下，由于自行车构造，骑车稳定性会受上文所述的倾翻力矩的破坏，迫使骑车人向前移动。以下作为实例的详细说明，描述了从水平来看，小车轮自行车因其构造，使得骑车人重心与后轮轴之间的大距离超过25cm，括号内是与设计相关的原因：

DE 201 10 016 U1、DE 201 20 092 U1、US6,439,590B1(具有直立踏板的驱动系统)、US7,784,808B2、US6,799,771 B2(具有双链条传动装置的驱动系统)、

S.A，Bures-sur-Yvette，法国Dreamslide公司出品的自行车dreamslide(采用中轴联动装置和16英寸后轮是因为单速链条驱动)、

Bures-sur-Yvette，法国Dreamslide公司出品的自行车microslider(双链条传动装置)、

US 5,186,482 A(双链条传动装置)、

Riese und Mü ller公司直到2006年生产的自行车Birdy Frog(相对于中轴上座管的旋转叉用于后轮叉形悬架的减震)、

US 3,979,136 A(中轴上的直齿轮安装在后轮的方向)、

EP 1 995 165 A2(依靠踏板的驱动系统，从骑行方向看，骑车人的重心在中轴辊的前面)、

US 2007/0,069,499 A1(链条必须从车架下面穿过，在折叠好的状态下，后轮必须保持置于座管下方以符合折叠尺寸)、

US 4,598,923 A(折叠原理)。

DE 201 10 016 U1和DE 201 20 092 U1中的自行车的缺点是直立踏板与后轮轴旋转连接，后下叉长度至少和有上述与骑行稳定性相关缺点的前心一样大。

相反，下文作为示例提到的小车轮自行车，水平地来看，骑车人重心与后轮轴之间的距离相对较短：DE 198 03 462 A1、US 7,306,249 B2、DE 32 25 340 A1、US 3,990,717A、DE 203 11 511 U1、US 2005/0,263,979 A1、WO 2010/054 500 A1、DE 201 12 963 U1、US 6,595,536 B1、WO 2007/057 992 A1和US 6,595,539 B1。

但是，它们的缺点在于有车座且偏好习惯性使用座位。当给自行车加速时，骑车人在手把上用手吸收其自身惯性以防止从自行车上跌落。在上文提到的自行车中，因为座椅位置，施加在踏板上的力用在了骑车人重心的前方和/或由于手臂向前，手把上的牵引力是朝向后方的。加速时，手把上朝向后方的牵引力和由骑车人惯性矩诱发的在车座上朝向后方的力，与骑车人重心结合，水平地来看，已经与后轮轴非常靠近，即使在手把上施加很小的牵引力，前轮也能被举起离开地面。

另一现有的自行车在更强的突然减速的情况下，不允许骑车人依靠自身惯性来对抗手把。由于手把的位置，骑车人骑车时不得不弯曲手臂，且不能伸展手臂。在更强的突然减速时，骑车人会相对于自行车采取向前倾的动作，这样会向前跌落，可能还会越过把手。这种情况在这些实施例中存在：DE 32 25 340 A1、US 7,306,249 B2、US 2003/0,114,274A1 and US 1,381,281 A。

折叠自行车的折叠尺寸和重量对于每日使用来说很重要。与可实现的折叠尺寸相关的现有技术如下所述：

由于许多现有的小车轮自行车的折叠原理的设计，在折叠好的状态下，两个车轮都会一前一后地设置，但至少地，不会一致地紧挨彼此放置。缺点在于，当使用12英寸或者更大英寸的车轮时，这些折叠原理会导致相应的折叠长度大约至少是65cm。这种情况在这些实施例中存在：EP 1 600 368 A2、WO 2010/054 500 A1、US 2007/0,069,499 A1、US 7,306,249 B2、DE 203 11 511 U1、EP 0 388 540 A1、WO 2009/145 599 A2、WO 2006/111590 A1、US 4,824,130 A、DE 40 06 095 A1、US 3,419,283 A、US 6,196,566 B1、US 2005/0,230,933 A1、US 2007/0,024,023 A1和US 2003/0,051,934 A1。

一些现有的自行车包括具有两个可旋转连接的车架管的上管，其中，一个车架管可旋转连接至头管，并且该上管在中心旋转连接至另一个车架部件，以依次地使后轮和中轴连接在一起。头管将转向柱连接至前轮。由于这些自行车的折叠原理，与上管连接的两个车架部件可成剪刀状折叠在一起。这些自行车的缺点在于，折叠尺寸的最长边至少是65cm，并且自行车折叠尺寸的长+宽+高至少是120cm。但是，到目前为止，最大的缺点在于要达到较小的折叠尺寸只能采用特别小的6英寸或7英寸的车轮，这会明显地降低骑行舒适感和易用性。这种情况在这些实施例中存在：US 2005/0,263,979 A1和WO 2010/054 500 A1。

小车轮自行车的折叠原理通常是在同样意义上实现转向柱和座管折叠在一起，转向柱和座管大致平行置于折叠尺寸的最长边。这些折叠原理的缺点在于该最长边至少是70cm。这种情况在这些实施例中存在：US 4，844，494A、US 6，032，971 A、US 6,595,536 B1、US 7,055,842 B1、US 2005/0,230,933 A1、US 2003/0,114,274 A1、US 2007/0,024,023A1、US 6,883,817 B2、DE 603 03 842 T2、US 6,695,334 B2、DE 203 11 511 U1、DE 19803 462 A1、US 6,799,771 B2、US 7,290,780 B2、US 4,718,688 A、US 4,895,386 A、US 3,979,136 A和US 5,785,338 A。

进一步地，由于折叠原理，现有的自行车最长边至少是65cm。这种情况在这些实施例中存在：US 6,032,971 A、US 6,595,536 B1、US 2005/0,230,933 A1、US 2007/0,024,023 A1、US 3,419,283 A、US 4,132,428 A、US 4,111,447 A和US 7,367,576 B2。

发明人只熟悉三种成人用自行车，且这三种自行车折叠尺寸很小：US4,598,923A、US 6,595,539 B1和US 7,306,249 B2。

关于US 4,598,923 A：该自行车的本质缺陷在于具有紧挨彼此安装的两个车轮的折叠深度和封装车轮的盒子会导致这样的盒子的深度，其导致骑行完全不舒服。该设计相关的后轮轴与骑车人重心之间的大水平距离的缺点已经在上文指出来了。根据设计相关的大前方中心，当转向管头与头管和前轮轴在一条线上时，骑车人不得不较远地向前伸展手臂。因此，自行车在快速行进时缺乏合适的办法控制晃动的前轮。另外，自行车只有很小的改进，因为只有单速链条驱动可用于小车轮。

关于US 6,595,539 B1：除了上文提到的缺点，还有缺点在于该自行车不提供任何传统的曲柄或者由于太小的折叠尺寸而无法实现，当使用曲柄，由于许多车架部件和铰链接头，该自行车稳定的构造会导致自行车重量大和/或骑行稳定性不能保证。较大车轮的构造会造成较大的折叠尺寸。

关于US 7,306,249 B2：折叠尺寸大约是58x 33x 25cm。除了上文已经提到的自行车的缺点，更多的缺点在于根据设计，较大车轮的后下叉长度很长，因为在折叠好的状态下，前轮安装在后轮与中轴之间。因此，所述折叠尺寸只能由8英寸的车轮实现。例如，10英寸车轮可能需要折叠长度接近L＝68cm。在折叠好的状态下，为了调节中轴与后轮之间的前轮，以及使链条运行，设计了不坚固的后下叉，允许关于后下叉的强度在实际应用中有合理的怀疑。还有缺点在于自行车的前心与后下叉长度一样，以及头管倾角小于10°。这个结果表示根据制动减速3.4m/s²的标准，后轮不离开地面前轮就无法制动。另外，骑行稳定性和骑行特点向已经提到的原因妥协。但是，根据设计不可能增加需要改善的前心，不然就不可能如此处提供地将转向柱平行折叠于折叠尺寸的最长边。头角的增大也只可能到一个限度，因为当头角增大而前心没有任何适当增大的可能时，手把朝后被替代，并且骑行时直立也不可能。

除了提到这些自行车，发明人了解的所有成人使用舒适的折叠自行车都存在这样的缺点，即折叠尺寸的两长边的长度总和大于100cm。此外，最轻的传统折叠自行车至少6.5公斤重，但仅仅还是特别采用10英寸或者更小英寸的小车轮。传统大车轮自行车差不多至少10公斤重。

大多数自行车被设计为骑行可坐，手把和骑车人躯干之间的距离都设计的相对较大。当坐着骑行时，骑车人的背部不能直立，所以骑车人不得不向后移动他的头，并且绷紧他背部和颈部的肌肉。因此，他耗费了骑车用不上的额外精力。背部/肩部和颈部的区域一直处于紧绷状态。还有个缺点在于当骑车人直立骑车时，不得不前倾，前倾的身体就无法利用全身的重量带来推进力。实施例在US 4,598,923中。

DE 40 06 095 A1、DD 2 84 200 A5、US 4,389,055 A中公开的紧凑型自行车的缺点在于自行车通过前轮驱动，这样自行车就只能以坐姿骑行，并且骑车人的重量会增加从动轮与地面之间的小部分抓地力，因此较高的加速度会带来从动轮的频繁滑动是可以预见的。

DE 195 21 064 A1中公开的自行车，从行进方向看，其中轴安装在前轮的前方，因此，自行车在骑车人直立的情况下无法骑行。

此外，众所周知的，因为设计自行车特别要求横向座管和/或上管。这个缺点就在于该自行车不适合直立骑行，因为必需的踏脚处取消了。另外，设计能够折叠的上管构造更加困难。设计有上管和/或带有横向座管的自行车实施例有：EP 1 600 368 A2、US 5,186,482 A、WO 2010/054 500 A1、DE 32 25 340 A1、DE 198 03 462 A1、US 4,895,386 A和DE603 03 842 T2。

上述情况指出在较强的加速度情况下，前轮会抬起，US 1,381,281 A中的自行车却不会出现这种情况，尽管骑车人是坐着骑行。然而，这种自行车的缺点在于坐着骑行时骑行人并不舒服，因为从水平方向看时，踏板上的压力点非常靠近骑车人的中心。根据设计，该自行车不能在直立时骑行，且也并没有这个设计意向。为女士提供的自行车实施例(US1,381,281 A中的图1)无法在直立时骑行，因为在鞍座下，手把被连接管连接到叉杆，且直立骑行时所需的踏脚空间是不存在的。为男士提供的自行车实施例(US 1,381,281 A中的图3)无法在直立时骑行，因为手把杆在鞍座下向前平伸，因此当直立骑行时，未在手把下给腿留出足够的运动高度。在该实施例中，手把套低于座椅表面安装，这样骑车人直立骑行时不能触及到手把套周围。在为男士自行车提供的实施例中，存在另外的一个缺点，当经历强减速时，骑车人可能会从手把上向前翻越跌落或撞到车把。在所有的实施例中，存在这样一个缺点，即，当强减速时，骑车人无法支撑其自身惯性而向前跌落。在两个实施例中，当直立时垂直安装在中轴上方的鞍座会阻碍骑行。更多的缺点在于，车架无法折叠在一起，因为车架没有设计成单梁型，这样优选实施例只能达到大约3.8m/曲柄转数的程度(优选实施例的预计构架：带有54齿驱动链轮的8英寸车轮和9齿输出链轮)，以及提供具有非常大驱动链轮和安装在车架与后轮之间的输出链轮的单速链条驱动，因此车架不得不从里到外在驱动链轮和输出链轮之间形成，以及从而后下叉长度无法达到可确定的最小值。

在已经提到的现有的许多自行车中，使用单速链条驱动和小车轮只会带来很小的进步，不适合正常速度。因为这些自行车都不适合日常使用，这里省略了在上述缺点基础上更多缺点的详细说明。实施例存在于：US 2007/0,069,499 A1、US 4,895,386 A、GB 2 373771 A、US 2004/0,180,758 A1、DE 43 16 366 A1、DE 201 12 963 U1,US 2007/0,024,023A1、US 2005/0,230,933 A1、US 6,595,536 B1和US 4,598,923 A。

此外现有的自行车中，中轴辊和后轮轴是一致的，并且后轮直接驱动或者通过中间齿轮箱驱动。事实上这些自行车的缺点在于自行车驱动可达到的传动比非常小，因此需要大车轮获得合适的传动比，因此只能获得不紧凑的折叠尺寸。至少需要20英寸的车轮，这样踏板才能获得必要的离地高度。另外，无法使用传统的中轴和曲柄。实施例存在于：WO98/00 331 A1、EP 0 010 201 A1、FR 411 607 A、FR 2 366 491 A1、FR 876 657 A、DE 138824 A、FR 493 509 A和WO 2007/057 992 A1。

在WO 2009/056 078 A2中，双链条驱动是驱动后轮，且中轴辊和后轮轴保持一致。因此，第一传动轴的驱动链轮与安装在第二传动轴的输出链轮上的同一轴连接。第一传动阶的驱动链轮与曲柄照惯例连接。为了达到第一传动阶合适的链线距离，尽管为双链条驱动，相对于自行车的中央参考面的第二传动阶的链线距离大约设计得很小，以对应后轮胎的一半宽度。因此该驱动系统的缺点在于不得不使用26英寸车轮，这样车轮的边缘和胎体不与第二传动阶冲突，同样地，根据设计，其无法达到紧凑的折叠尺寸。还有一个缺点在于因为中轴也支持后轮，所以使用中轴不经济。

在所有现有直立式骑行的自行车中，骑车人仅在自行车上的两点支撑自己，确切地讲是在踏板上的脚和在把手上的手。如果采用小前轮，依照上面的说明，特别是在快速骑行和/或越过障碍物的骑行中，方向稳定性被极大地阻碍。在所有现有直立式骑行自行车中，还有个缺点存在于在较强刹车时，骑车人由于其自身惯性向前倾，且在最初的体验是无法控制地向手把方向倾斜，骑行的稳定性会在过程中被降低。最后，有个缺点在于骑车人肩部和背部的肌肉因手臂向前而紧绷，且同时骑车人在骑行时趋向轻微前倾。实施例存在于：JP 2010 260 457 A、FR 2 876 657 A1、EP 1 995 165 A2、WO 2006/111 590 A1、KR 10 0768 964 B1、US 2004/0，004，341 A1、S.A，Bures-sur-Yvette，法国的Dreamslide公司出品的microslider和dreamslide自行车和Maderna Cycle Systems，维也纳，奥地利的Maderna公司出品的MCS16”和MCS城市系列自行车。FR 2 876 657 A1使用的脚圈和踏板从脚尖向上弯曲可缓解上述的缺点，已经提过的，当遇到较强减速时，只是双脚轻微地支撑骑车人的惯性同样可以抵住无弯曲的踏板。

如以上已提到的，US 2004/0,004,341 A1中自行车的缺点在于用于小车轮的单速链条或者齿轮传动实现的传动比无法适度提高。由于中轴和前轮间基座的安排，骑车人必须前倾骑行和/或手臂前伸骑行。自行车中轴和后轮胎之间的小距离只能通过中轴借助向上的独臂固定到车架上和所有传动部件(链轮和链条或者齿轮)安装在支撑车架上来实现。

另外，Maderna Cycle Systems,，维也纳，奥地利的Maderna公司出品的MCS16”和MCS城市系列自行车有以下缺点：该自行车只适合身高差异不大的人群，因为与叉杆连接的转向管的高度无法调节。此外，转向管在其上端有与手把连接的正面手把杆，且转向管放置手把的位置使得骑车人远离前部。因此，根据上述缺点，这些自行车的转向和制动概念显然证明了，当制动时，骑车人通过伸展手臂将其重量支撑在手把上，这样在制动时相对于自行车维持其姿势。因此，自行车的折叠概念提供了有平行于后轮轴的旋转轴的铰链，所以包含有前轮，后轮叉，头管和手把的单元与后车架部分被折叠成剪刀状，通过上述缺点可知，其有非常长的折叠尺寸。

S.A，Bures-sur-Yvette，法国的Dreamslide公司出品的microslider和dreamslide自行车的骑行/转向和制动概念，由于手把套倾向前方且相对于骑车人身体的手把位置(手把位置稍微低于骑车人中心，手把位置在骑车人躯干前方，这样无鞍座骑行是可能的)明显地根据上述缺点，当制动时，骑车人通过伸展手臂将其重量支撑在手把上，这样相对于自行车维持其姿势。这也是这些自行车存在的一个缺点，即只有手把可折叠。

所有自行车特别是小车轮自行车，其缺点在于当遇到不可逾越的障碍时，驱动轮会不可避免地推向一侧，这样骑车人也无法控制地跌落到一侧。

使用市场上可买到的长度至少是165mm用于直立式骑行的曲柄的缺点在US 2008/0,217,881 A1中进行具体描述。在US 2002/0,163,159 A1和US 2003/0,030,245 A1中的缺点也会在这里进行讨论。但是，US 2008/0,217,881 A1中的直立式骑行用曲柄的现有实施例的缺点在于市场上没有可买到的中轴和驱动链轮能在这里使用，因为中轴不得不相对于自行车车架支撑在驱动链轮和曲柄之间，这样一来，中轴和曲柄就是昂贵的特殊部件了，那么链条驱动就安装在车架内部，所以维护起来更加困难，因此制造自行车车架的成本就相应很高，车架的折叠性只能在付出很大的努力下才有可能实现，如前面提到的dreamslide公司出品的有相应设计的自行车，其设计结果为后下叉长度大于25cm(参见S.A，Bures-sur-Yvette，法国的Dreamslide公司出品的dreamslide自行车)。

在S.A，Bures-sur-Yvette，法国的Dreamslide公司出品的microslider自行车中，尽管是小车轮，使用双链条传动装置可获得适当的传动以及后轮良好的抓地力。为了使双链条传动装置有合适的宽度以及小轴向踏板距离，链条传动装置需要安装在后轮与中轴之间两部份设计的自行车车架内部。由于第一传动阶的输出轮的必要设置，依照骑行稳定性和可达到的折叠尺寸就会导致具有上述的缺点的设计相关的大后下叉长度。

椭圆形设计的驱动链轮用于FR 2 876 657 A1出现的自行车，以减少骑车人在踏板上的跌落率。这也存在没有传统的曲柄可使用且自行车不能被折叠在一起的缺点。

KR 10 0 768 964 B1中公开的自行车的缺点在于每个在后轮轴水平位置的踏板旋转地与自行车连接。因此，相应的后轮轴与支撑自行车车架不得不设计在两边。

除了已经提到的缺点，EP 1 995 165 A2中自行车的缺点在于由于复杂的车架结构，自行车造价非常昂贵。

WO 2006/111 590 A1中公开的可直立骑行的自行车，从水平方向看，如果后下叉长度至少是21cm，如图所示，就使用8英寸的车轮。当使用9英寸车轮时，后下叉长度总计至少是22.5cm。由于手把杆指向前方，手把离骑车人前方较远位置处，从骑行方向来看，骑车人必须充分伸展其手臂，这些就是已提过的缺点。还有个缺点在于该设计并没有提供解决小型8英寸车轮由于路面颠簸和骑行运动带来的摇晃问题的方式。由于小车轮碾过障碍物以及前轮缺乏控制也是有问题的。由于单速链条驱动和小型8英寸车轮只能给自行车带来大约54/9*8英寸*π＝3.83m/U的改进。

由于大约21cm后下叉长度的设计，这只实现了运转在中央参考面中的支撑车架部件在8英寸后轮上方延伸，且后轮两端与链条张紧边上方的支撑车架部件连接，必须从车架向下延伸，使后轮和链条驱动的输出链轮安装在后轮末端的内部。

该设置的缺点在于支撑车架部件安装在两个车轮的上方，这样的话，根据结构，直接安装在支撑车架部件下方的适合中轴高度的中轴仅能实现车轮最大达到10英寸。对于大车轮，中轴不得不安装在远低于水平车架的X-车架中。

根据设计，还有个缺点在于非传统的后轮制动不得不用于现有踏板操作的实例中，踏板的枢轴按顺序安装在后轮与中轴间，从水平方向测量，中轴辊与后轮外周之间的距离大于10cm，这样就可安装制动结构。根据设计，大约21cm的后下叉长度只能用于实现8英寸的车轮。在10英寸车轮的自行车的设计中，后下叉长度大于25cm。

根据手把和可达到8英寸车轮的21cm后下叉长度的设置和指导，大约72cm的所示轴距导致至多71％的骑车人重量分布在后轮上且至少29％的重量分布在前轮上。

例如，根据设计，100kg的骑车人参照后轮与地面间的力比结果：当骑车人直立骑行时，他将其全部重量都放在踏板上。在上面提到的3.8m/曲柄转数改进和至少130mm的曲柄长度的情况下，这就施加了大约100x9.81x 130x 8英寸x pi/3,830＝21,250N扭矩到8英寸后轮上。这意味着，21,250/8英寸*2＝209N的切线力作用于后轮与地面之间。此时，踏板处于最先点，比如距离后轮轴210mm+130mm＝340mm。因此，考虑到720mm的轴距，100x 9.81x(1-340/720)＝518N的重力被放在后轮上。为了获得后轮到地面的足够摩擦力，后轮与地面之间的摩擦系数至少是0.4才能防止后轮在地面上滑动。另外，由于是较小车轮，如果根本不使用气压轮胎是不利的。总体考虑，该自行车只适合在潮湿和/或不够硬的地面，比如土地或者沙地上的有限范围内骑行。

该车架包含前车架部分和后车架部分，二者可以从一侧到另一侧错开而获得很好的包装尺寸，根据设计构造成直线。根据设计，中轴需要安装在后车架部分下方，使得能够一方面，使车架部分彼此错开，另一方面，使链条的张紧边位于后轮末端的下面。为了获得所希望的良好的包装尺寸，与前车架部分连接的转向头直接安装在前轮上方，因此手把可直接在转向头上方拆掉或者折叠在一起，这个构造相关的缺点在于使用8英寸车轮的设计只可获得大约22cm的中轴高度。在9英寸车轮的设计中，相应地只有24cm的中轴高度可获得。还有一个缺点在于，弯矩施加在前后车架部分之间，因此所需最小的插入长度要覆盖前后车架部分。

最后，预设的头角不在标准65°至75°范围内。该缺陷在于更加逊色的自行车的转向能力。

在所有采用链条传动装置的可直立骑行的自行车和/或小于20英寸的小车轮自行车中，还有一个缺点在于链条传动装置的输出链轮安装在自行车车架与后轮之间，支撑后轮的可能的链盒也视为自行车车架的一部分。

该设置存在一些构造相关的缺点:

在单速链条驱动的情况下，输出链轮需要具备至少9个齿，从而获得12英寸车轮适度的改进，驱动链轮应该具备至少52个齿。

根据车架靠在后轮外侧以及后轮轴固定螺钉，后轮轴悬架的最小宽度必须至少是120mm，

采用单速链条传动装置和外驱动链轮，后下叉需要从中轴到后轮轴形成曲线，因此相对大的踏板距离和相应的后下叉长度要求获得曲柄和自行车车架间或者后轮轴或者后轮固定螺钉间的足够距离。

该实施例可再次在Maderna Cycle Systems,，维也纳，奥地利的Maderna公司出品的MCS16”和MCS城市系列自行车中找到，其中，后下叉长度大于23cm。

DE 152 616 A描述了具有如下缺点的紧凑型折叠自行车：

根据构造，踏板不与曲柄连接，但旋转地连接至端部偏移的曲柄轴上，曲柄轴与踏板轴之间偏心率总计只有几厘米。骑车人只有很小的驱动转矩，因此自行车无法获得合适的加速度。

根据构造，前轮大约只有后轮尺寸的一半大小，所以目标小包装尺寸能够达到。如果打算使用较大的前轮，就不能够实现自行车的创意。为了达到目标的包装尺寸，根据构造，曲柄轴的高度大约与后轮轴高度一样。为了落实与所需中轴高度相关的目标自行车几何结构，根据构造，使用16英寸的车轮作为后轮。除了车轮尺寸之外，有个与设计相关的缺点在于由于为了达到与踏板所需的地面间隙相关的自行车几何结构，合适的曲柄长度无法获得。

链轮被用做置于内部，因此传统曲柄不再使用。

为了获得较小的包装尺寸，头管的角度需要总计大于85°。因此，根据至少3.4m/s²的制动减速度标准，后轮不离开地面则前轮无法减速，。

为了折叠自行车，前轮、手把和头管不得不拆开。

齿轮箱位于车架内部。为了不阻碍齿轮箱的啮合，车架构造必须有相应的硬度。

根据构造，自行车具备车架，后轮和前轮分别在两侧各有一个侧板，因此至少有两部分的设计，一个在后轮端部与中轴外壳之间，一个在中轴外壳与前轮悬架之间。

折叠自行车最大的包装尺寸总计至少65cm。

上述现有技术的重要方面再次在下文指出：

a.所有现有直立骑行自行车，从行进方向来看，向前的手把杆和/或把手加上中轴辊与转向头之间的距离的水平部分大于300mm。根据自行车转向和制动概念，骑车人用可能伸展的手臂将自己支撑在手把上，所以相对于自行车，骑车人可以维持自己的姿势，上述缺点涉及到行车稳定性和安全性。

b.所有现有最大16英寸车轮的自行车，具备安装有输出链轮的链条传动装置的自行车驱动，从轴向来看，输出链轮安装在自行车车架与后轮之间，或从轴向看，输出链轮安装在与自行车车架相反的后轮的侧面，支撑后轮的可能的链盒也视为自行车车架的部分，具有关于后下叉宽度和/或所需后下叉长度的上述缺点。

c.所有现有的采用曲柄骑行的可实行的自行车其折叠尺寸只能大于H+W+D＝115cm。所有现有自行车两条最长折叠边的总和大于100cm。所有现有自行车最长折叠长度总计大于55cm。

d.所有现有自行车的缺点在于它们都没有达到至少4.5m每转的适度改进，和可接受的踏板频率带来的合适速度，或者它们达到了该改进，但后下叉长度大于23cm。

e.对于具备平均车轮尺寸至多380mm所有自行车，采用驱动轮的自行车驱动安装在自行车车架外，摩擦副后轮/地面的摩擦系数必须总计至少0.4，以便直立加速时后轮不会在地面上打滑。原则上在土地和/或湿地上会有打滑的风险。

发明内容

本发明的目的在于改进可折叠自行车，

a.缩小轻型但费力的滑板车和重型但省力的折叠自行车之间的差距，

b.能够缩小折叠尺寸且比现有的可实现的自行车轻。

本申请公开的突出特征有助于通用自行车达成这个目标。

此外，根据本发明的自行车的设计优点在于,

c.即使是小车轮，后车轮具有和市场上可以买到的26/28英寸的自行车相似的抓地力。

d.当加速时，至少在与26/28英寸的自行车相似的，更高要求的齿轮的情况下，其前轮不会离地。

e.即使是小车轮也有良好的方向稳定性，

f.当用小车轮跨越障碍时，其产生最小可能的手把偏移，

g.使用具有小车轮的本发明的自行车进行快速转向动作不会因骑车人的惯性导致过度转向，且引导拐弯，

h.能够轻易地制动，且骑车人不会从手把前跌落，

i.即使是较小的车轮，其驱动系统适合改进。

j.其折叠尺寸符合传统旅行箱的尺寸，特别是外形尺寸W+L+H<＝115cm的随身携带行李箱，

k.值得注意的是各种变体的重量少于10kg，这样可以遵守航空旅行时随身携带行李箱重量最多6至8kg的规定，

l.由于短曲柄长度，即使骑行较远的距离也比较省力，

m.固塑性的车轮可以设计为较小的尺寸，这样在枯燥无趣的路上骑行，能获得高的倾斜弯度(增强趣味)，

n.适用于不同体重的骑车人，且保持良好的骑行特点，

o.能够设计8英寸和16英寸之间大小各异的车轮尺寸，

p.自行车车架和少数车架部件制造简单，因此成本低-偏好挤压成型，

q.同样的挤制型材可被用于制造带有不同车轮尺寸的车架，

r.具有狭窄的踏板距离，且带来符合人体工学的良好骑行感受，

s.配有传统部件，比如制动器、曲柄、中轴和链轮等等，且节约制造成本，

t.具有具备六种平稳的分级速度的多速齿轮，

u.根据标准来设计,

v.在直立时的加速过程中，提供后轮最佳的地面附着力。

为了解释突出特征的创意和优点：

首先，决定后轮抓地力的简化运算模型用于证明是本发明许多特征属性的完美总结。作为特征值，必须计算摩擦副后轮/地面所需的摩擦系数。对于简化运算模型，假定小车轮的加速度发生在直立行车的情况下。

当直立加速时，后轮与地面之间的力比在下面简化的模型中被考虑，从而制定出突出特征：

当直立骑行时，骑车人将全身重量放在踏板上，在该过程中踏板处于最重要位置。骑车人的重力垂直施加在踏板上。施加在后轮上的转矩由曲柄转矩乘以自行车驱动系统的传动比确定，传动比定义为曲柄转数除以后轮转数的比值。用于简化，以下的参数在这里：自行车和骑车人的重力总计是骑车人重力的115％(这相当于12kg重的自行车被80kg的骑车人骑，或者10.5kg的自行车被70kg的骑车人骑)，且自行车重心在直立骑车的骑车人重心的垂直线上。

摩擦副后轮/地面所需的摩擦系数简化如下：

G＝骑车人重力

TKL＝曲柄长度

HBL＝后下叉长度，比如后轮轴与中轴辊之间的水平距离

AA＝轴距，比如后轮轴与前轮轴之间的水平距离

Ut＝曲柄转数

Uh＝后轮转数

Da＝后轮外径

Ft＝切线力Ft来自后轮与地面间的M＝M/Da*2

Fg＝施加在后轮上的骑车人重力

Rerf＝摩擦副后轮/地面的所需摩擦系数

应用如下：

Fg＝G*(1-(TKL+HBL)/AA)*1.15

这样一来，必要的摩擦系数规定了用于哪种地面、使用哪种车轮，从而确定匹配，由此使得自行车在直立加速骑行时后轮不会打滑。

对于26/28英寸自行车，从上面等式得到的结果是，所需摩擦系数Rerf大约是0.32。如果该值插入上面的等式，本发明实现的一般特征可用公式表示：

额定值＝1

因子F＝5.4由F＝2/0.32/1.15计算得出。

因此计算模型提供了一个特别的优点在于不受骑车人限定的额定值描述了针对不同车轮尺寸的本发明的特征属性，且依赖于图示中自行车的几何值比较了不同自行车。

现有带有自行车驱动的自行车其平均车轮尺寸小于16英寸，这种设计节约成本，牵引力机构的驱动轮也与曲柄相连地安装在中轴的同侧，且中轴辊与后轮轴之间的距离大于后轮外径的一半，只能实现大于1.02的额定值。本发明实现的额定值是1.00并更少。其中，相比所有现有平均车轮尺寸小于16英寸的自行车，该额定值会促使后轮在潮湿和/或土地和/或沙地表面打滑的情况得到改善。

小车轮符合1.00并更少的额定值，因为后下叉长度和曲柄设计得非常短，且自行车驱动的传动装置也足够小，所以即使是小车轮也可以实现合适的传动。

因此，额定值也是自行车中轴与后轮之间紧凑性的适当的突出特征，该紧凑型与为自行车实现的合适的传动装置也相关，由于这个原因这也是本发明的一个适当的突出特征。

用于阐述直立骑行的本实施例符合1.00的额定值，如果，例如在上述公式中，F＝5.4的值被替换为F＝2/0.3/1.15＝5.8，那么可实现抓地力Rerf再次提高为大概0.3，且可再次实现结合持续合适的传动装置的更紧凑的设计。

小车轮自行车良好的骑行特点和稳定性意味着良好的方向稳定性，骑行跨越障碍物时的快速转向运动补偿，良好的曲线运动行为，安全的制动行为以及加速时避免前轮抬起。

自行车在每个案例中所实现的属性，

因为由于短后下叉长度，骑车人惯性的影响以及快速转向运动时的转弯会分别地减弱；在后下叉长度最多25cm的情况下，骑车人的惯性在转向运动中的影响实际上几乎被补偿，这对方向稳定性有积极的作用。

因为手把靠近骑车人躯干能够使得肘部和/或下臂和/或手腕靠近骑车人躯干，这进一步稳定了手把。因此，很有可能摇晃小前轮的方向稳定性被稳固，即使在骑行跨越障碍物时。手把靠近骑车人躯干还有一个重要的优点：骑车人手臂位置避免了肩部和背部肌肉的紧绷，肌肉紧绷的情况在现有的自行车中骑行时都会出现。骑车人手臂的位置相当于跑步者手臂的位置。因此，骑车人不用再向前倾，即使是轻微前倾。骑车人可持续保持轻松直立的骑行姿势，

因为骑车人在制动时，可将其躯干支撑在手把或者在手把和躯干间的下臂和手腕上。

因此当直立骑行自行车时，即使后下叉长度短，由于手把到骑车人躯干的距离短，前轮在加速时不会抬起。如果直立骑行时，骑车人只用其自身重量推进，不在手把上施加任何拉力，这样后轮轴周围不会产生任何向后的倾翻力矩。

如果骑车人通过对踏板施加额外的压力且相应的身体紧张拉紧手把，根据双手靠近骑车人躯干的位置，施加在手把上的拉力与施加在踏板上的垂直向下的重力之间的角度太小，这样手把上由拉力或骑车人惯性触发的后轮轴倾翻力矩不会比垂直施加在踏板上的后轮轴的重量力矩大，所以即使自行车剧烈加速，前轮不会抬起。

关于这点：手把与骑车人躯干之间的距离越短和/或后下叉长度越短，可实现的骑行稳定性就越大，且可实现的折叠尺寸就越小。

这样的话，该自行车具备后轮抓地力，适当改进，小折叠尺寸和骑行稳定性这些最好可能的组合。

为了设计出具有市场上可买到的中轴和曲柄的自行车，其包括合适的小车轮，短后下叉长度，带有尽可能小的后悬架的最小可能的折叠尺寸，首先根据DE 10 2011 050447 B4和DE 10 2011 051 850 B3，还有更多关于自行车驱动系统的问题不得不解决。已公开的短后下叉长度和适合的改进通过DE 10 2011 050 447 B4和/或DE 10 2011 051 850B3中的对应特征可实现。这里的一个基本的特征在于自行车驱动的输出轮同输入轮安装在自行车车架的同侧。因此，后下叉长度可被设计的很短，即使后下叉长度短，自行车驱动也可多速。

为了实现重量轻的折叠车架，首先，根据DE 10 2011 052 134 B4、DE 10 2011052 270 B4、DE 10 2011 053 733 B4和DE 10 2011 053 875 B3涉及的折叠铰链和自行车车架的更多问题需要解决。其中，最重要的是找到一个制造成本低的自行车车架，来实现短后下叉长度，其整体设计不会削弱焊接连接。在DE 10 2011 052 134 B4,DE 10 2011 052270 B4,DE 10 2011 053 733 B4和/或DE 10 2011 053 875 B3中的相应特征使设计公开的折叠尺寸的自行车车架成为可能，目标轻重量的自行车车架和公开的短后下叉长度能够被实现。

本发明包括驱动系统更多变化的描述，但都不是最佳的选择，所以被省掉了。

本发明包括另一个驱动系统，其输出链轮安装在车架与后轮相对的一侧，车架用单臂的方式悬挂后轮。但是，这个设置的缺点在于链盒几乎不能固定，且由于重量和冲撞，自行车车架的后轮悬架展现出更大的弯矩。

针对已提到的原因，以下的描述受限于已描述的且以特别紧凑的方式设计的优选实施例。

附图说明

图1是自行车第一优选实施例的侧视图，该自行车包括双面后悬架、头角设定装置和自行车驱动，该自行车驱动包括6个齿轮，其在14英寸后轮上的传动单元带有行星齿轮，该自行车由身高2.0m的人骑行。

图2是图1所示的骑车人与自行车的正视图。

图3是图1侧面图中所示的自行车后部的放大图，是切换到最大链轮的状态。

图4是从下方看图1中所示的自行车后部的视图。

图5说明了图1侧面图中所示的自行车，其头角总计大约65°，该自行车由身高1.4m的人骑行。

图6是图1侧面图中所示的自行车后部的放大视图，是切换到最小链轮的状态。

图7是图1所示的自行车的三倍的链轮，带有曲柄、中轴和用于后轮的侧拉夹式制动器，以说明侧拉夹式制动器的可用空间。

图8是图1所示的自行车车架的部件分解图，具有挤压型材、头管、前车架部分、折叠铰链、后车架部件和后轮端。

图9是用于头管的设定机构的截面图，根据图1所示，图9中的头角设定为75°。

图10是用于头管的设定机构的截面图，根据图5所示，图10中的头角设定为65°。

图11是另一个是用于头管的设定机构的截面图，相对于图9和图10正交。

图12是头管的挤制型材。

图13是图1所示的带有已折叠手把的自行车的侧视图。

图14是图1所示的折叠自行车的侧视图。

图15是图1所示的折叠自行车的正视图。

图16是图1所示的折叠自行车的俯视图。

图17是自行车第二优选实施例的侧视图，该自行车包括单面后悬架、带有下游行星齿轮的皮带传动、10英寸固塑车轮和轮罩制动器，该自行车由身高2.0m的人骑行。

图18是身高1.4m的人骑行图17所示自行车的侧视图。

图19是图17所示的带有已折叠手把的自行车的另一视图。

图20是用于轮罩制动器的复位弹簧的设置的详细视图。

图21是图17所示的折叠自行车的侧视图。

图22是图17所示的折叠自行车的另一侧视图。

图23是图17所示的折叠自行车的俯视图。

图24是图17所示的折叠自行车的正视图。

图25是自行车第三优选实施例的侧视图，该自行车包括单面后悬架、具有下游行星齿轮的链条传动、盘式制动器和带有特别宽轮胎的12英寸车轮。

图26是图25所示的没有车轮的自行车仰视图。

图27是自行车后部的后视图，以说明盘式制动器和车架坐标的设置情况。

图28是自行车后部的放大图，以说明盘式制动器的设置情况。

图29示出盘式制动器的制动盘与后轮法兰连接，该制动盘在安装位置紧固。

图30说明了制动盘与后轮法兰在安装状态。

图31是图25所示的折叠自行车的侧视图。

图32是图15所示的折叠自行车的另一侧视图。

图33是图25所示的折叠自行车的正面图。

图34是图25所示的折叠自行车的俯视图以说明折叠尺寸。

图35是自行车第四优选实施例的侧视图，该自行车包括14寸车轮、带有特小输出链轮的单速链条传动和鼓式制动器。

图36是图35所示的没有车轮的自行车的仰视图，以说明后轮驱动和鼓式制动器的设置情况。

图37是图35所示的折叠自行车的侧视图。

图38是图35所示的折叠自行车的另一侧视图。

图39是图35所示的折叠自行车的俯视图以说明折叠尺寸。

图40是自行车第五优选实施例的侧视图，该自行车包括8寸固塑车轮和带有行星齿轮的连接至后轮的传动单元。

图41是图40所示的折叠自行车的侧视图。

图42是图40所示的折叠自行车的另一侧视图。

图43是图40所示的折叠自行车的正视图。

图44是图40所示的折叠自行车的俯视图以说明折叠尺寸。

具体实施方式

图1是自行车第一优选实施例的侧视图，该自行车包括双面后悬架、头角设定装置和自行车驱动，该自行车驱动有6种速，其在14英寸后轮上的传动单元带有行星齿轮，该自行车由身高2.0m的人骑行。

该自行车有车架，车架包括前车架部分1、后车架部分2和折叠铰链3。根据DE 102011 053 733 B4，该车架由具有三段1a、1b、1c和/或2a、2b、2c的挤压型材制成，其中，外段2a和2c用作后下叉。

末端4插入前车架部分1的外段1a和1c通过轴5可旋转地安装头管6。前叉肩盖7的竖管支撑在头管6。叉腿8与前叉肩盖7连接，再连接到固定自行车前轮10的叉端9。在头管6上方，自行车有折叠铰链11，折叠铰链的下铰链元件12通过夹子连接13与竖管连接。上铰链元件安装在下转向管14中，上转向管15是被下转向管14成直线地取代。根据本发明的特别特征，手把16的高度可与骑车人身高相配合。上转向管15与手把16固定连接。

中轴17旋转地安装在后车架部分2。该中轴17与三链轮18和曲柄19连接。可折叠踏板20与曲柄19连接。该三链轮18通过链条21和输出链轮22驱动后轮轴23。在该例示性实施例中，后轮24是14寸充气轮胎，安装在后轮轴23上，从后车架部分2的右后下叉来看，在两个后下叉之间与输出链轮22相对。

经过证明，该三链轮18的三个链轮通过前变速器25切换。链条21松弛边的链条张力被保持，同样地经过证明，是通过摇摆的链条导板26。

根据本发明的特征，该自行车可由骑车人在直立状态下骑行。直立式骑行可使骑车人利用其全身的重量进行推进，且呈现放松其背部的骑行姿势。根据本发明的特征，该骑车人的躯干27与手把16靠得很近，这样直立骑车人可在握紧手把16的同时建立起躯干27和肘部28和/或下臂29和/或手腕30和/或手31和/或手把16间的接触。在此，手把16已经被向上拉出转向管14，这样骑车人的上腿32就在手把16下有足够的空间。

手把16与骑车人的躯干27接近这是直立式安全骑行的优点。

根据本发明的特征，该手把的中心直接安装在骑车人的躯干27前面。其优点在于，制动时，骑车人的躯干27可在手把16上支撑其惯性。

根据本发明的特征，选择如此的前心和手把高度，这样根据标准前车轮制动的制动减速度不会导致骑车人从前轮翻出跌落。即使在正常的前轮减速的情况下，骑车人也能持续控制自行车。

根据本发明的特征，手把16与骑车人的躯干27接近可以通过设定装置33设定，即设置头角。在图1中，自行车由身高2.0m的人骑行。在此，头角设置为符合标准的75°。

根据本发明的特征，图1中所示的后下叉长度，总计至多22cm，这一与直立安全骑行相关的优点已经在上面提过了。

根据本发明的特征，用于直立骑行的曲柄19的曲柄长度选择为小于26/28英寸的坐式驱动自行车的传统曲柄长度165-175mm。

在这种情况下，使用具有曲柄长度为150mm的曲柄19的市场上可买到的三链轮18。较短的曲柄长度有对本发明必不可少的如下优点：

当直立骑行时，骑车人必须向上重复提升其重量到踏板20的压力点，以便驱动该驱动链轮18，高度上的差异被克服，从而在较短曲柄的情况下骑车人为每次曲柄旋转的施力可较小。

由于曲柄较短，由骑车人施加在驱动链轮18的重量传递的驱动转矩小于165-175mm的曲柄的驱动转矩。因此，曲柄最大的角加速度也更小，且骑车人的脚通过施加同样的重量花费更长的时间达到踏板的低点。在踏板低点由曲柄获得的角速度也更小。重要的优点在于：对于直立式骑行，其导致的结果是在曲柄旋转时，曲柄的角速度波动很小，骑车人可更均匀地踩踏板而获得同样的速度，短曲柄作为整体传输骑车人更低的踩踏频率以及由于曲柄更小的角速度，在踏板低点骑车人能量消耗得同样地更少。针对这些原因，当直立式骑行时，最多60rpm的缓慢踩踏频率，比通常的坐骑踩踏频率90rpm更加舒适。当直立式骑行时，为了降低踩踏频率，且为了使踩踏在相同预期的速度下更加均匀，因此，在骑车人同样预期的施力下，根据本发明的特征，比起坐骑时，会选择更短的曲柄。

传统的侧拉夹式制动器34安装在前叉肩盖7上。为了使后轮24减速，根据本发明的特征，侧拉夹式制动器35安装在后车架部分2的下车架边，根据本发明的特征，链条21的松弛边在每个转换位置处由摇摆的链条导板26引导，远远地在侧拉夹式制动器35下方，该侧拉夹式制动器35的制动臂不会接触链条21。

支架36也可如图所示进行设置。

图2是图1所示的骑车人与自行车前轮的正视图。转向管头37直接安装在骑车人躯干27前方。手握变速把手38与该转向管头37的两侧上的手把16连接，手握变速把手38通过没有单独显示的鲍登拉线，一方面调节前变速器25和三链轮18，另一方面，调节任意其他传动阶比如用于例示性实施例中的后轮24上的双速传动单元，并且该双速传动单元在DE 102011 050 447 B4中进行了详细描述。

此外，两个制动杆39和40与手把16连接，通过没有单独显示的鲍登拉线驱动两个侧拉夹式制动器34和35。

根据本发明的特征，使用两个不同的制动杆39和40，因此，即使制动杆靠的很近，仍然有可能引导线缆，因为该制动杆39和40的线缆止动螺钉位于离手把16轴心的不同距离上，一个停止在另一个上面，所以鲍登拉线可将二者设定在彼此附近。

可线性替换的转向管段14和15的长度相对于彼此可以通过经过验证的锁定装置41来确定。

图3是图1侧面图中所示的自行车后部的放大图，是切换到三链轮18的大链轮的状态。摇摆链条导板26包括固定到后车架部分2的上操作滚轮42，其可围绕轴线转动，且惰辊43通过螺旋弹簧44在输出链轮22的方向上朝后挤压。在此，该螺旋弹簧44由它的一臂44a绷紧至与后车架部分2连接的螺钉45，且压紧它的另一臂44b在输出链轮22方向上的摇摆链条导板26的操作滚轮43上。为了防止围绕惰辊的链条21与围绕输出链轮22之间的连环撞，根据本发明的特征，该摇摆链条导板26通过在惰辊43接触输出链轮22之前邻接螺钉45设置限制摇摆链条导板26向后旋转的直尺26a。

图4是图1所示的自行车后部的仰视图。

为了利用14英寸后轮24获得合适的改进，根据本发明的特征，在DE 10 2011 050447 B4有详细说明的具有两个齿轮的行星驱动安装在输出链轮22和后轮轴23之间，带有直接或者间接与自行车车架连接的固定环形齿轮，由输出链轮22驱动的行星架，其带有与环形齿轮啮合的行星齿轮，且带有与行星齿轮啮合的两个从动太阳齿轮。在每个情况下，其中一个太阳齿轮通过耦合部件或者通过插入其间的可选择自由轮离合器驱动后轮轴23。为了适应骑车人体重和不同向上坡度和向下坡度的情况，根据本发明的特征，具有三链轮18的链条驱动安装在行星齿轮的上游，其包括带有42齿的链轮18a、带有32齿的链轮18b和带有24齿的链轮18c，以及输出链轮22。与双速行星齿轮46结合，根据本发明的特征，自行车六速传动通过增加相同的齿轮来实现。有行星齿轮46的后轮驱动通过固定装置48和固定螺钉49在后车架部分2的端部47与后车架部分2连接。退出后轮驱动，换挡链条50切换在行星齿轮46中的两个齿轮。

摇摆链条导板26的两个滚轮、操作滚轮42和惰辊43相对于自行车中央参考面以固定的距离安装，因为链条传动不会选择几个可切换的输出链轮，而仅会选一个输出链轮22。由于当切换到三链轮18的大链轮18a，链条21的松弛边最短，输出链轮22、大链轮18a、操作滚轮42和惰辊43安装于几乎直的一条线上，因此避免了切换时链条斜交的情况。在本例示性实施例中，如图4所示，实现了传统链线距离为49.5mm。

与操作滚轮42安装在同一轴线上的螺旋弹簧44，该螺旋弹簧44由它的一臂44a绷紧至螺钉45，且通过它的另一臂44b压紧在输出链轮22方向上的惰辊43上。

根据本发明的特征，如图4所示的后车架部分2的宽度对应于市场上可买的中轴的尺寸，在本示例实施例中，宽度为68mm。在相应的简单方式中，中轴罩和中轴17可被安装在后车架部分2里。

根据本发明特征，侧拉夹式制动器35安装在曲柄19之间，且根据本发明特征，安装在离中轴17很近的地方，实现上述短后下叉长度。

图5是图1所示的自行车的侧视图。手把16设置在其最低的高度。采用设定装置33来设置头角，被设置为标准头角大约为65°。这样，根据本发明的特征，图5中所示的图1的自行车，保有上述骑行特征的优点，该自行车既可由身高2.0m的人骑也可由身高1.4m的人骑。或更普遍地是，根据本发明特征，该自行车可在同等程度下由身高差距在60cm的人骑。通过使用设定装置33设置头角，非常矮的骑车人可在握紧手把16的同时建立起躯干27和肘部28和/或下臂29和/或手腕30和/或手31和/或手把16间的接触。

此外，图5示出切换到小链轮18c时的切换状态。

图6是图5所示的自行车后部的放大的侧面图，是切换到小链轮18c的状态。从图中可看出，摇摆链条导板26的直尺26a在与输出链轮22冲突的惰辊43之前被压紧于螺钉45。在该切换状态下，链条21的松弛边21a也安全地安装在侧拉夹式制动器35的制动臂下方。该侧拉夹式制动器35与中轴17安装的如此靠近，从侧面来看，大部分地被三链轮18遮住了。

在该切换状态下，链条21的张紧边21b与前变速器25保持充分的距离。该前变速器25依次安装在后车架部分2的上面的上方，因此在自行车中央参考面的方向上有切换小链轮18c所需的空间。

图7说明了图1所示的带有曲柄19的自行车的三链轮18，用于后轮24的中轴17和侧拉夹式制动器35，示出了具有制动臂35a的侧拉夹式制动器35的可用空间。长螺纹螺母51与该侧拉夹式制动器35的固定螺钉拧接在一起。为了支持制动力，压力元件52通过固定螺钉51张紧在后车架部分2上。

根据本发明特征，中轴罩53固定连接至后车架部分2的两段2a和2c的壁。

图8是图1所示的自行车车架的部件分解图，根据本发明的特征，根据DE 10 2011053 733 B4，挤压型材有头管6、前车架部分1、折叠铰链3、后车架部分2和后轮24端部47。根据本发明的特征，根据DE 10 201 052 134 B4设计的折叠铰链3的铰链元件插入前车架1的两外段1a和1c中，且插入后车架部分2的相应段2a和2c中，然后与它们固定连接。

在后轮24的区域中，挤压型材的内段2b被移除，留下了由两外段2a和2c形成的两个后下叉2d和2e。在本示例实施例中，两端部47推入后下叉2d或2e，且与它们固定连接。后轮驱动通过固定装置48和固定螺钉49与后车架部分2的端部47连接。该后车架部分2包括提到的用于固定构件的不同的凹槽2f、2g、2h和2i。同样地在DE 10 2011 053 733 B4或DE 102011 050 447 B4中描述的用于车架或者具备单侧后悬架的行星齿轮46的其他形式能用于本示例实施例且包含于本发明。

根据本发明的特征，头管6的头角可通过设定装置33设置。该设定装置33尽量将头角设定在可用标准范围65°至75°之内。根据本发明的更多特征，设置头角的详情如下：

在前车架部分1中，从前面，端部被推进前车架部分1的段1a和1c且与他们固定连接。在端部4中，头管6通过轴5旋转安装。本发明同样可能并包括，头管6无需其它端部旋转直接地与两外段1a和1c连接。头管6有在前车架部分1内部延伸的两臂6a。该两臂6彼此相对地向车架部分1内部引导，且在凹槽内容纳下圆螺母54。

根据本发明的特征，该圆螺母45与止动螺钉55螺纹连接。该止动螺钉55伸出到上面且在前车架部分1下面的下方。在前车架部分1的上面和下面，止动螺钉55引导固定图8中的板的固定元件56，固定元件支撑在前车架部分1的上面和下面。根据本发明的特征，减震或者弹力元件设置在固定元件56与前车架部分1之间，这样转向管14的任何预期移动性都变成可能或者减少施加在止动螺钉55或圆螺母54上的力。根据本发明的特征，该止动螺钉55是市场上可买到的速释装置的一部分，速释装置由止动螺钉55、圆螺母57、锁紧螺母58、锁紧杆59和垫圈60组成，两个固定元件56张紧在前车架部分1。

在张紧的状态下，比如，在速释装置的关闭的锁紧杆59的情况下，根据臂68的位置，因此头角由止动螺钉55上的圆螺母54的位置决定。图9说明了此状态，设置成图1所示的75°头角。

图10说明了释放状态。在释放状态下，比如，在开启锁紧杆59的情况下，止动螺钉55可通过使锁紧杆59旋转来旋转，从而改变圆螺母54在止动螺钉55上的位置。根据本发明的特征，该位置的变化改变了臂6a和前车架部分1之间的角度，且头管6随轴5移动，最终改变头角。在图10中，头角设置为图5所示的65°。所处的位置通过关闭锁紧杆59再次固定。

该设置的优点在于施加在前轮10的垂直力通过轴5转移到前车架部分，同时施加在前轮10上的水平力争取带动头管6随着轴5进行旋转运动且最终在前车架部分1上通过固定元件56全部分解。进一步地，没有更多的弯矩需要在其它实施例中触发头管和前车架部分之间的连接的相应稳定的设计。

根据头管6的臂6a的长度，因此，轴5与圆螺母54之间的距离确定了施加于圆螺母54和前车架部分1的力的大小。用这种方法，头管6可设置的角度范围也确定了。

图11是设定装置的截面俯视图。根据本发明的特征，头管6的臂6a旋转地安装在离端部4很近的轴5上，因此避免了在轴5上的大弯矩。根据本发明的特征，臂6a彼此相对地引导至圆螺母54，因此通过止动螺钉54产生的力被分解至前车架部分1。轴5是通过钢螺母61与钢螺钉62拧接在一起形成的。该钢螺母61支撑在钢套管63中且与它们旋转连接。套管63依次固定连接铝制端部4。同样是铝制的头管6固定连接至旋转安装在轴5或钢螺母61的钢套管64。使用钢套管63和64的优点在于轴承所需以及用于旋转头管6的过盈配合发生在两个钢元件之间，两个钢元件可经受的接触压力比铝/钢副的高许多，同时套管63和64可通过与铝制端部4或者与头管6的固定配合连接在外面。另外，套管63或64有足够大的外径保持住铝/钢副中的接触压力，该压力来自低于可接受的铝接触压力的力。

整体成型的头管6可由挤压型材低价制成。图12说明了图1所示优选实施例的相应侧面。即使在加工挤压型材时，可提供在头管6中用于止动螺钉55的所需凹槽6b。

图13是图1所示的带有折叠手把16的自行车侧面图。根据本发明的特征，折叠铰链11设计且调整成，从横向来看，转向管14依靠在侧拉夹式制动器34与前轮轴之间，相对于自行车中央参考面，手把16尽量平行设置或者成最大角度10°设置。

图14是图1所示折叠自行车的侧视图。在折叠状态下，根据本发明的特征，从侧面来看，前轮10和后轮24一致地设置在彼此之后。在此，根据本发明的特征，转向管14利用前轮10的侧拉夹式制动器34和输出链轮22的后端部47之间准确可用的空间。在本示例实施例中，折叠尺寸的两个最大折叠长度总计最多53cm和44cm。根据本发明的特征，因此这两个折叠长度的总和至多100cm。根据本发明的特征，自行车可以获得比较小的折叠尺寸，因为转向管14通过折叠铰链11折叠到前轮叉的叉腿8的侧面，且根据本发明的特征，在折叠好的状态下，前车架部分1、后车架部分2和前轮叉的叉腿8形成三角形，前轮轴、后轮轴、折叠铰链和头管6构成三角形的角元件。

图15是图1所示折叠自行车的正视图。

通过使用侧拉夹式制动器34和35，前轮10和后轮24之间的确定最小距离保持在折叠好的状态下。根据本发明的特征，前轮10和后轮24之间产生的距离由安装于前轮10和后轮24之间的转向管14和手把16填充。同样地，制动杆39和40以及手握变速把手38找到所需的空间，按照图16中记录的样子说明了图1所示折叠自行车的俯视图。

针对这些原因，折叠尺寸的深度小于28cm。根据本发明的特征，折叠尺寸的长度、高度和宽度的总和至多125cm。

根据本发明的特征，在图1至图16的示例实施例中，较小的折叠尺寸可获得，许多市场上可买到的自行车构件都能轻松找到并使用，特别是前轮10和后轮24的轮圈和轮胎、中轴17、曲柄19、折叠踏板20、三链轮18、输出链轮22、前变速器25、转向管14和15、手把16、侧拉夹式制动器34和35、手握变速手把38、制动杆39和40、设定装置33和锁紧装置41、惰辊43和操作滚轮42。使用这些市场上可买到的自行车构件可以在经证实且经技术测试的基础上节约生产成本。

根据本发明的特征，自行车的几何值设计为在每个方面，自行车的设计都符合标准值，包括头角65°至75°，前轮10的重量分布至少25％，前轮10的减速度在标准的制动减速度3.4m/s2情况下是可行的，也不会向前跌落，即使骑车人是身高2.0m，体重100kg的大个子，踏板20的离地间隙处于最低点，因此中轴高度需要侧面自行车的倾斜度为25°，踏板轴与前轮10或者前轮10的轮罩间的距离为100mm，并且采用气胎的话，可以安全跨越25mm的高度和12mm的倾斜木板条。

最终，可以理解的是图1至16中的优选实施例，保持基本特征的同时，也可用于其它车轮尺寸，特别是12英寸和10英寸的车轮，根据特征，甚至还可能可以使用同样的自行车车架。本发明也包含这些实施例。

图17是自行车第二优选实施例的侧视图，该自行车包括单面后悬架、带有下游行星齿轮依次驱动后轮轴的齿形皮带传动、10英寸固塑车轮和轮罩制动器，该自行车由身高2.0m的人骑行。

在该示例实施例中，手把16离骑车人躯干27很近地安装，这样直立骑行的2.0m高的人可将肘部28和下臂29以及可能手腕30靠着自己的躯干27。

根据本发明的特征，在图17中的示例实施例，根据DE 10 2011 053 875 B3，前车架部分65和后车架部分66平行延伸到自行车中央参考面外部，车架部件是由挤压型材制成。两个车架部件65和66依次与折叠铰链67连接。根据本发明的特征，在该示例实施例中，中轴68与市场可买的齿形皮带传动的驱动轮69连接。该齿形皮带传动的驱动轮69通过齿形皮带72驱动齿形皮带传动的输出轮71，齿形皮带传动是利用传动单元驱动后轮轴72。DE 102011 050 447 B4再次作为传动单元的详细说明进行参考。所需皮带张力是由安装在齿型皮带70松弛边上的皮带张紧器73产生，该皮带张紧器73通过与后车架部分66连接的导向元件74在齿形皮带70的张紧边方向上被牵引。在该示例实施例中，10英寸固-塑车轮如同后轮75与在后车架部分66上同输出轮71相反的一侧上的后轮轴72连接。根据本发明的特征，后轮75可通过轮罩76减速，轮罩旋转地与自行车车架连接。由于自行车直立骑行，为了后轮75减速，骑车人可将脚压在旋转安装在车架里的轮罩76上，以及利用轮罩76施加相应的压力在后轮75上。骑车人的惯性使他依靠在手把16上，这个姿势会通过相应的身体紧张度施加更大的力在后轮75上使自行车安全快速地减速。

根据本发明的特征，头管77与前轮65侧向地连接。针对此目的，根据本发明的特征，该头管77的两臂与前车架部分65的上面和下面连接。形成头管77的臂的凹槽由挤压型材制成，平行于前车架部分65且能在头管77的挤压方向呈任意角度。为了达到最小的折叠尺寸的目的，在示例实施例中，根据本发明的特征，该前车架部分65平行于水平方向，因此形成头管77的臂的由挤压型材制成的凹槽，在头管77的挤压方向呈75°角。

根据本发明的又一特征，前轮叉78由挤压型材制成，该前轮叉78的型材的挤压方向与头管77的挤压方向正交。在该前轮叉78上，通过固定螺钉79，法兰与旋转支撑前轮80的前轮轴连接。根据本发明的特征，还可能将带有电机的前轮安装在前轮叉78上，可能通过该固定螺钉79支撑电机扭矩在前轮叉78上。本发明也包括这些实施例。

这里使用的前轮制动器只是制动器，由金属优选是钢或者铝制成的制动片81，直接作用于固塑轮上。此制动原理已经使用了很长时间了，因此不再做更多地解释。这里要点在于制动器无需比车轮本身宽，因此能达到目标的较小折叠尺寸。

如图17所示，使用10英寸车轮实现了特别小的后下叉长度为至多14cm。该小后下叉长度的优点在于更多骑车人的重量传递到了后轮上75，因此即使当加速该小车轮时，也能提高后轮75在地面上的抓地力。

根据本发明的特征，即使在本示例实施例中，自行车的几何值设计为差不多在每个方面，自行车的设计都符合标准值，包括头角75°，前轮80的减速度在标准的制动减速度3.4m/s2情况下是可行的，也不会向前跌落，即使骑车人是身高2.0m，体重100kg的大个子，踏板20的离地间隙处于最低点，中轴高度需要侧面自行车的倾斜度为25°，踏板轴与前轮80或者前轮10的轮罩间的距离为100mm。因为后下叉短，所以骑车人多于75％的重量都搁在后轮75上。

重量分散的标准要求主要制定用于防止在快速加速时前轮80被抬起。当图17所示的自行车被直立骑行时，即使后下叉短，由于手把16距骑车人躯干27距离小，仍可确保前轮80在加速时不会离地。

图18是1.4m身高的人骑行图17所示的自行车的侧视图。

为了这个目的，上转向管15和下转向管14再次缩短，使手把16降低。因为头角的设定装置在本示例实施例中省略，所以手把16离骑车人躯干27的高度降低。总之，图18所示的骑车人仍然可以将其肘部28支撑于躯干27以保持骑行稳定性，为转向运动及手把导向实现额外支撑点。因此在本示例实施例中，恒定的头角同样适合身高差异至少60cm的骑车人，同时维持本发明的个性特征。

图19说明了图17所示的带有折叠手把的自行车。

根据本发明的特征，车架部分65和66设置在自行车中央参考面外部。根据本发明的特征，图19阐明了更多的重要车架构件，例如，头管77、中轴套82和用于可旋转轮罩的支架83安装在车架部分65和66的一侧且与它们连接。

根据本发明的特征，转向管14和15以及手把16向下折叠在前车架部分65的与头管77相反的一侧。反而，折叠铰链11的旋转的凹槽相对于车架部分65大约45°旋转，进一步地，折叠铰链11的旋转轴线相对于头管轴线不是准确的直角，所以根据本发明的特征，如图所示的手把16再次大部分地平行于自行车的中央参考面。

在图20的详细视图中，说明了用于轮罩76的回位弹簧84的设置，其是作为后轮75的制动器。轮罩76的支架83与中轴罩82固定连接。该回位弹簧84通过其臂84a支持于该中轴罩82的下侧，且在臂84b的帮助下向该中轴罩82紧压该轮罩76，该回位弹簧84附属于支架83。根据本发明的特征，通过该中轴罩82的设计且涉及针对支架83的小空间要求，在后轮75和中轴罩82之间的轮罩76和回位弹簧84，后轮75外围与中轴辊之间的特别小距离可实现为大约4cm。

图21是图17所示的折叠自行车的侧面图。根据本发明的特征，前车架部分65大概或精确地与地平面平行延伸，同时后部分66从后轮轴向上以一定角度延伸到地平面，根据本发明的特征，从侧面来看，中轴安装于后车架部分66的上侧与下侧之间，且处于地平面上方符合标准的水平面上。该实施例的优点在于由于后车架部分66的陡峭角度，在非常短的前车架部分65后中可以设计短的后下叉长度以及符合标准的中轴高度。根据本发明的特征，非常紧凑的折叠尺寸可以实现，其安全地符合通常的航空随身携带行李箱尺寸。两个最长折叠边的长度总计至多53cm和35cm。由于非常轻的车架，自行车的重量也完全符合通常的航空随身携带行李箱规定。

相对于地平面，短后下叉与角度陡峭的后车架部分66连接的另一优点在于，尽管后车架部分66设计得狭窄，但后车架部分66可满足因施加在自行车车架上的弯矩和扭矩产生的对自行车车架稳定性的要求。

图22是图17所示的折叠自行车的另一侧视图。图13是图17所示的折叠自行车的俯视图。根据本发明的特征，从侧面来看，折叠自行车的前车架部分65安装在后车架部分66与带有踏板20的曲柄85之间。根据本发明的另一特征，在自行车折叠好的状态下，前车架部分65位于中轴罩82上方。这两个特征的优点在于，折叠自行车的两个车轮基本一致地毫无间隙地紧挨彼此，或者从侧面来看，一前一后地设置。简而言之，图23中提到的两个车轮直接紧挨彼此的设置以及手把平行延伸到中央参考面的设置使折叠宽度只有24cm。

在实现小折叠尺寸的示例实施例中，许多市场上可买到的自行车构件再次被使用。同样地，该示例实施例如同图1的示例实施例，装配有市场上可买到的驱动链轮和输出链轮。本发明也包括这些实施例。根据本发明的特征，当直立骑行时，由于更良好的骑行特点，当坐着骑行时，曲柄84比用于26/28英寸自行车的传统曲柄短。在该示例实施例中，根据上述优点，曲柄长度总计只有130mm。

为了10英寸后轮75达到适当的改进，根据本发明的特征，行星齿轮86设置在输出链轮71和后轮轴72之间的力流中，在DE 10 2011 050 447B4中详细阐明了，该行星齿轮86具有至少一个带有直接或间接与自行车车架连接的固定环形齿轮的齿轮，由输出链轮71驱动的行星架，与环形齿轮啮合的行星齿轮和至少一个与行星齿轮啮合的太阳齿轮，其通过中间自由轮离合器直接或者间接驱动后轮轴72。

图24是图17所示的折叠自行车的正视图。根据本发明的特征，前车架65和后车架部分66是由挤压型材制成。这些型材具有能支撑装配力的稳定横向壁。

根据本发明的特征，前叉肩盖、叉腿和前轮叉78的叉端同样地是由挤压型材一体成型的构件，挤压方向是大概或者精确地以直角向头管轴线延伸。该优点在于，前叉肩盖和叉腿之间的连接不会减弱。

图25是带有单面后悬架、具有下游行星齿轮的链条传动、盘式制动器和12英寸特宽轮胎的自行车的第三优选实施例的侧视图。

身高2.0m的骑车人如图所示。在图中，踏板20处于同一水平，骑车人伸直他的腿，且还能毫无问题地紧握住手把16。在本实施例中，根据本发明使用的12英寸的车轮的特征，后下叉长度至多17cm。

根据本发明的特征，也在该实施例中，自行车的几何值设计为在每个方面，自行车的设计都符合标准值，包括头角75°，前轮88上的重量分布至少25％，前轮88的减速度在标准的制动减速度3.4m/s2情况下是可行的，即使骑车人是身高2.0m，体重100kg的大个子也不会向前跌落，踏板20的离地间隙处于最低点，中轴高度需要侧面自行车的倾斜度为25°，踏板轴与前轮88或者前轮88的轮罩间的所需距离为100mm，并且采用气胎的话，可以安全跨越25mm的高度和12mm的倾斜木板条。

标出的参考数字如下图所示。

图26是图25没有车轮的自行车的仰视图。图27是移除后轮的自行车的后部的后视图。

单臂前轮叉87的形状与12英寸宽的前轮88匹配。其端部89与法兰90连接，法兰90有用于安装前轮88的轴。

根据本发明的特征，如DE 10 2011 052 270 B4，前车架部分91和/或后车架部分92由挤压型材制成，挤压方向是从车间部分上侧向车架部分下侧延伸。这两个车架部分91和92通过折叠铰链93互相连接，例如，该折叠铰链在DE 10 2011 052 134 B4进行了深入地解释。车架形状的优点在于，车架能通过设计和清除挤压型材来适应几何要求和强度要求。因此后车架部分92的特点由图26和27证明了：

a.后车架部分92在中轴94的水平位置上，其宽度由中轴94的钳位宽度决定。相应的中轴罩95与车架部92齐平。

b.根据本发明的特征，向后运转，后车架部分92向外划弧线92a，因此相对于自行车的中央参考面，带宽车胎的12英寸车轮有可能安装在中心。弧线92在朝外的方向上与链条96保持了所需的距离，并且设计得更宽，因此在中轴94方向更稳定。

c.进一步地，向后轮97的后轴运转，根据本发明的特征，后车架部分92的凹槽或者挤压室92b安装在用于惰辊99的直线导轨98上，设定螺钉100安装在凹槽内拉动惰辊99和链条96向上，然后拉紧它们。

d.进一步地，向后轮97的后轮轴运转，后车架部分92偏离了自行车中央参考面为与后车架部分92连接的后轮驱动制造空间。所以12英寸后轮97能得到适当的改进，根据本发明的特征，从输出链轮102与后轮轴103直接的力流来看，安装具有至少一种速度的行星齿轮104，在DE 10 2011 050 447 B4中有具体阐述，该行星齿轮104具有与自行车车架直接或间接连接的固定环形齿轮，由有行星齿轮的输出链轮102驱动的行星架，其中，行星齿轮与环形齿轮啮合，还有至少一个与行星齿轮啮合的太阳齿轮，其直接驱动后轮轴103或通过中间自由轮离合器驱动。

e.在后轮驱动的水平位置上，根据本发明的特征，后车架部分92有更多用作安装盘式制动器的制动钳105的凹槽，根据本发明的另一个特征，从后车架部分92来看，制动盘106安装在后轮97的边上和内部。通过固定螺钉107和108，该制动钳105直接连接后车架部分92。

图28是自行车后部的放大图，阐明了盘式制动器的设置。

图29说明了盘式制动器的制动盘与后轮法兰连接，后轮法兰固定在制动盘上的安装位置。

图30说明了安装好的制动盘和后轮法兰。

在面对后轮97的后车架部分92的一侧上，后轮轴103形成为后轮法兰103a。根据本发明的特征，制动盘106固定到后轮轴103的后轮法兰103a上，于是从轴向来看，该制动盘106与后车架部分92和后轮法兰103a之间的后轮法兰103a连接。为了这个目的，该制动盘106与后轮法兰103a各自的凸耳103b和106a交替推动得到后轮法兰103a后的制动盘106且用后轮法兰103a安装。可选地，为了实现从制动盘106到后轮法兰103a的向制动盘106的凸耳106a的形式合适的制动力传动，当自行车减速时，后轮法兰103a的边缘103c可靠在向后轮法兰103a支撑的制动盘106的凸耳106a上。

图31是图25的折叠自行车的侧视图和盘式制动器设置的另一透视图。根据本发明的特征，在DE 10 2011 052 270 B4中的后车架部分92的凹槽依制动钳105的形状而造且更多的凹槽用于指导固定螺钉107和108将该制动钳105连接到后车架部分92。该后车架部分92的另一侧凹槽用于再次与固定螺钉108夹紧的圆螺母109。鲍登拉缆110同样地表明且向前引导至后轮97和链条96之间。

图32是图25所示的折叠自行车的另一侧视图，且图33是图25所示的折叠自行车的正视图。

如图17中，也在本示例实施例中，根据本发明的特征，从轴向看，前车架部分91安装在后车架部分92和带有踏板20的曲柄111之间的折叠好的自行车中。根据本发明的另一特征，在自行车折叠好的状态下，前车架部分91放置在中轴112上方。两个特征的优点在于，在折叠自行车中，后轮97和前轮88基本一致地靠着彼此没有一点间隙。除此之外，在本示例实施例中，由于是宽胎，单臂前轮叉87是管型，所以在折叠好的自行车中，转向管14和前轮叉87从侧面看来在轮胎水平面上紧靠彼此。因此，根据本发明的特征，此设置使折叠尺寸非常小，因为前轮88和后轮97两个车轮直接紧挨彼此，前轮叉87和转向管14从侧面来看，也是紧挨彼此，手把16平行于中央参考面。

根据本发明的特征，图32中提到的带有宽12英寸车轮的示例实施例，最长折叠长度为54cm，这也符合通常的航空携带行李箱的尺寸。

图34是图25折叠自行车的俯视图，说明了另一折叠尺寸。根据本发明的另一特征，自行车的折叠尺寸总计为54cm+36cm+24cm＝114cm，因此也符合通常的航空携带行李箱的尺寸L+H+D＝115cm。在本示例实施例中，使用市场上可买到的折叠踏板20。从图34中可直接证明可折叠的踏板有更小的折叠宽度可进一步地减小折叠尺寸。

图35是第四优选实施例的侧面图，包括14寸车轮、鼓式制动器和带有特小输出链轮的单速链传动。

前车架部分113通过折叠铰链115与后车架部分114连接。前车轮116和后车轮117都是14英寸车轮。根据本发明的特征，后车轮117通过上游链传动的输出链轮119由带有后轮轴118的后轮驱动例如DE 10 2011 051 850 B3中带动。后轮117与在后车架部分114依靠输出链轮119相反的一侧上的后轮轴118连接。根据本发明的特征，从轴向来看，鼓式制动器120安装在后车架部分114和后轮117之间，鼓式制动器通过旋转地安装在后车架部分114里的制动臂121制动，制动拉索如同市场可买到的鼓式制动器被支撑于前斜拉叉122。

本实施例的标准设计和许多市场可买到的自行车构件的使用已经在上文中被指出。

在本实施例中，根据本发明的特征，使用14英寸车轮的后下叉长度至多18cm。

图36是图35没有车轮的自行车的仰视图，说明了后轮驱动和鼓式制动器120的设置。

根据本发明的特征，前车架部分113和后车架部分114在此示例实施例中再次根据DE 10 2011 053 733 B4设计有两外段113a或者114a和113b或114b，根据本发明的特征，前车架部分113的外段113a和后车架部分114的外段114a安装在自行车中央参考面内。根据本发明的特征，支撑车架部分113和114的挤压型材有不同宽度。此优点在于，前车架部分113可被设计得充分狭窄，所以在折叠好的状态下，其如图37中设置，在中轴123上方，且从轴向看，也在后车架部分114和踏板20之间，实现已说明过优点的折叠尺寸。

图37是图35折叠自行车的侧面图。图38是图35折叠自行车的另一侧面图。

根据本发明的特征，本示例实施例中的14英寸车轮如图37所示，其最长折叠尺寸为54cm，完全符合传统的航空携带行李箱的尺寸。

图39是图35折叠自行车的俯视图，说明了折叠尺寸。

根据本发明的特征，该自行车折叠尺寸总计为54cm+38cm+23cm＝115cm，因此完全符合传统的航空携带行李箱的尺寸L+H+D＝115cm。在本示例实施例中，也使用了市场可买到的折叠踏板20。从图39中可以直接得出，可折叠的踏板有更小的折叠宽度，这样能够进一步减小自行车的折叠尺寸。

根据本发明的特征，左曲柄124用于支撑前车架部分113，因此前轮116抵靠后轮117得到更小的折叠尺寸。为了这个目的，在折叠好的状态下，曲柄124向着前轮116旋转，因此曲柄124可通过前车架部分113提供的斜面施加相应的力到前车架部分113。

图40是自行车第五优选实施例的侧面图，该自行车包括8寸固塑车轮和与带有行星齿轮的后轮连接的传动单元。前车架部分125再次通过折叠铰链127与后车架部分126连接。该实施例包括8英寸后轮128和8英寸前轮129。

即使是小车轮，为了到达所需中轴高度，根据本发明的特征，从侧面来看，中轴130通过与后车架部分126连接的中轴罩131安装在后车架部分126的上边缘。这样，后下叉长度就是很短的8cm。两级自行车驱动就实现了，第一级为链轮驱动，且第二级为其行星齿轮有固定环形齿轮和驱动太阳齿轮的传动单元，例如，根据DE 10 2011 050 447 B4中的传动单元。由于较短的后下叉长度和自行车驱动，根据本发明的特征，这里使用的8英寸后轮128在较差的路面上也有良好的抓地力。

在本示例实施例中，根据本发明的特征，自行车只能通过图17中已述的后轮128的轮罩132进行减速，因此手把上还有其他附件，特别是制动杆，可被免除以降低重量以及获得非常紧凑的折叠尺寸。

由于后下叉较低，以及车架部分127和128较短，本实施例看来也可能使用硬木制成的车架部分。本发明还包括支架部分由硬木或者其它合适材料制成的实施例。在这种情况下，折叠铰链可能不得不稍微修改用于连接车架部分。

图41是图40折叠自行车的侧面图。

根据本发明的特征，本示例实施例中的8英寸车轮如图41所示，其最长折叠尺寸为47cm，完全符合传统的航空携带行李箱的尺寸。

在本实施例中，通过固定在后车架部分126上的夹轨134和支持惰辊133的夹紧螺钉135，惰辊133直线地且可替换地固定在后车架部分126。

图42是图40折叠自行车的侧面图，正好与图41的侧面图相反。

根据本发明的特征，在自行车折叠好的状态下，中轴130安装在由前车架部分125、后车架部分126和前轮叉136形成的三角形中。

手把16和转向管15进一步地被推进转向管14使转向管15延伸被推出转向管14的另一端。

根据本发明的特征，使用中轴130和被推出很远的转向管15，最终使折叠尺寸很紧凑。

图43是图40折叠自行车的前视图。从图43可明显看出，在折叠好的状态下，前车架部分125和后车架部分126之间有足够的空间用于插入图25和/或图35的车架部件，且仍然符合紧凑的折叠尺寸。

图44是图40折叠自行车的俯视图，阐明了折叠尺寸。

为了达到很紧凑的折叠尺寸，轮罩132有凹槽132a，所以前轮129和后轮128在自行车折叠好的状态下能够尽可能近地挨着彼此。

根据本发明的特征，自行车的折叠尺寸总计47cm+32cm+24cm＝102cm，因此完全符合传统的航空携带行李箱的尺寸L+H+D＝115cm。

关于本事示例更多的特征描述，这里有所述实施例的参考资料。

以下表格是先前明确的额定值的确认。

额定值＝1

作为带有因素F＝5.4和F＝5.8已阐述的优先实施例的本发明的特征。所有实施例的值1，本发明的基本特征已被证实。

A表：配图实施例的额定值的确认

下面的表格列出了更多实施例的值，体现了单速变化构件与多速变化构件之间的区别，单速变化构件有长度为130mm的曲柄，其改进为大约5.3m(8英寸车轮4.6m)每曲柄转数，多速变化构件有长度为150mm的曲柄，其改进为在最硬的齿轮中大约7.4m(10英寸车轮6.2m)每曲柄转数。

B表：更多实施例的额定值的确认

此表格说明了当后下叉水平部分的长度是25cm时，额定值仍然完全符合后下叉水平部分的长度。如果因素设置为F＝5.8，所有单速和多速变化构件都符合额定值1.0。

其中，上述输出链轮22、102、119的齿数适用于传统自行车链条用的12.7mm的链距。

Claims

1.一种紧凑型可折叠自行车，其包括：具备前车架部分(1、65、91、113、125)、后车架部分(2、66、92、114、126)和使所述前车架部分(1、65、91、113、125)与所述后车架部分(2、66、92、114、126)彼此旋转地连接的第一折叠铰链(3、67、93、115)的自行车车架；

头管(6、77)；

手把(16)；

与所述手把(16)连接，并且通过第二折叠铰链(11)与旋转地安装在所述头管(6、77)上的叉杆连接的转向管(14、15)；

具有前轮轴和外径的前轮(10、80、88、116、129)；

具有后轮轴和外径的后轮(24、75、97、117、128)；

用于驱动所述后轮(24、75、97、117、128)的自行车驱动，所述自行车驱动包括：具有中轴辊的中轴(17、68、94、112、123、130)；带有脚踏(20)的曲柄(19、85、111、124)，所述脚踏(20)仅与所述曲柄(19、85、111、124)连接且能够围绕其脚踏轴旋转360°；由所述曲柄(19、85、111、124)驱动的驱动轮(69)；以及，与所述后轮轴同轴的输出轮(71)，所述输出轮(71)由所述驱动轮(69)通过连续牵引元件或者中间齿轮驱动，其中，所述中轴辊到所述后轮轴的距离大于所述后轮(24、75、97、117、128)外径的一半；

与所述叉杆连接的前轮叉(78、87、136)，

其中，在所述自行车折叠好的状态下，从侧向看时，所述前轮(10、80、88、116、129)和所述后轮(24、75、97、117、128)大体一致地一前一后地设置，所述后车架部分(2、66、92、114、126)、所述前车架部分(1、65、91、113、125)和所述前轮叉(78、87、136)形成三角形的边，

其中，所述自行车在直立状态下骑行时，所述自行车驱动的所述输出轮(71)同所述自行车驱动的所述驱动轮(69)均安装在所述自行车车架的同侧，其中，所述转向管具有下转向管(14)和上转向管(15)，所述下转向管(14)和所述上转向管(15)能够相对于彼此线性位移且在自行车折叠好的状态下侧向地折叠在所述自行车前轮(10、80、88、116、129)旁,

其特征在于，所述后轮(24、75、97、117、128)和所述前轮(10、80、88、116、29)的平均外径最多为380mm，所述自行车驱动的所述驱动轮(69)与一个曲柄(19、85、111、124)一起安装在所述中轴(17、68、94、112、123、130)的同侧，并且以下计算的值最多为1.00：

值＝(曲柄长度÷自行车的轴距)+(后下叉长度的水平分量÷自行车的轴距)+(曲柄长度×5.4÷后轮的外径)×自行车驱动的传动比，其中所述轴距为所述后轮轴与所述前轮轴之间的水平距离，并且所述传动比＝所述曲柄的旋转次数÷所述后轮的旋转次数，其中，在多级变速自行车驱动的情况下，从而会插入用于最大速度的传动比。

2.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述后轮(24、75、97、117、128)的外径小于425mm，行星齿轮(46)连接在位于所述自行车驱动上游的输出轮(71)的下游，所述行星齿轮(46)包括与所述自行车车架非旋转地啮合的环形齿轮、由具有行星齿轮的所述输出轮(71)驱动的行星架、以及至少一个驱动所述后轮(24、75、97、117、128)的从动太阳齿轮。

3.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述后轮(117)的外径少于425mm，所述自行车驱动具有链条驱动，其中，所述驱动轮是由所述曲柄驱动的驱动链轮和其中所述输出轮是具有齿少于13个的输出链轮(119)，所述驱动链轮和所述输出链轮被安装在所述自行车车架的同侧；支撑在所述自行车车架中的后轮轴(118)，所述后轮(117)安装在所述后轮轴(118)上；以及，自由轮离合器，从力传递方向看，所述自由轮离合器安装在所述输出链轮(119)和所述后轮轴(118)之间。

4.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述手把中心与所述中轴辊之间的距离的水平部分最多为280mm。

5.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述手把(16)的高度可调。

6.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述自行车具有用于设定头管倾角的设定装置(33)，通过所述设定装置，所述头管倾角可设置在65°和75°之间的范围内。

7.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，从所述后轮轴的方向上看，所述自行车驱动的输出轮(71)安装在所述自行车车架的与所述后轮(24、75、97、117、128)相反的一侧。

8.根据权利要求2所述的自行车，其特征在于，从所述后轮轴的方向上看，所述行星齿轮(46、86、104)安装在所述自行车车架上与所述自行车驱动的所述输出轮(71)的同侧。

9.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，为了使所述后轮(24)减速，侧拉夹式制动器(35)安装在所述自行车车架的下侧，从轴向看，所述侧拉夹式制动器(35)位于曲柄(19)之间，从侧向看，所述侧拉夹式制动器(35)被所述自行车驱动的所述驱动轮(69)部分遮住。

10.根据权利要求3所述的自行车，其特征在于，为了使所述后轮(117)减速，鼓式制动器(120)安装在所述自行车车架和位于所述后轮轴(118)上的所述后轮(117)之间，其中，从所述后轮轴的方向上看，由所述鼓式制动器(120)的鲍登拉线操控的制动臂(121)在所述自行车车架上与所述鼓式制动器(120)相反的一侧，旋转地与所述自行车车架连接。

11.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，为了使所述后轮(75、128)减速，相对于所述自行车车架能够旋转的轮罩(76、132)与所述自行车车架连接。

12.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，使所述前车架部分(65、125)与所述后车架部分(66、126)连接的所述第一折叠铰链(67、127)位于由所述中轴辊和所述头管(77)的中心形成的直线上方。

13.根据权利要求12所述的自行车，其特征在于，所述前车架部分(65、125)与地平面平行。

14.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，所述后轮(75、97、117、128)和所述前轮(80、88、116、129)均为单臂悬挂式，折叠时，从所述后轮轴的方向上看，所述后轮(75、97、117、128)和所述前轮(80,88,116,129)直接紧挨彼此。

15.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，折叠时，从所述前轮轴的方向上看，所述前车架部分(65、91、113、125)位于所述后车架部分(66、92、114、126)和另一个曲柄之间，所述另一个曲柄安装在所述自行车车架上与所述自行车驱动的所述驱动轮(69)相反的一侧。

16.根据权利要求1所述的自行车，其特征在于，从侧向看，在所述自行车未折叠的状态下，所述中轴辊位于所述自行车车架的后车架部分(126)的上侧线竖直上方，在所述自行车折叠好的状态下，所述中轴(130)位于由所述前车架部分(125)，所述后车架部分(126)和所述前轮叉(136)形成的所述三角形中。