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Wasserfahrräder sind
geeignet, von einer menschlichen Person über eine Wasserfläche bewegt
zu werden, insbesondere mit Hilfe von Muskelkraft. Sie stellen also
hauptsächlich
ein Verkehrsmittel für
den Freizeitbereich dar. Dabei muss allerdings bisher in Kauf genommen
werden, dass sie im Vergleich zu Landfahrrädern groß und unhandlich sind. Das
ist insbesondere dann von Nachteil, wenn sie bei Nichtbenutzung
untergebracht oder transportiert werden müssen.
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Aus
der DE 3511793-A1 ist ein Wasserfahrrad bekannt, welches, basierend
auf einem handelsüblichen
Fahrradrahmen durch aufblasbare Schwimmräder für den Wasserbetrieb umgerüstet werden
kann. Das ergibt eine beträchtliche
Höhe, und
der Fahrwiderstand dürfte
daher groß sein.
Der Aufbauvorgang ist langwierig.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Wasserfahrrad zu
bauen, dessen Platzbedarf bei Nichtgebrauch gering ist. Zudem soll
es leicht benutzbar sein und so ausgeführt werden können, dass
die Benutzung im Freizeitbereich Freude macht.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 in
Verbindung mit denen des Oberbegriff gelöst. Die Unteransprüche beschreiben
Möglichkeiten
zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes.
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Diese
Erfindung zeichnet sich besonders auch dadurch aus, dass dieses
Wassergefährt
nach dem Baukastensystem konstruiert ist und deshalb Platz sparend
verstaut und transportiert und schnell zusammen- und auseinander
gebaut werden kann.
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Die
Erfindung ist ein leichtes, flexibles, schnell zusammenbaubares
und je nach Verwendungszweck ausbaubares Wasserfahrzeug, das in der
Regel mit menschlicher Muskelkraft angetrieben wird. Es kann besonders
vorteilhaft als eine Dreieckskonstruktion mit niedrigem Schwerpunkt
ausgeführt
sein, die dann stabil auf dem Wasser liegt.
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Aufgrund
der Konstruktion, der Schaltung und des Antriebes sind recht unterschiedliche
und auch relativ hohe Geschwindigkeiten möglich. Es kann als Freizeit-,
Sport- oder Wettkampfsportgerät, als
leichtes Transportfahrzeug oder als transportables Wasserfahrzeug
für allerlei
andere Zwecke konstruiert und genutzt werden. Es ist also bei entsprechender
Ausgestaltung ein multifunktionales Wasserfahrzeug.
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Prinzipiell
könnte
dieses leicht zerlegbare und vor Ort schnell zusammenbaubare Wasserfahrzeug
auch mit einem Antrieb ohne Muskelkraft versehen werden (z.B. Solartechnik
mit Elektromotor, Druckluftantrieb, etc. ). Auf Grund seiner kompakten Bauweise,
insbesondere wegen der Möglichkeit, schlanke
längliche
Schwimmer zu verwenden, ist der Fahrwiderstand sehr gering. Die
Schwimmer müssen keine
Antriebskräfte übertragen.
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Je nach Ausführungsform
zeichnet sich das erfindungsgemäße Wasserfahrrad
dadurch aus:
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- 1 dass es sehr stabil im Wasser liegt (niedriger Schwerpunkt
+ Dreieckskonstruktion + Wasserschwert),
- 2 dass es gut lenkbar ist, weil es über eine Lenkkonstruktion verfügt,
- 3 dass die Lenkvorrichtung und der Sitz so konstruiert sind,
dass sie den Größen und
den unterschiedlichen Beinlängen
der Nutzer (schnell) angepasst werden können,
- 4 dass es als Baukastensystem konstruiert ist und damit Platz
sparend verstaut, leicht transportiert und nach einem einfachen
Prinzip schnell auf- und abgebaut werden kann,
- 5 dass es umweltfreundlich ist, weil es die menschliche Kraft
zur Fortbewegung nutzt oder auch (unterstützend) die Sonnenenergie oder
den Wind
- 6 dass es über
eine Schaltung verfügt,
wodurch unterschiedliche und auch relativ hohe Geschwindigkeiten
möglich
sind,
- 7 dass für
den Antrieb eine Art Schiffsschraube verwendet wird, die über ein
(geringfügig)
dehnbares (Gummi-)Seil/Riemen angetrieben wird – als Gangschaltung oder stufenlos
schaltbar,
- 8 dass es dem Verwendungszweck nach variabel gebaut werden kann
(z.B. als Freizeitgerät,
Wettkampfsportgerät,
Transportmittel etc.),
- 9 dass es nach Bedarf, Verwendungszweck und Preissegment mit
qualitativ unterschiedlichen Materialien konstruiert werden kann,
ausbau- und erweiterbar ist und viele Variationen und Varianten zulässt.
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Das erfindungsgemäße gebrauchsfertige
Wasserfahrrad besteht z.B. aus einer Grundvariante mit:
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- 1. drei Schwimmern (Schwimmplattformen)
- 2. einer zerlegbaren Tragekonstruktion, die auf den drei Schwimmern
beweglich aufsitzt
- 3. einer Art Tretkurbel mit zwei Pedalen
- 4. einer Art Schiffsschraube als Antrieb
- 5. einem Antrieb, der die Kraft von der Tretkurbel auf die Schiffsschraube überträgt
- 6. einer Schaltung
- 7. einem Lenkgestänge
- 8. einem Wasserschwert
- 9. einem Sitz
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Weitere spezielle Ausführungsformen
der Erfindung
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- – Die
Schwimmbretter könnten
auch als eine Kombination zwischen einem oben liegendem, stabilisierenden
Kunststoffbrett und einem darunter befindlichen aufblasbaren Luftkissen
ausgebildet werden.
- – Die
aufblasbaren Schwimmbretter könnten
so konstruiert werden, dass sie Teile der Kofferschale bilden, in
der die restlichen Bauteile zum Transport aufbewahrt werden.
- – Für die Tragekonstruktion
könnten
je nach Leistungsanforderung und verwendeten Materialien unterschiedliche
Profile (z.B. Kreis-, Ellipsen-, Kantprofile) verwendet werden.
- – Auch
für die
Verbindung der Einzelteile könnten verschiedene
Konstruktionen (z.B. Bolzen-, Schraub-, Steck- oder Bajonetteverbindungen etc.)
dienen.
- – Die
Schaltung kann als Gangschaltung oder als stufenlose Schaltung ausgelegt
werden.
- – Die
Lenkung kann als Lenker, als Lenkrad oder als Steuerknüppel ausgebildet
werden.
- – Die
Schiffsschraube könnte
so konstruiert werden, dass die Blätter der Schiffsschraube verstellbar
sind, so dass sich der Wirkungsgrad der Schiffsschraube und damit
die Leistung verändern
ließe.
- – Je
nach Nutzung und Wirkungsgrad könnten
für die
Schwimmer, die Tragekonstruktion, die Schaltung und den Antrieb
qualitativ unterschiedliche Materialien benutzt werden (z.B. Recyclingkunststoff,
Leichtmetall; Glasfaser, Spezialmaterialien etc.).
- – Durch
eine Zusatzkonstruktion könnte
dieses Wasserfahrrad auch mit einem Hilfssegel versehen werden,
damit der Benutzer den Wind nutzen kann.
- – Je
nach Bedarf könnten
Zusatzvorrichtungen angebaut werden (z.B. Halterung für Sonnenschirm,
Zusatzsitz(e), Transportablage(n), Halterung für Segel etc.)
- – Ein
Solarantrieb wäre
auch möglich,
wobei sich die oberen Flächen
der Schwimmer besonders für die
Unterbringung der Solarzellen (fotovoltaische Elemente) eignen;
weitere Flächen
bieten auch ein evtl. vorhandenes Sonnendach.
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Ein Höchstmaß an Sicherheit kann durch
folgende Maßnahmen
erreicht werden:
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- – die
Tragekonstruktion besteht aus mit Luft gefüllten geschlossenen Rohren;
- – es
werden möglichst
solche Materialien verwendet, die im Wasser schwimmen und deshalb
nicht untergehen können,
- – der
Materialkoffer ist als schwimmender, wasserdichter Rettungskoffer
konstruiert,
- – die
Rahmenkonstruktion ist mit Haltegriffen versehen, die von einem
Schwimmer ergriffen werden können
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Zum Transport oder bei
der Unterbringung kann es in folgende Teile zusammengefasst werden:
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- A: drei Schwimmern (Schwimmplattformen), die als
ein Transportpaket – z.B.
durch ein Band mit Haltegriff – zusammengebunden
sind.
- B: einem Koffer, in dem die übrigen
Bauteile des Wasserfahrrades enthalten sind.
- C: einem Rucksack, in dem die Antriebsteile und das Tretlager
transportiert werden könnten.
- – Um
Platz zu sparen, könnten
ein zerlegbarer Sitz, die Griffe und das Wasserschwert etc. als Teile
des Koffers gebaut werden.
- – Der
Koffer könnte
auch als Rettungs- oder als wasserdichter Transportkoffer konstruiert
worden.
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Als Hilfe für den einfachen
und schnellen Zusammenbau des Wasserfahrrades aus dem Baukasten
können
folgende drei bis vier Prinzipien miteinander kombiniert werden:
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- 1. nach dem Farbprinzip, d.h. die Teile der
einzelnen Baugruppen sind jeweils einheitlich farbig (z.B. rot,
gelb oder grün)
markiert, und die fertigen Baugruppen werden später in dieser Reihenfolge (Ampelprinzip)
zusammenmontiert.
- 2. nach dem Zahlenprinzip (Nummerierung der Baugruppen oder
der Einzelteile)
- 3. nach dem Unten-nach-Oben-Prinzip (von unten nach oben montieren)
- 4. nach dem Vorne-nach-Hinten-Prinzip (von vorne nach hinten
montieren)
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Anwendungsbeispiele
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- 1 Dieses Wasserfahrrad kann als Freizeitgerät oder leichtes,
flexibles Wasserfahrzeug ab geringer Wassertiefe auf allen Wasserflächen verwendet
werden, zumindest soweit hohe Wellen, kräftige Winde oder gefährliche
Strömungen
die Sicherheit des Nutzers nicht gefährden.
- 2 Es kann zudem als Wassersportgerät oder gar als Wettkampfsportgerät weiterentwickelt
und genutzt werden.
- 3 Für
kleine und relativ schnelle mit Muskelkraft betriebene Transporte
auf dem Wasser kann es auch als Transportfahrzeug konstruiert und
verwendet werden.
- 4 Es kann auch als Solarfahrzeug für langsames, entspanntes Fahren
dienen.
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Die Erfindung und ihre
Vorteile werden erläutert
an Hand von Zeichnungen.
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Dabei zeigen
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1:
ein Beispiel für
den Erfindungsgegenstand in Ansicht von oben,
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2:
ein ähnliches
Beispiel in Seitenansicht,
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3:
das Wasserfahrrad in Ansicht von hinten,
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4:
speziell ausgebildete Verbindungsrohre als mögliches Beispiel
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Das
in 1 dargestellte Wasserfahrrad weist eine Tragekonstruktion 2 auf,
die aus einer Anzahl von Verbindungsrohren 10 zusammengesetzt ist.
Günstig
ist es, die Tragekonstruktion so gestalten, dass vor der Benutzung
möglichst
wenige Teile zusammengebaut werden müssen. Vorzugsweise werden die
Trennstellen 6 in die geraden Bereiche der Verbindungsrohre 10 gelegt
und z.B. mit Schiebesitzen ausgestattet. Zweckmäßigerweise sind an den Trennstellen 6 Sicherungen
vorhanden, die das Zusammenschieben oder Zusammenschrauben zulassen
und ein unbeabsichtigtes Lösen
verhindern. So können
z.B. gefederte Stifte 20 (s. 4 ). in
entsprechende Öffnungen 19 einrasten
und später
bei der Demontage manuell zurückgedrückt werden,
um die Verbindung wieder zu öffnen. Ähnliche
Konstruktionen haben sich z.B. bei dem Gestänge von Zelten bewährt. Auch
Bajonettverschlüsse
sind verwendbar. Es ist günstig,
wenn die Hohlräume
der Verbindungsrohre 10 an den Trennstellen 6 z.B.
durch geeignete Wände 18 abgeschlossen
sind, um das Einlaufen von Wasser in das Rohrinnere zu verhindern.
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Zusammengehörige Verbindungsrohre 10 sind
an den Verbindungspunkten durch Winkelstücke 11 verbunden,
die eine entsprechende Anzahl von Rohrschenkeln aufweisen. Die Rohrschenkel
eines Winkelstückes
sind starr miteinander verbunden und stehen zueinander in den Winkeln,
die sich aus dem räumlichen
Aufbau der Tragekonstruktion 2 ergeben. Sie können z.B.
aus Festigkeitsgründen
mit Verstärkungen 16 zwischen
den Rohrschenkeln versehen sein. Es ist auch möglich, die Winkelstücke 11 fest und
damit unverlierbar mit jeweils einem Verbindungsrohr 10 zu
verbinden.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, die Winkelstücke 11 als
bewegliche Gelenke auszuführen,
die zu Transportzwecken ein Platz sparendes Zusammenlegen von Winkelstücken 11 und
benachbarten, vorzugsweise daran fest verbundenen Verbindungsrohren 10 gestatten
und beim Aufbau der Tragekonstruktion 2 einrasten können.
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Das
gezeigte Wasserfahrrad hat insgesamt drei Schwimmer, von denen ein
Schwimmer 1 in Fahrtrichtung vorne und zwei Schwimmer 1' in Fahrtrichtung
hinten und parallel zueinander angeordnet sind. Die Verbindung zur
Tragekonstruktion 2 kann starr oder gelenkig sein. Eine
Schwenkbarkeit (evt. mit Begrenzern) um eine waagerechte quer zur Fahrtrichtung
liegenden Achse kann helfen, Wellen auszugleichen. Die Schwimmer
sind so geformt, dass sie nur einen geringen Fahrwiderstand im Wasser
erzeugen. Dabei können
die an sich bekannten Techniken zur Herstellung von Kunststoff-
Surfbrettern angewandt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit,
Teile von ihnen als Außenteile
eines Transportkoffers für
das zerlegte Wasserfährrad
zu verwenden. Sie können
auch aufblasbare Teile enthalten, die mit steifen tragenden Teilen
verbunden sind.
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Auf
der Tragekonstruktion 2 ist ein verstellbarer Sitz 9 befestigt
(hier nicht gezeigt), vor dem sich in einem sinnvollen, evt. einstellbarem
Abstand der Tretantrieb 3 befindet, der ebenfalls an der
Tragekonstruktion 2 befestigt ist. Vom Tretantrieb 3 führt eine
Transmission, z.B. ein Endlosband 4 aus elastischem Kunststoff
zum Wasserantrieb 7, der als Schiffspropeller ausgebildet
sein kann.
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Die 2 zeigt
das erfindungsgemäße Wasserfahrrad
in Seitenansicht. Die Tragekonstruktion 2 hat einen oberen
im Wesentlichen waagerechten Teil, auf dem Sitz 9 und Tretantrieb 3 montiert
sind. Zu den Schwimmern 1 bzw. 1' hin führen im Wesentlichen senkrechte
Stützrohre 12.
Dabei handelt es sich allerdings nur um eine der Möglichkeiten,
den Grundaufbau zu gestalten. Der obere Teil könnte z.B. auch schräg nach vorne
abfallen. Auch die Stützrohre
können
abweichend von der Senkrechten stehen. Gegebenfalls ist es vorteilhaft,
zusätzliche
(hier nicht gezeigte) Stützstreben
anzubringen, die die ganze Tragekonstruktion stabiler und vor allem
verwindungssteif machen. Allerdings muss der Nutzen gegen den Mehraufwand
abgewogen werden. Solche räumlichen
Gitterstrukturen haben gemessen an der durch sie erreichten Steifheit
ein günstiges
Gewicht, enthalten aber mehr Einzelteile:
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Die 2 zeigt
auch eine Einrichtung, mit der das Wasserfahrrad gelenkt werden
kann. Eine Lenkstange 15 oder auch ein Lenkrad oder ein
Steuerknüppel übertragen
die Drehbewegung auf ein ins Wasser eingetauchtes Ruderblatt 17 oder
das drehbar angebrachte Wasserschwert 8. Die Lenkbewegung
kann in anderen Ausführungen
auch auf einen oder mehrere Schwimmer oder auf den Wasserantrieb 7 wirken.
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Das
Endlosband 4 wird über
zwei nebeneinander liegende gegensinnig laufende Umlenkrollen 13 und 13' zu einer zum
Wasserantrieb 7 gehörende Antriebstrommel 14 geführt. Diese
kann eine konische Form haben, wobei die Oberfläche glatt oder mit umlaufenden
Nuten versehen sein kann. Durch axiales Verschieben des Endlosbandes 4 auf
der Antriebstrommel 14 lässt sich dann die Drehzahl-Übersetzung
zwischen dem Tretantrieb 3 und dem Wasserantrieb 7 variieren,
was den Komfort und den Spaß beim
Treten erhöht.
Die Umlenkrollen sind gemäß
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2 mit
der Tragekonstruktion 2 schwenkbar verbunden und dienen
daher gleichzeitig als Spannrollen für das Endlosband 4.
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Um
z.B. den Start vom Ufer aus zu erleichtern, kann der ganze bei Fahrt
unter Wasser liegende Lenk- und Antriebsbereich über ein Gelenk 5 nach hinten
und oben hochschwenkbar sein. Beim Absenken in die Fahrstellung
erfolgt dann gleichzeitig das Spannen des Endlosbandes 4.
Das Hochschwenken ist auch dann von Vorteil, wenn das Wasserfahrzeug lediglich
durch Windkraft bewegt werden soll. Um auch im hoch geschwenkten
Zustand lenken zu können,
kann eine Zwischenstellung gewählt
werden, bei der der Wasserantrieb 7 sich über dem
Wasser befindet und Wasserschwert 8 und/oder Ruderblatt 17 eintauchen.
Wasserschwert 8 und Ruderblatt 17 können auch
als ein Bauteil ausgeführt
sein.
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- 1
- Schwimmer
- 2
- Tragekonstruktion
- 3
- Tretantrieb
- 4
- Endlosband
- 5
- Gelenk
- 6
- Trennstelle
- 7
- Wasserantrieb
- 8
- Wasserschwert
- 9
- Sitz
- 10
- Verbindungsrohr
- 11
- Verbindungselement
- 12
- Stützrohr
- 13
- Umlenkrolle
- 14
- Antriebstrommel
- 15
- Lenkstange
- 16
- Verstärkung
- 17
- Ruderblatt
- 18
- Wand
- 19
- Öffnung
- 20
- gefederter
Stift