DE102007028455A1 - Fahrrad mit Armkurbelantrieb und Beinantrieb - Google Patents

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/12—Rider propulsion of wheeled vehicles operated by both hand and foot power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
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Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Fahrrad mit Arm- und Beinantrieb. Bekannte Fahrräder mit Arm- und Beinantrieb werden über die Arme gelenkt und angetrieben. Der Nachteil dieser Ausführung ist, dass der Antrieb über die Arme die Lenkbewegung stört. Die Erfindung löst das geschilderte Problem, indem die Lenkkraft, mit der der Fahrradfahrer die Lenkung betätigt, über ein Hydrauliksystem oder über einen Stellmotor oder über Seilzüge auf die Gabel des Fahrrades übertragen wir. Die Erfindung ermöglicht es dem Fahrradfahrer, das Fahrrad über die Handkurbeln anzutreiben und dabei gleichzeitig zu lenken.

Description

  • Bei der Erfindung handelt es sich um ein Fahrrad mit Arm- und Beinantrieb. Der Armantrieb ist dabei ein Kurbelantrieb.
  • Ein Fahrrad ist ein Fahrzeug, das vom Fahrradfahrer mit Muskelkraft angetrieben wird. In der Regel ist es einspurig und besitzt zwei Räder. Es gibt aber auch dreirädrige, zweispurige Fahrräder, oder zweirädrige Fahrräder mit zusätzlichen Stützrädern.
  • Bekannte Fahrräder mit Arm- und Beinantrieb werden über die Arme gelenkt und angetrieben. Der Armkurbelantrieb wird von den Armen angetrieben und besteht aus zwei Handkurbeln 6 mit Handkurbelgriffen 6.2 und einer Achse 6.1. Die Achse 6.1 der Handkurbeln 6 ist hierbei meist im Vorbau 1.7 der Gabel 1 gelagert (1). Auf den Handkurbeln 6 sind die Handkurbelgriffe 6.2 drehbar gelagert. Die Gabel 1 besteht aus den Gabelrohren 1.1, der Gabelbrücke 1.2 und dem Gabelschaftrohr 1.3. Der Vorbau 1.7 ist fest mit dem Gabelschaftrohr 1.3 der Gabel 1 verbunden. Die Gabel 1 des Vorderrades 22 ist über das Lenkkopflager im Fahrradrahmen 7 drehbar, um die Lenkkopflagerachse 2.3, gelagert. Somit lenkt der Fahrradfahrer 40 das Fahrrad über die Handkurbeln 6. Die Handkurbeln 6 treiben das Vorderrad 22 an. Dazu verbindet eine Antriebskette 37 das Antriebsritzel 35, das an der Handkurbel 6 befestigt ist, mit dem Antriebsritzel 38 des Vorderrades 22. Die Antriebskette 37 wird über die Spannrolle 39 gespannt. Die rechte und die linke Handkurbel 6 sind in einem 180° Winkel zueinander angeordnet. In dieser Winkelanordnung ist die Kurbelbewegung der Arme am effektivsten und gleichmäßigsten. Während ein Arm an der einen Kurbel 6 zieht, drückt der andere Arm an der anderen Kurbel 6. Der Nachteil dieser Ausführung ist, dass der Antrieb über die Arme die Lenkbewegung stört. Dieser Nachteil wird in der Anmeldung Deutsches Patent DE 196 32 519 A1 auf Seite 5, Zeile 18–24 beschrieben. Wenn der Fahrradfahrer 40 das Fahrrad mit seinen Armen über die Handkurbel 6 antreibt, dann wirkt an einem Handkurbelgriff 6.2 eine Kraft F3 und am zweiten Handkurbelgriff 6.2 eine Kraft F4 (1). Haben die Arme die Handkurbeln 6 um 90° weiter gedreht (gestrichelt dargestellt), dann wirken eine Kraft F1 und F2. Alle Kräfte F1, F2, F3, F4 kann man in jeweils eine Kraftkomponente senkrecht zur Lenkkopflagerachse 2.3 und eine Kraftkomponente parallel zur Lenkkopflagerachse 2.1 zerlegen. Für die Kraft F1 wirkt die Kraftkomponente F1s senkrecht und die Kraftkomponente F1p parallel zur Lenkkopflagerachse 2.3. Für die Kraft F2 wirkt die Kraftkomponente F2s senkrecht und die Kraftkomponente F2p parallel zur Lenkkopflagerachse 2.3. Die Kraftkomponenten die senkrecht zur Lenkkopflagerachse 2.3 wirken erzeugen ein Moment M um die Lenkkopflagerachse 2.3. Die Lenkkopflagerachse 2.3 ist die Lenkachse der Gabel 1. Die Draufsicht des Fahrrades in 2 zeigt die Kraftkomponenten F1s und F2s die das Moment M erzeugen. Für eine Geradeausfahrt des Fahrrades muss dieses Moment M aufgehoben werden. Dieses Moment M kann nur durch ein entsprechendes Gegenlenken des Fahrradfahrers 40 aufgehoben werden. Dieses ständige Gegenlenken erfordert vom Fahrradfahrer 40 zusätzliche Kraft und Konzentration. Aus diesem Grund haben sich diese Fahrräder nicht durchgesetzt. Andere bekannte Fahrräder vermeiden, dass während des Kurbelns mit den Armen ein Moment M entsteht, indem bei ihnen die beiden Kurbeln 6 in einem Winkel 0° zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung ist aber weniger effektiv, da beide Arme, abhängig von der jeweiligen Kurbelstellung, gleichzeitig an beiden Handkurbelgriffen 6.2 ziehen oder drücken. Außerdem ist der Bewegungsablauf beim Kurbeln nicht so gleichmäßig, wie bei einer Kurbelanordnung von 180°, da sich der Oberkörper, der Kurbelbewegung folgend, ständig vor und zurück bewegt. Bei bekannten Fahrrädern mit Arm- und Beinantrieb bei denen die Handkurbeln 6 im Vorbau 1.7 gelagert ist, welcher direkt auf dem Gabelschaftrohr 1.3 befestigt ist, wirken Kräfte, die auf das Vorderrad 22 des Fahrrades wirken, über die Gabel 1 auf die Handkurbeln 6 (1). Fährt das Fahrrad beispielsweise in ein Schlagloch, dann kommt es zu einem starken Schlag auf das Vorderrad 22. Der Schlag wirkt sich als starke Kraft auf das Vorderrad 22 aus. Die Kraft wirkt meist nicht direkt von vorne senkrecht zur Vorderradachse. In diesem Fall bewirkt die Kraft ein Moment um die Lenkachse, also die Lenkkopflagerachse 2.3, welches der Fahrradfahrer gegenhalten muss. Hält der Fahrradfahrer nicht stark genug gegen, dann führt dies; zu einem Lenkeinschlag der zu einem Sturz führen kann. Diese Gefahr besteht vor allem in Situationen in denen der Fahrer nicht mit seiner ganzen Kraft die Handkurbelgriffe 6.2 hält. Diese Situationen kommen oft vor. Beispielsweise wenn der Fahrradfahrer abgelenkt ist, sich nach hinten umschaut und gleichzeitig einen Bordstein oder Straßenbahnschienen in einem flachen Winkel überfährt. Oder wenn der Fahrradfahrer gerade aus seiner Wasserflasche trinkt, deshalb nur einhändig lenkt und gleichzeitig eine große Bodenwelle überfährt. Oder wenn der Fahrradfahrer beim Abbiegen nach hinten schaut und gleichzeitig einen Arm zur Richtungsanzeige vom Lenker nimmt, dann reicht nur ein kleines Schlagloch, die Gabel schlägt stark ein und der Fahrradfahrer stürzt. Wenn Fahrrad eine Verzögerung, beispielsweise durch ein Schlagloch oder durch ein Bremsmanöver, erfährt dann muss der Fahrradfahrer seine Körpermasse ebenfalls verzögern. Diese Verzögert er, indem er sich über die Handkurbelgriffe 6.2 abstützt. Fährt der Fahrradfahrer dabei einhändig, dann verzögert er seinen Körper, indem er sich nur an dem einem Handkurbelgriff 6.2 abstützt, an dem er sich noch festhält. Durch dieses einseitige Abstützen kommt es zu einem Lenkmoment, das einen Lenkeinschlag bewirkt. Dieser Lenkeinschlag kann zum Sturz des Fahrradfahrers führen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, dass der Fahrradfahrer seine Antriebskraft optimal auf das Fahrrad übertragen kann. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung die Lenkung des Fahrrades vor dem Einfluss von Antriebskräften zu bewahren. Der Fahrradfahrer soll das Fahrrad mit seiner ganzen Kraft antreiben können und dabei das Fahrrad sicher und präzise lenken können. Darüber hinaus soll die Erfindung die Lenkung des Fahrrades vor äußeren Kräften bewahren, aus denen sich gefährliche Fahrsituationen ergeben können.
  • Die Erfindung löst das geschilderte Problem, indem die Lenkkräfte mit der der Fahrradfahrer die Lenkung betätigt über ein Hydrauliksystem oder über einen Stellmotor oder über Seilzüge, auf die Gabel des Fahrrades übertragen wird. Dabei wirkt das Hydrauliksystem und die Selbsthemmung des Stellmotorenantriebes äußeren Kräften entgegen, die auf die auf das Vorderrad 22 und die Gabel 1 wirken. Außerdem ist in einigen erfindungsgemäßen Varianten die Achse 6.1 der Handkurbeln 6, auf dem die Handgriffe 6.2 drehbar gelagert sind, im Fahrradrahmen 7 gelagert. Dadurch wirkt das durch den Armantrieb erzeugte Moment M (2), auf den Fahrradrahmen 7, anstatt auf die Lenkung. Zum Verzögern der Körpermasse, beispielsweise beim Bremsen oder beim Durchfahren eines Schlagloches, kann sich der Fahrradfahrer auch einhändig an nur einem Handkurbelgriff 6.2 abstützen, ohne dabei eine Lenkbewegung zu erzeugen.
  • Die Erfindung ermöglicht es dem Fahrradfahrer die Handkurbeln 6 mit seiner ganzen Kraft anzutreiben, ohne dass dadurch gefährliche Lenkeinflüsse entstehen. Der Fahrradfahrer kann zum Antrieb des Fahrrades seine ganze Arm- und Beinkraft einsetzen und dabei das Fahrrad sicher und präzise lenken.
  • In der Variante A1 der Erfindung treibt der Fahrradfahrer mit seinen Armen die Handkurbeln 6 des Fahrrades an. Die Handkurbeln 6 sind dabei, über die Achse 6.1, in einem Rahmenstück 7.1 des Fahrradrahmens 7 drehbar gelagert (3). Dadurch werden die Kräfte, die beim Antrieb auf die Handkurbeln 6 wirken, vom Fahrradrahmen 7 aufgenommen. Die Lenkung ist damit vom Antrieb entkoppelt. Der Vorteil dabei ist, dass die Antriebskraft der Arme einfach über einen Synchronriemen 11 übertragen wird. Dieser Riemen verbindet die Handkurbeln 6 mit den Tretkurbeln 8 und verläuft parallel zur Antriebskette 4 des Hinterrades 17 (3, 4). Somit ist keine aufwendige Umlenkmechanik notwendig, welche erst den Armantrieb auf das Hinterrad 17 ermöglicht, wenn sich die Handkurbeln 6 auf der sich schwenkenden Gabel befinden (vgl. PCT Patent WO 00/63066 ).
  • Weiterhin ist auch keine zweite Gangschaltung notwendig, über die die Antriebskräfte der Handkurbeln 6 auf das Vorderrad 22 übertragen werden. Für den Arm und den Beinantrieb kann eine gemeinsame Schaltung verwendet werden, was Gewicht und Kosten spart. Die Gabel 1 ist im Lenkkopflager 2 des Fahrradrahmens 7 drehbar gelagert (3). In ihr ist das Vorderrad 22 drehbar gelagert. Die Gabel 1 besteht aus den Gabelrohren 1.1, der Gabelbrücke 1.2 und des Gabelschaftrohres 1.3. Der Fahrradrahmen 7 enthält ein Rahmenstück 7.1, indem die Handkurbeln 6 über eine Achse 6.1 drehbar gelagert sind. Auf den Handkurbeln 6 sind die Handkurbelgriffe 6.2 drehbar gelagert. Die Tretkurbeln 8 sind mit der Achse 8.1 verschraubt. Diese Achse 8.1 ist über das Tretlager drehbar im Fahrradrahmen 7 gelagert.
  • Zum Antrieb des Fahrrades bewegt der Fahrer mit seinen Händen die Handkurbeln 6 und mit seinen Füßen die Tretkurbeln 8. An den Kurbeln 6,8 sind Synchronscheiben 12, 13 befestigt. Diese sind über einen Synchronriemen 11 miteinander verbunden. Somit ist ein synchroner Lauf der Kurbeln 6,8 gewährleistet. Der Synchronriemen 11 verläuft, aus Fahrersicht, rechts vom Fahrradrahmen 7. Auf der linken Seite des Fahrradrahmens 7 verläuft die Antriebskette 4. Sie treibt über das Antriebskettenrad 9, welches fest mit der Tretkurbel 8 verbunden ist, und über das Antriebsritzel 10 das Hinterrad 17 an.
  • Alternativ befindet sich die Antriebskette 4, das Antriebskettenrad 9 und das Antriebsritzel 10 auf der rechten Seite und die Synchronscheiben 12,13 und der Synchronriemen 11 auf der linken Seite.
  • Alternativ sind die Synchronscheiben 12, 13 Kettenritzel und der Synchronriemen 11 ist eine Kette. Die Kette ist dann vorzugsweise von einem Kettenschutz umgeben, um den Fahrer vor Verschmutzung durch Kettenfett zu schützen. Oder die Kette verläuft seitlich vom Gabelschaftrohr 1.3 aber innerhalb des Fahrradrahmens 7 (ohne Abbildung).
  • Alternativ ist die Synchronscheibe 13, um die Achse 8.1 der Tretkurbel 8, drehbar gelagert und über einen Freilauf mit der Achse 8.1 verbunden. Bei dieser Ausführung kann der Fahrradfahrer das Fahrrad nur über die Tretkurbeln 8 antreiben, ohne dass sich dabei die Handkurbeln 6 bewegen, oder er kann es über die Handkurbeln 6 und die Tretkurbeln 8 gleichzeitig antreiben.
  • Alternativ ist die Synchronscheibe 13 mit dem Antriebskettenrad 9 fest verbunden. Beide sind, um die Achse 8.1 der Tretkurbel 8, drehbar gelagert und über einen Freilauf mit der Achse 8.1 verbunden. Die Synchronscheibe 12 ist, um die Achse 6.1 der Handkurbel 6, drehbar gelagert und über einen Freilauf mit der Achse 6.1 verbunden. Bei dieser Ausführung kann der Fahrradfahrer das Fahrrad nur über die Tretkurbeln 8 antreiben, ohne dass sich dabei die Handkurbeln 6 bewegen, oder er kann es nur über die Handkurbeln 6 antreiben, ohne dass sich dabei die Tretkurbeln 8 bewegen, oder er kann es über die Handkurbeln 6 und die Tretkurbeln 8 gleichzeitig antreiben.
  • Das Fahrrad wird über ein Lenksystem mit Hilfe der „Steer by Wire"-Technologie gelenkt. „Steer by Wire"-Technologie wird in ähnlicher Weise in Automobilen verwendet. Der Positionsgeber und der Positionsnehmer des Lenksystems sind mechanisch entkoppelt. Die Lenkung wird von zwei elektrischen Motoren 45 des Lenksystems betätigt. Diese Motoren 45 sind in dieser Variante die Positionsnehmer. Die Steuersignale werden vom Lenksystem rein elektrisch übertragen. Die Positionsgeber verfügen über Sensoren. Diese Sensoren des Lenksystems messen die absolute Position, oder die Positionsänderung des Positionsgebers, oder die messen die Beschleunigung des Positionsgebers, oder die Betätigungskraft, mit der der Fahrradfahrer den Positionsgeber betätigt. Die Sensoren wandeln die gemessenen Werte in elektrische Signale um. Die Signale werden direkt über Kabel oder über Funk an das Steuergerät des Lenksystems weitergeleitet. Das Steuergerät besitzt einen Mikroprozessor der die Signale dieser Sensoren verarbeitet und daraus den Soll-Lenkwinkel berechnet. An der Gabel 1 des Fahrrades befinden sich auch Sensoren (ohne Abbildung) des Lenksystems. Diese messen den Lenkwinkel der Gabel 1, wandeln die gemessenen Werte in elektrische Signale um und geben die Signale über Kabel oder über Funk an das Steuergerät des Lenksystems weiter. Der Mikroprozessor des Steuergeräts verarbeitet diese Signale und berechnet daraus den Ist-Lenkeinschlag. Das Steuergerät schaltet die elektrischen Motoren 45, je nach Abweichung vom Soll-Lenkwinkel zum Ist-Lenkwinkel, an oder ab. Weicht der Soll-Lenkwinkel vom Ist-Lenkwinkel ab, dann schaltet das Steuergerät die Motoren 45 ein, bis der Ist-Lenkwinkel dem Soll-Lenkwinkel entspricht.
  • Die elektrischen Motoren 45 treiben eine Verstelleinrichtung an. Diese Verstelleinrichtung des Lenksystems ist nur in 3 und 30, aber nicht in 4 dargestellt. Schnitt A-A in 30 zeigt nicht das Vorderrad 22. Die Verstelleinrichtung besteht aus einer Spindel 44 und einem Zahnrad 43, welche in einem Getriebegehäuse 7.15 gelagert sind. Das Getriebegehäuse 7.15 ist am Fahrradrahmen 7 befestigt. Die Motoren 45 treiben diese Spindel 44 an, die wiederum das Zahnrad 43 antreiben, welches fest mit dem Gabelschaftrohr 1.3 der Gabel 1 des Fahrrades, also der Fahrradlenkung, verbunden ist. Die beiden Motoren 45 der Spindel 44 sind jeweils zur Hälfte an der Erzeugung des Lenkmoments beteiligt. Bei einer Störung kann auch einer der Motoren 45 allein die Lenkfunktion übernehmen, sodass dieses redundante System ein Maximum an Funktionssicherheit bietet. Auch die anderen Komponenten des Lenksystems, wie Sensoren, Kabel und Prozessor sind aus Gründen der Sicherheit doppelt vorhanden. Die Energie für das Steuergerät, die Sensoren und die Motoren liefern zwei Batterien.
  • Der Vorteil dieses Lenksystems des Fahrrades ist, dass alle Antriebskräfte, die auf Fahrradlenkung wirken, durch die elektrisch betätigte Spindel 44 aufgehoben werden. Grund dafür ist die Spindel 44, die über Selbsthemmung verfügt. Wird die Spindel 44 durch die elektrischen Motoren 45 angetrieben, dann dreht diese die Gabel 1 des Fahrrades. Aufgrund der Selbsthemmung der Spindel 44, ist es jedoch nicht möglich durch Drehen der Gabel 1 des Fahrrades die Spindel 44 zu drehen. Die Fahrradlenkung dreht sich also nur durch die Spindel 44 und ist so von anderen äußeren Kräften, insbesondere von Antriebskräften, entkoppelt. Dies ermöglicht auch diejenigen Varianten F1 und F2, bei denen die Handkurbeln 6 im Vorbau 1.7 der Gabel 1 des Fahrrades gelagert sind und deren Positionsnehmer Motoren 45 und eine Spindel 44 besitzen.
  • Ein weiterer Vorteil liegt in der elektrischen, beziehungsweise funktechnischen Übertragung des Lenkmanövers vom Positionsgeber an das Steuergerät des Lenksystems. Im Gegensatz zu einer mechanischen Lenkung ist diese Übertragungsmethode frei von Reibung. Äußerem sind bei dem Lenksystem die Kabel, zum Übertragen der Signale und zur Stromversorgung, einfach und platzsparend zu verlegen, im Gegensatz zur mechanischen Lenkung mit ihren platzraubenden Bowdenzügen und Lenkgestängen.
  • Alternativ verfügt das Lenksystem dieser Variante über ein Selbsttestsystem. Sobald das Lenksystem eingeschaltet wird führt es einen Test durch. Das Lenksystem signalisiert dem Fahrradfahrer akustisch oder visuell über ein Display am Fahrrad, dass er das Fahrrad für den Selbsttest auf den Fahrradständer stellen soll, den Lenker nicht festhalten, oder durch Gegenstände oder Fahrbahnunebenheiten behindern soll und dann den Selbsttestknopf am Lenksystem drücken soll. Nach dem Drücken des Selbsttestknopfes schaltet das Lenksystem zuerst einen Motor 45 an und schwenkt dadurch die Gabel 1 bis in deren Endlage. Danach schaltet das Lenksystem den anderen Motor 45 an und schwenkt dadurch die Gabel 1 bis in ihre andere Endlage. Dabei ist die Stromaufnahme der Motoren 45 ein Wert für die Reibung in der Verstelleinrichtung. Ist die Stromaufnahme hoch, dann ist das ein Anzeichen für eine hohe Reibung in der Verstelleinrichtung und kann auf ein mögliches Blockieren der Verstelleinrichtung in naher Zukunft sein. Ein solches Blockieren würde den Ausfall des Lenksystems bedeuten und stellt eine große Unfallgefahr für den Fahrradfahrer dar. Um einen solchen Ausfall des Lenksystems in naher Zukunft, also für die kommende Fahrradfahrt auszuschließen, misst das Lenksystem die Stromaufnahme der Motoren 45 während des Verstellvorgangs beim Selbsttest. Überschreitet dabei die Stromaufnahme einen definierten Schwellenwert, dann signalisiert das Display des Lenksystems dem Fahrradfahrer, dass das Lenksystem defekt ist und gewartet werden muss. Wird der Schwellenwert nicht überschritten, dann signalisiert das Display des Lenksystems dem Fahrradfahrer, dass das Lenksystem betriebsbereit ist. Außerdem misst das Lenksystem die Stromaufnahme der Motoren 45 während der Fahrt. Überschreitet dabei die Stromaufnahme den definierten Schwellenwert, dann signalisiert das Display des Lenksystems dem Fahrradfahrer wiederum, dass das Lenksystem defekt ist und gewartet werden muss.
  • In der Variante A1 lenkt der Fahrradfahrer durch drehen des Fahrradsattels 3 und der Auflage 3.3 mit seiner Hüfte. Die Auflage 3.3 ist fest mit dem Sattel 3 verbunden. Der Sattel ist fest mit dem Rohr 5.13 verbunden. Das Rohr 5.13 ist über die Lagerung 7.5 im Rohr 7.6 gelagert (3, 4) und kann sich darin um die Achse 7.5.1 frei drehen. Das Rohr 7.6 der Lagerung 7.5 ist fest mit dem Rohr 7.8 verbunden. Das Rohr 7.8 ist im Rohr 7.9 des Fahrradrahmens 7 festgeklemmt. Zur Sattelhöhenverstellung kann diese Klemmung gelöst werden und das Rohr 7.8 im Rohr 7.9 verschoben werden.
  • Der sogenannte Positionsgeber ist in dieser Variante der Fahrradsattel 3 mit seiner Auflage 3.3. Die Sensoren (ohne Abbildung) sind hier zwischen dem Rohr 5.13 und dem Rohr 7.6 angebracht. Sie messen die Winkeländerung des Rohres 5.13 bei einer Drehung um die Achse 7.5.1. Somit messen sie die Winkeländerung des Positionsgebers relativ zum Fahrradrahmen 7. Die Sensoren geben die Winkeländerung an das Steuergerät weiter, welches daraus den Soll-Lenkwinkel ermittelt. Indem der Fahrradfahrer über die Drehung seiner Hüfte den Positionsgeber dreht, lenkt das Lenksystem das Fahrrad.
  • In der einfachsten Variante der Ermittlung des Soll-Lenkwinkels über das Steuergerät des Lenksystems misst der Sensor den absoluten Winkel zwischen dem Rohr 5.13 und dem Rohr 7.6. Diesen Winkel nimmt das Steuergerät als Soll-Lenkwinkel.
  • In einer anderen Variante der Ermittlung des Soll-Lenkwinkels, nimmt der Soll-Lenkwinkel, mit zunehmender Abweichung des vom Sensor gemessenen Winkels des Positionsgebers, vom Winkel in Mittelstellung des Positionsgebers bei Geradeausfahrt, progressiv zu. Das heißt, dass wenn der Positionsgeber nur wenig von seiner Mittelstellung abweicht, dann nimmt das Steuergerät des Lenksystems diesen Winkel direkt als Soll-Lenkwinkel. Bei zunehmender Winkelabweichung des Positionsgebers, von seiner Mittelstellung bei Geradeausfahrt, vergrößert das Steuergerät den Soll-Lenkwinkel überproportional. Dies hat den Vorteil, dass die Lenkung bei schneller Fahrt mit geringen Lenkwinkeln die Lenkung feinfühlig auf Bewegungen des Positionsgebers reagiert. Bei großen Lenkwinkeln hingegen erhöht die progressive Soll-Lenkwinkelermittlung den Lenkeinschlag an der Gabel 1. Solche großen Lenkwinkel kommen nur bei langsamer Fahrt vor und vor allem zum Wenden des Fahrrades. Dies ermöglicht einen kleineren Wendekreis des Fahrrades, beim begrenztem Winkeleinschlag des Positionsgebers.
  • In einer anderen Variante der Ermittlung des Soll-Lenkwinkels, nimmt der Soll-Lenkwinkel, mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit des Positionsgebers, progressiv zu. Das heißt eine schnelle Bewegung des Positionsgebers führt zu einem überproportionalen Lenkeinschlag der Gabel 1 des Fahrrades. Dies ist von Vorteil in Gefahrensituationen, bei denen der Fahrradfahrer schnell einem Hindernis ausweichen muss.
  • Die Variante A2 entspricht der Variante A1. Allerdings wird das Fahrrad über einen der beiden Handkurbelgriffe 6.7 (12, 5) gelenkt und die Übertragung der Lenkkräfte erfolgt über Bowdenzüge. Außerdem dient der Sattel 3 nicht zum Lenken. Der Sattel 3 ist fest mit dem Rohr 5.27 verbunden. Das Rohr 5.27 ist fest im Rohr 7.9 des Fahrradrahmens 7 geklemmt. Der Handkurbelgriff 6.7 ist in dieser Variante der Positionsgeber. Dieser lenkende Handkurbelgriff 6.7 ist über die Achse 6.9 mit der Achse 6.10 verbunden. Der Handkurbelgriff 6.7 ist fest mit der Achse 6.9 verbunden, die in dem Lagerauge der Achse 6.10 schwenkbar gelagert ist. Die Achse 6.10 ist drehbar in der Handkurbel 6 gelagert. 6 zeigt den gleichen Schnitt E-E wie in der 5, jedoch mit nach links geschwenkten Handkurbelgriff 6.7. An der Achse 6.9 ist die Umlenkrolle 6.8 der Bowdenzüge 31, 32 fest angebracht. Die Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 werden vom Bowdenzughalter 33 gehalten. Der Bowdenzughalter 33 ist fest mit der Achse 6.10 verbunden und hält das eine Ende der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32. Das andere Ende der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 ist am Rahmenstück 7.1 befestigt (12). 7 zeigt die schematische Darstellung der Bowdenzüge 31, 32 die von der Umlenkrolle 6.8 zur Umlenkrolle 1.6 führen, die am Gabelschaftrohr 1.3 der Gabel 1 befestigt ist (12). Das Durchmesserverhältnis des Seilnutdurchmessers e der Umlenkrolle 1.6 zum Seilnutdurchmessers f der Umlenkrolle 6.8 bestimmt das Übersetzungsverhältnis der Lenkung.
  • Ein Ende des Bowdenzuges 31 ist über den Bowdenzugnippel 31.1 an der Umlenkrolle 1.6 befestigt. Das andere Ende des Bowdenzuges 31 ist über den Bowdenzugnippel 31.2 an der Umlenkrolle 6.8 befestigt.
  • Ein Ende des Bowdenzuges 32 ist über den Bowdenzugnippel 32.1 an der Umlenkrolle 1.6 befestigt. Das andere Ende des Bowdenzuges 32 ist über den Bowdenzugnippel 32.2 an der Umlenkrolle 6.8 befestigt.
  • Bei einer Lenkbewegung des Handkurbelgriffes 6.7 nach links wird der Bowdenzug 31 auf Zug und der Bowdenzug 32 auf Druck beansprucht und bei einer Lenkbewegung nach rechts wird der Bowdenzug 32 auf Zug und der Bowdenzug 31 auf Druck beansprucht. Die Umlenkrolle 1.6 ist der Positionsnehmer.
  • Bei einer besonders betriebsicheren Alternative der Variante A2 ist jeder der beiden Bowdenzüge 31, 32 doppelt vorhanden und die Umlenkrollen besitzen je eine zweite Seilnut für die doppelt vorhandenen Bowdenzüge. Sollte ein Bowdenzug reißen, dann kann mit dem entsprechenden doppelt vorhanden Bowdenzug weitergelenkt werden. Bei einer Schwenkbewegung des Positionsgebers des Handkurbelgriffes 6.7 nach links schwenkt die Gabel 1 nach links, bei einer Schwenkbewegung des Handkurbelgriffes 6.7 nach rechts schwenkt die Gabel 1 nach rechts. Der zweite Handkurbelgriff 6.3 dient nicht zur Lenkung und ist wie in 12, 11 ausgestaltet. Verschiedene Varianten von Handkurbelgriffen werden in den Varianten C noch genauer erklärt.
  • Alternativ ist auch der zweite Handkurbelgriff wie in 5 ausgestaltet, jedoch spiegelsymmetrisch für die andere Seite, und dient auch zur Lenkung. In diesem Fall ist der zweite Handkurbelgriff auch ein Positionsgeber der Lenkung. Dies erhöht die Betriebssicherheit. Sollte ein Bowdenzug eines Handkurbelgriffes reißen, dann kann mit dem zweiten Handkurbelgriff weitergelenkt werden.
  • 8 zeigt die gleiche Perspektive wie 12, jedoch eine andere erfindungsgemäße Variante des lenkenden Handkurbelgriffes 6.7. 9 zeigt den Schnitt F-F. Der Handkurbelgriff 6.7 ist über die Achse 6.9 mit der Achse 6.10 verbunden. Der Handkurbelgriff 6.7 ist um die Mittelachse der Achse 6.9 schwenkbar. 10 zeigt den geschwenkten Handkurbelgriff 6.7. Diese Schwenkbewegung dient zum Lenken. Die Achse 6.10 ist drehbar in der Handkurbel 6 gelagert. Die Umlenkrolle 6.8, die Bowdenzüge 31, 32 und der Bowdenzughalter 33 sind in den 8, 9, 10 nicht dargestellt. Die Umlenkrolle ist an der Achse 6.9 befestigt, welche fest mit dem Handkurbelgriff 6.7 verbunden ist. Die Bowdenzüge werden vom Bowdenzughalter gehalten. Der Bowdenzughalter ist fest mit der Achse 6.10 verbunden und hält das eine Ende der Bowdenzughüllen. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Schwenkachse der Achse 6.9, um die der Handkurbelgriff 6.7 geschwenkt wird, durch die Mitte des Handgriffes 6.4 verläuft. Dadurch dreht sich beim Lenken die lenkende Hand um ihre eigene Mittelachse, welche beim Umgreifen des Handgriffes 6.4 auch gleichzeitig die Mittelachse des Unterarms des Fahrradfahrers ist.
  • Die erfindungsgemäße Variante A3 entspricht der Variante A2. Allerdings unterscheidet sich die Variante A3 von dieser Variante in der Übertragung der Lenkkräfte. In der Variante A3 ist, wie in der Variante A2 der Handgriff 6.7 der Positionsgeber und durch schwenken des Handgriffes 6.7 wird gelenkt. Allerdings erfolgt hier die Übertragung der Lenkkraft über ein Hydrauliksystem, dem ähnlich wie es bei Hydraulikbremsen für Fahrräder üblich ist. Zu dem Hydrauliksystem gehören Geberzylinder und Nehmerzylinder. Die Geberzylinder gehören zum Positionsgeber und werden von diesem betätigt. Die Nehmerzylinder gehören zum Positionsnehmer und betätigen diesen.
  • Der Handkurbelgriff 6.7 ist über ein Gelenk 80 am Fahrradrahmen 7 schwenkbar gelagert (28). Am Handkurbelgriff 6.7 ist ein Lenker 6.11 fest angebracht. Am Gabelschaftrohr 1.3 ist ein Lenker 85 befestigt. Die Hydraulikgeber- und Nehmerzylinder 81, 82, 83, 83 sind am Fahrradrahmen 7 befestigt. Bei einer Rechtsschwenkung des Handkurbelgriffes 6.7 schiebt der Lenker 6.11 den Kolben 81.1 des einfach wirkenden Hydraulikgeberzylinders 81 nach links. Das durch den Kolben 81.1 verdrängte Öl fließt über die Hydraulikleitung 87 in den einfach wirkenden Hydrauliknehmerzylinder 84. Der Kolben 84.1 des Hydrauliknehmerzylinders 84 fährt somit aus und schwenkt den Lenker 85 nach links und dreht somit das Gabelschaftrohr 1.3 im Uhrzeigersinn und lenkt somit die Gabel 1 nach rechts. Bei einer Linksschwenkung des Handkurbelgriffes 6.7 schiebt der der Lenker 6.11 den Kolben 82.1 des einfach wirkenden Hydraulikgeberzylinders 82 nach rechts. Das durch den Kolben 82.1 verdrängte Öl ließt über die Hydraulikleitung 86 in den einfach wirkenden Hydrauliknehmerzylinder 83. Der Kolben 83.1 des Hydrauliknehmerzylinders 83 fährt somit aus und schwenkt den Lenker 85 nach rechts und dreht somit das Gabelschaftrohr 1.3 gegen den Uhrzeigersinn und somit die Gabel 1 nach links.
  • Bei der erfindungsgemäßen Variante A4 lenkt der Fahrradfahrer das Fahrrad durch bewegen des Positionsgebers. Der Positionsgeber ist ein Handkurbelgriff 6.7 der über das Gelenk 58 am Fahrradrahmen 7 schwenkbar gelagert (13). Die Übertragung der Antriebskräfte von den Handkurbeln 6 und den Tretkurbeln 8 erfolgt wie in Variante A1. Der Handkurbelgriff 6.7 ist über einen Gelenkkopf 57 mit dem Kolben 51.1 eines doppelt wirkenden hydraulischen Geberzylinders 51 verbunden. Der hydraulische Geberzylinder 51 ist über ein Gelenk 59 an dessen Zylinderboden mit dem Fahrradrahmen 7 verbunden. Wird der Handkurbelgriff 6.7 nach rechts bewegt, dann wird der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 aus dem Geberzylinder 51 gezogen (14). Wird der Handkurbelgriff 6.7 nach links bewegt, dann wird der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 in den Geberzylinder 51 gedrückt (15). Ein Kolben 52.1 eines doppelt wirkenden hydraulischen Nehmerzylinders 52 ist über ein Gelenk 61 mit einem Lenker 62 verbunden (16). Der Lenker 62 ist fest mit dem Gabelschaftrohr 1.3 der Gabel 1 des Fahrrades verbunden. Das Gabelschaftrohr 1.3, und somit die Gabel 1, ist über den Steuersatz im Steuerrohr des Fahrradrahmens 7 drehbar gelagert. Der Nehmerzylinder 52 ist über ein Gelenk 60 an dessen Zylinderboden mit dem Fahrradrahmen 7 verbunden. Wird der Kolben 52.1 aus dem Nehmerzylinder 52 gedrückt, dann dreht sich der Lenker 62 und somit die Gabel 1 des Fahrrades, um die Achse des Gabelschaftrohres 1.3, gegen den Uhrzeigersinn (17). Somit lenkt das Fahrrad nach links. Wird der Kolben 52.1 in den Nehmerzylinder 52 gezogen, dann dreht sich der Lenker 62 und somit die Gabel 1 des Fahrrades, um die Achse des Gabelschaftrohres 1.3, im Uhrzeigersinn (18). Somit lenkt das Fahrrad nach rechts.
  • Die doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, Geberzylinder 51 und Nehmerzylinder 52, haben gegenüber einfach wirkenden Zylindern den Vorteil, dass sich deren Kolben mit weniger Reibung bewegen lassen. Somit ist die Lenkung leichtgängiger, da zum Lenken des Fahrrades weniger Kraft zur Überwindung der Reibung aufgewendet werden muss.
  • Die Kolbenseite des Geberzylinders 51 ist über die Hydraulikleitung 53 mit der Kolbenseite des Nehmerzylinders 52 verbunden (19). Die Stangenseite des Geberzylinders 51 ist über die Hydraulikleitung 54 mit der Stangenseite des Nehmerzylinders 52 verbunden. Bewegt der Fahrradfahrer den Positionsgeber, also den Handkurbelgriff 6.7, nach links, wird der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 in den Geberzylinder 51 gedrückt (15). Das durch die Kolbenfläche des Geberzylinders 51 verdrängte Öl fließt über die Hydraulikleitung 53 in den Kolbenraum des Nehmerzylinders 52 (19). Das von der Ringflächenseite des Nehmerzylinders 52 verdrängte Öl fließt über die Hydraulikleitung 54 in die Ringseite des Geberzylinders 51 ab und der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 fährt aus dem Nehmerzylinder 52 aus. Der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dreht somit den Lenker 62 gegen den Uhrzeigersinn und lenkt damit die Gabel 1 des Fahrrades nach links (17).
  • Bewegt der Fahrradfahrer den Positionsgeber, also den Handkurbelgriff 6.7, nach rechts, wird der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 aus dem Geberzylinder 51 gezogen (14). Das auf der Ringfläche des Geberzylinders 51 verdrängte Öl fließt über die Hydraulikleitung 54 in die Ringseite des Nehmerzylinders 52 (19).
  • Der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 fährt, durch das einströmende Öl aus dem Geberzylinder 51, ein. Das auf der Kolbenflächenseite des Nehmerzylinders 52 verdrängte Öl fließt über die Hydraulikleitung 53 in die Kolbenseite des Geberzylinders 51 ab. Der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dreht somit den Lenker 62 im Uhrzeigersinn und lenkt damit die Gabel 1 des Fahrrades nach rechts (18).
  • Die erfindungsgemäße Variante A5 entspricht der Varianten A4. Allerdings sind die Kolben- und Stangenseiten des Geberzylinders 51 und des Nehmerzylinders 63 anders verbunden. Hier ist die Kolbenseite des Geberzylinders 51 über die Hydraulikleitung 54 mit der Stangenseite des Nehmerzylinders 63 verbunden (20). Die Stangenseite des Geberzylinders 51 ist über die Hydraulikleitung 53 mit der Kolbenseite des Nehmerzylinders 63 verbunden. Damit die beiden Kolben 51.1 und 63.1 der Zylinder 51 und 63 synchron fahren, ist die Kolbenfläche des Geberzylinders 51 auf der Kolbenseite gleich groß wie die Ringfläche des Kolbens 63.1 des Nehmerzylinders 63. Die Kolbenfläche des Nehmerzylinders 63 auf der Kolbenseite ist gleich groß wie die Ringfläche des Kolbens 51.1 des Geberzylinders 51. Außerdem sind in dieser Variante, im Gegensatz zu den Varianten A3 und A4, die Bewegungsrichtungen der Kolben 51.1 zu 63.1 verschieden. Fährt in dieser Variante der Geberzylinder 51 seinen Kolben 51.1 aus, dann fährt der Nehmerzylinder 63 seinen Kolben 63.1 ebenfalls aus. Fährt in dieser Variante der Geberzylinder 51 seinen Kolben 51.1 ein, dann fährt der Nehmerzylinder 63 seinen Kolben 63.1 ebenfalls ein. Damit die Lenkrichtung des Handkurbelgriffes 6.7 gleichsinnig mit der Lenkrichtung der Gabel 1 des Fahrrades ist, wirkt der Nehmerzylinder 63, im Gegensatz zu der Variante der 18, von der anderen Seite auf den Lenker 62 (21).
  • Wird der Handkurbelgriff 6.7 nach links bewegt, dann wird der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 in den Geberzylinder 51 gedrückt (15). Das vom Geberzylinder 51 verdrängte Öl drückt den Kolben 63.1 in den Nehmerzylinder 63 (21). Der Kolben 63.1 des Nehmerzylinders 63 dreht somit den Lenker 62 gegen den Uhrzeigersinn und dreht somit die Gabel 1 des Fahrrades, um die Achse des Gabelschaftrohres 1.3, gegen den Uhrzeigersinn. Somit lenkt das Fahrrad nach links.
  • Im Gegensatz zu den Varianten A6 bis A10 und A14 besitzen die Varianten A3, A4 und A5 nicht das Doppelrückschlagventil 55 und auch keine Drosseln 68, 69. Dadurch sind diese Varianten (19, 20, 28) kostengünstiger. Jedoch haben diese Varianten nicht den Vorteil äußeren Kräften auf die Fahrradgabel entgegenzuwirken.
  • Die erfindungsgemäße Variante A6 entspricht der Variante A4. Allerdings Befindet sich zwischen den Hydraulikleitungen 53 und 54 ein entsperrbares Doppelrückschlagventil 55. Dieses Doppelrückschlagventil 55 besteht aus den entsperrbares Rückschlagventilen 55.1 und 55.2 (22). Bewegt der Fahrradfahrer den Positionsgeber, in diesem Fall den Handkurbelgriff 6.7, nach links, wird der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 in den Geberzylinder 51 gedrückt (15). Das auf der Kolbenfläche des Geberzylinders 51 verdrängte Öl fließt in die Hydraulikleitung 53 und über das Rückschlagventil 55.1 in den Nehmerzylinder 52 (22). Dabei ist zunächst das Rückschlagventil 55.2 geschlossen. Dadurch kann sich der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 nicht bewegen. Daraufhin baut sich in der hydraulischen Steuerleitung 64 ein Druck auf, der das Rückschlagventil 55.2 öffnet. Da nun das Öl auf der Ringflächenseite des Nehmerzylinders 52 über die Hydraulikleitung 54 und über das Rückschlagventil 55.2 in die Ringseite des Geberzylinders 51 abfließen kann, fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 durch das einströmende Öl aus dem Nehmerzylinder 52 aus. Der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dreht somit den Lenker 62 gegen den Uhrzeigersinn und lenkt damit die Gabel 1 des Fahrrades nach links (17).
  • Bewegt der Fahrradfahrer den Positionsgeber, also den Handkurbelgriff 6.7, nach rechts, wird der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 aus dem Geberzylinder 51 gezogen (14). Das auf der Ringfläche des Kolbens 51.1 des Geberzylinders 51 verdrängte Öl fließt in die Hydraulikleitung 54 und über das Rückschlagventil 55.2 in den Nehmerzylinder 52 (22). Dabei ist zunächst ist das Rückschlagventil 55.1 geschlossen. Dadurch kann sich der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 nicht bewegen. Daraufhin baut sich in der hydraulischen Steuerleitung 65 ein Druck auf, der das Rückschlagventil 55.1 öffnet. Da nun das Öl auf der Kolbenflächenseite des Nehmerzylinders 52 über die Hydraulikleitung 53 und über das Rückschlagventil 55.1 in die Kolbenseite des Geberzylinders 51 abfließen kann, fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 durch das einströmende Öl aus dem Geberzylinder 51 ein. Der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dreht somit den Lenker 62 im Uhrzeigersinn und lenkt damit die Gabel 1 des Fahrrades nach rechts (18).
  • Wirkt hingegen eine äußere Kraft als Moment auf die Gabel 1, so hält die Nehmerzylinder 52 dieser Kraft entgegen. Ein solches Moment auf die Gabel 1 überträgt sich über das Gabelschaftrohr 1.3 auf den Lenker 62 und versucht somit den Nehmerzylinder 52 aus- oder einzufahren. Der Nehmerzylinder 52 bewegt sich jedoch nicht, da das Öl weder auf der Kolben- noch auf der Stangenseite des Nehmerzylinders 52 abfließen kann, denn die Hydraulikleltungen 53 und 54 sind von den Rückschlagventile 55.1 und 55.2 verschlossen (22).
  • Eine solche äußere Kraft auf die Gabel entsteht beispielsweise, wenn das Fahrrad ein Schlagloch durchfährt. Hierbei kommt es zu einem starken Schlag auf das Vorderrad 22. Der Schlag wirkt sich als starke Kraft auf das Vorderrad 22 aus. Diese Kraft wirkt meist nicht genau in Fahrtrichtung, also von vorne auf das Vorderrad, sondern etwas seitlich. In diesem Fall erzeugt diese Kraft ein Moment um die Lenkachse, also die Achse des Gabelschaftrohres 1.3. Würde diesem Moment nicht durch eine Kraft entgegengehalten, dann würde diese Kraft den Lenkwinkel der Gabel 1 verändern und der Fahrradfahrer würde stürzen. Dies verhindert die Erfindung, indem sich der Nehmerzylinder 52 nicht bewegt und der Nehmerzylinder 52 damit die Gabel 1 in Fahrtrichtung hält.
  • Die erfindungsgemäße Variante A7 entspricht der Variante A6. Allerdings lassen hier die Rückschlagventile 55.1 und 55.2 einen gewissen Ölstrom von den Hydraulikleitungen 53 und 54 gegen das jeweils verschlossene Rückschlagventil passieren. Dazu werden die Kolben der Rückschlagventile durch je eine kleine Feder, offen gehalten. Die Öffnung ist hierbei nur ein kleiner Spalt der nur einen kleinen Ölstrom passieren lässt. Erst wenn der Ölstrom größer wird drückt dieser Ölstrom den Kolben des Rückschlagventils 55.1 beziehungsweise 55.2, gegen die Kraft der Feder zu, der Spalt ist geschlossen und kein Öl kann mehr das Rückschlagventil passieren. Somit kann bei langsamen Lenkbewegungen des Positionsgebers der Geberzylinder 51 und Nehmerzylinder 52 bewegt werden, ohne dass sich erst ein Druck in der Steuerleitung 64 beziehungsweise 65 aufbauen muss, um das Rückschlagventil zu öffnen. Kommt jedoch ein seitlicher Schlag auf die Gabel 1, dann bewirkt dieser Schlag eine schnelle Bewegung des Nehmerzylinders 52 welcher wiederum einen hohen Ölstrom in der Hydraulikleitung 53 beziehungsweise 54 bewirkt, der sofort das Rückschlagventil 55.1 beziehungsweise 55.2 ganz schließt. Mit dem jeweils verschlossenen Rückschlagventil 55.1 beziehungsweise 55.2 ist der Nehmerzylinder 52 und somit die Gabel 1 fixiert und der Schlag kann die Gabel 1 nicht bewegen.
  • Die erfindungsgemäße Variante A8 entspricht der Variante A7. Allerdings werden hier Rückschlagventile 55.1 und 55.2 nicht durch Federn einen Spalt geöffnet gehalten. Hier dichten die Kolben der Rückschlagventile 55.1 und 55.2 nicht ganz ab (22). Sie lassen einen gewissen Ölstrom von den Hydraulikleitungen 53 und 54 auch gegen das jeweils verschlossene Rückschlagventil passieren. Bewegt eine externe Kraft die Gabel 1 und somit auch den Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 schnell dann fließt elf hoher Ölstrom, je nach Bewegungsrichtung des Kolbens 52.1, aus der Stangenseite oder aus der Kolbenseite des Nehmerzylinders 52 in die Hydraulikleitung 53 oder 54 ab. Bewegt die externe Kraft der Kolben 52.1 schnell in den Nehmerzylinder 52, dann fließt ein hoher Ölstrom aus der Kolbenseite des Nehmerzylinders 52, über die Hydraulikleitung 53, durch das zwar verschlossene aber nicht ganz dichte Rückschlagventil 55.1. Dabei wirkt das Rückschlagventil 55.1 wie eine Drossel und es baut sich vor dem Rückschlagventil 55.1 ein hoher Druck auf. Dieser Druck bewirkt eine Kraft die gegen die Eintauchbewegung des Kolbens 52.1 und somit gegen die externe Kraft wirkt. Bewegt die externe Kraft den Kolben 52.1 schnell aus dem Nehmerzylinder 52, dann fließt ein hoher Ölstrom aus der Stangenseite des Nehmerzylinders 52, über die Hydraulikleitung 54, durch das zwar verschlossene aber nicht ganz dichte Rückschlagventil 55.2. Dabei wirkt das Rückschlagventil 55.2 wie eine Drossel und es baut sich vor dem Rückschlagventil 55.2 ein hoher Druck auf. Dieser Druck bewirkt eine Kraft die gegen die Auswärtsbewegung des Kolbens 52.1 und somit gegen die externe Kraft wirkt. Dies hat den Vorteil, dass der Nehmerzylinder 52 schnellen äußeren Kräften, die die Gabel 1 um ihre Achse drehen möchten, mit einer Kraft entgegenwirkt.
  • Bei einer langsamen Lenkbewegungen des Positionsgebers kann das verdrängte Öl aus dem Geberzylinder 51 über die geschlossenen Rückschlagventile 55.1 und 55.2 fließen ohne diese zu Öffnen, da die geschlossenen Rückschlagventile 55.1 und 55.2 in beide Durchflussrichtungen nicht ganz dicht sind und einen geringen Ölstrom durchlassen. Dies hat den Vorteil, dass beim langsamen Bewegen des Positionsgebers keine Kraft aufgebracht werden muss, um einen Druck aufzubauen, der über die jeweilige Steuerleitung 64, 65 das jeweilige Rückschlagventil 55.1, 55.2 öffnet.
  • Die erfindungsgemäße Variante A9 hat den gleichen Vorteil wie die Variante A8. Im Gegensatz zur Variante A8 sind allerdings hier die Rückschlagventile 55.1 und 55.2 in geschlossenem Zustand dicht. Zu den Rückschlagventilen 55.1 und 55.2 ist je eine Drossel 68 bzw. 69 über je eine Hydraulikleitung 70 bzw. 71 parallel geschaltet (23). Selbst bei geschlossenen Rückschlagventilen 55.1 und 55.2 ermöglichen die Drosseln 68 bzw. 69 einen kleinen Ölstrom vom Nehmerzylinder 52 in den Geberzylinder 51 und umgekehrt vom Geberzylinder 51 zum Nehmerzylinder 52.
  • Die erfindungsgemäße Variante A10 entspricht den Varianten A4, A6, A7, A8 und A9. Allerdings verfügt diese Variante zusätzlich über eine Synchronisationsschaltung. Die meisten Hydraulikzylinder haben bei Druckunterschieden zwischen Kolben- und Stangenseite einen kleinen Leckölfluss von der Kolben zur Stangenseite, oder entsprechend in umgekehrter Richtung von der Stangen- zur Kolbenseite. Dieser Leckölfluss ist vor allem möglich, dadurch dass die Kolbendichtungen des Hydraulikzylinders durch Verschleiß undicht werden.
  • Dieser Leckölfluss verändert die Stellung des Nehmerzylinders 52 zum Geberzylinder 51 und die beiden Zylinder laufen nicht mehr synchron zueinander. Die Variante A10 der Erfindung synchronisiert die beiden Zylinder mit Hilfe von zwei entsperrbaren Rückschlagventilen 66 und 67 (22). Bei der Erfindung besitzt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 zwei, über Taster 66.1 und 67.1 entsperrbare, Rückschlagventile 66 und 67, welche über eine Bohrung 50 verbunden sind. Fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 ein, dann öffnet der Taster 66.1 das Rückschlagventil 66 sobald der Kolben 52.1 auf Anschlag fährt. Fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 aus, dann öffnet der Taster 67.1 das Rückschlagventil 67 sobald der Kolben 52.1 auf Anschlag fährt. Dazu stehen die Taster 66.1 und 67.1 etwas aus dem Kolben 52.1 heraus. Fährt der Kolben 52.1 auf den jeweiligen Anschlag, dann drückt dabei der Anschlag den jeweiligen Taster 66.1 oder 67.1, welcher dann das entsprechende Rückschlagventil 66 oder 67 öffnet.
  • Die beiden Zylinder 51 und 52 sind synchron, wenn ihre Kolben 51.1 und 52.1 zum gleichen Zeitpunkt ihre Hubgrenze, also ihren Anschlag, im Zylinder erreichen. Das heißt der Kolben 51.1 ist zum gleichen Zeitpunkt voll ausgefahren, wenn der Kolben 52.1 voll eingefahren ist. Befindet sich durch einen Leckölfluss, im Verhältnis zu einem Synchronlauf der beiden Kolben 51.1 und 52.1, zu viel Öl auf der Stangenseite der beiden Zylinder, dann erreicht der Kolben 52.1 seinen Anschlag im eingefahrenen Zustand früher, als der Kolben 51.1 seinen Anschlag in ausgefahrenem Zustand. Fährt also in diesem Fall der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 aus, dann eilt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dem Kolben 51.1 vor. Somit erreicht der Kolben 52.1 zuerst seinen Anschlag in seiner eingefahrenen Position. Der Taster 66.1 wird in dieser Position gedrückt bevor der Kolben 51.1 vollkommen ausgefahren ist. Der Taster 66.1 öffnet das Rückschlagventil 66 und das überschüssige Öl von der Stangenseite der Zylinder 51 und 52 kann über das Rückschlagventil 66, die Bohrung 50 und das Rückschlagventil 67 auf die Kolbenseite der Zylinder 51 und 52 fließen, bis der Kolben 51.1 ebenso seinen Anschlag erreicht hat. Die beiden Kolben 51.1 und 52.1 sind damit wieder synchronisiert.
  • Befindet sich durch einen Leckölfluss, im Verhältnis zu einem Synchronlauf der beiden Kolben 51.1 und 52.1, zu viel Öl auf der Kolbenseite der beiden Zylinder, dann erreicht der Kolben 52.1 seinen Anschlag im ausgefahrenen Zustand früher, als der Kolben 51.1 seinen Anschlag in eingefahrenem Zustand. Fährt also in diesem Fall der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 ein, dann eilt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dem Kolben 51.1 vor. Somit erreicht der Kolben 52.1 zuerst seinen Anschlag in seiner ausgefahrenen Position. Der Taster 67.1 wird in dieser Position gedrückt, bevor der Kolben 51.1 vollkommen eingefahren ist. Der Taster 67.1 öffnet das Rückschlagventil 67 und das überschüssige Öl von der Kolbenseite der Zylinder 51 und 52 kann über das Rückschlagventil 67, die Bohrung 50 und über das Rückschlagventil 66 auf die Stangenseite der Zylinder 51 und 52 fließen, bis der Kolben 51.1 ebenso seinen Anschlag erreicht hat. Die beiden Kolben 51.1 und 52.1 sind damit wieder synchronisiert.
  • Die erfindungsgemäße Variante A11 entspricht der Variante A10. Allerdings sind hier die entsperrbaren Rückschlagventile 72 und 73, die zur Synchronisation der Zylinder 51 und 52 dienen, anders angeordnet, als die entsperrbaren Rückschlagventile 66, 67 der Variante A10. Auch bei dieser Variante A11 besitzen die entsperrbaren Rückschlagventile 72 und 73 zwei Taster 72.1 und 73.1 zum entsperren der Rückschlagventile (24). Die entsperrbaren Rückschlagventile 72 und 73 sind über die Bohrung 79 miteinander verbunden. Fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 ein, dann öffnet der Taster 72.1 das Rückschlagventil 72, sobald der Kolben 52.1 auf Anschlag fährt. Fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 aus, dann öffnet der Taster 73.1 das Rückschlagventil 73, sobald der Kolben 52.1 auf Anschlag fährt. Dazu stehen die Taster 72.1 und 73.1 etwas aus dem Kolben 52.1 heraus. Fährt der Kolben 52.1 auf den jeweiligen Anschlag, dann drückt dabei der Anschlag den jeweiligen Taster 72.1 oder 73.1, welcher dann das entsprechende Rückschlagventil 72 oder 73 öffnet. Die beiden Zylinder 51 und 52 sind synchron, wenn ihre Kolben 51.1 und 52.1 zum gleichen Zeitpunkt ihre Hubgrenze, also ihren Anschlag, im Zylinder erreichen. Das heißt der Kolben 51.1 ist zum gleichen Zeitpunkt voll ausgefahren, wenn der Kolben 52.1 voll eingefahren ist. Befindet sich durch einen Leckölfluss, im Verhältnis zu einem Synchronlauf der beiden Kolben 51.1 und 52.1, zu viel Öl auf der Stangenseite der beiden Zylinder, dann erreicht der Kolben 52.1 seinen Anschlag im eingefahrenen Zustand früher, als der Kolben 51.1 seinen Anschlag in ausgefahrenem Zustand. Fährt also in diesem Fall der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 aus, dann eilt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dem Kolben 51.1 vor. Somit erreicht der Kolben 52.1 zuerst seinen Anschlag in seiner eingefahrenen Position. Der Taster 72.1 wird in dieser Position gedrückt, bevor der Kolben 51.1 vollkommen ausgefahren ist. Der Taster 72.1 öffnet das Rückschlagventil 72 und das überschüssige Öl von der Stangenseite der Zylinder 51 und 52 kann auf deren Kolbenseite fließen, bis der Kolben 51.1 ebenso seinen Anschlag erreicht hat. Die beiden Kolben 51.1 und 52.1 sind damit wieder synchronisiert.
  • Die erfindungsgemäße Variante A12 ist eine Alternative zu den Varianten A10 und A11. Sie wird alternativ zu den Varianten A10 oder A11 in den Varianten A4, A6, A7, A8 und A9 als Zylindersynchronisation eingesetzt. Im Gegensatz zu den Varianten A10 und A11 sind hier die entsperrbaren Rückschlagventile 74 und 75 anders angeordnet. Auch bei dieser Variante besitzen die entsperrbaren Rückschlagventile 74 und 75 zwei Taster 74.1 und 75.1 zum entsperren der Rückschlagventile (25). Diese befinden sich allerdings im Zylinderboden der Stangenseite und im Zylinderboden der Kolbenseite des Nehmerzylinders 52. Die beiden Rückschlagventile 74 und 75 sind über die Hydraulikleitung 76 verbunden. Fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 ein, dann öffnet der Taster 74.1 das Rückschlagventil 74, sobald der Kolben 52.1 auf Anschlag fährt. Fährt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 aus, dann öffnet der Taster 75.1 das Rückschlagventil 75, sobald der Kolben 52.1 auf Anschlag fährt. Fährt der Kolben 52.1 auf den jeweiligen Anschlag, dann drückt dabei der Anschlag den jeweiligen Taster 74.1 oder 75.1, welcher dann das entsprechende Rückschlagventil 74 oder 75 öffnet.
  • Die beiden Zylinder 51 und 52 sind synchron, wenn ihre Kolben 51.1 und 52.1 zum gleichen Zeitpunkt ihre Hubgrenze, also ihren Anschlag, im Zylinder erreichen. Das heißt der Kolben 51.1 ist zum gleichen Zeitpunkt voll ausgefahren, wenn der Kolben 52.1 voll eingefahren ist. Befindet sich durch einen Leckölfluss, im Verhältnis zu einem Synchronlauf der beiden Kolben 51.1 und 52.1, zu viel Öl auf der Stangenseite der beiden Zylinder, dann erreicht der Kolben 52.1 seinen Anschlag im eingefahrenen Zustand früher, als der Kolben 51.1 seinen Anschlag in ausgefahrenem Zustand. Fährt also in diesem Fall der Kolben 51.1 des Geberzylinders 51 aus, dann eilt der Kolben 52.1 des Nehmerzylinders 52 dem Kolben 51.1 vor. Somit erreicht der Kolben 52.1 zuerst seinen Anschlag in seiner eingefahrenen Position. Der Taster 74.1 wird in dieser Position gedrückt, bevor der Kolben 51.1 vollkommen ausgefahren ist. Der Taster 74.1 öffnet das Rückschlagventil 74 und das überschüssige Öl von der Stangenseite der Zylinder 51 und 52 kann dann über das sich öffnende Rückschlagventil 75, die Hydraulikleitung 76 und über das Rückschlagventil 74, auf deren Kolbenseite fließen, bis der Kolben 51.1 ebenso seinen Anschlag erreicht hat. Die beiden Kolben 51.1 und 52.1 sind damit wieder synchronisiert.
  • Die erfindungsgemäße Variante A13 entspricht der Variante A5. Wie in Variante A5 ist die Kolbenseite des Geberzylinders 51 über die Hydraulikleitung 54 mit der Stangenseite des Nehmerzylinders 63 verbunden (26). Die Stangenseite des Geberzylinders 51 ist über die Hydraulikleitung 53 mit der Kolbenseite des Nehmerzylinders 63 verbunden. Im Gegensatz zur Variante 5 verfügt die Variante A13 allerdings zusätzlich über eine Zylindersynchronisation wie in der Variante A12.
  • Alternativ verfügen die Varianten A3, A5 und A13 über Rückschlagventilschaltungen, zum Entgegenwirken von externen Kräften auf die Gabel 1, wie in den Varianten A6 bis A9.
  • Die erfindungsgemäße Variante A14 entspricht den Varianten A4 bis A12. Allerdings ist der Positionsgeber ein hydraulischer Schwenkmotor der sogenannte Geberschwenkmotor 77 mit einem Schwenkkolben 77.1 (27). Der Positionsnehmer ist auch ein hydraulischer Schwenkmotor der Nehmerschwenkmotor 78 mit einem Schwenkkolben 78.1. Dabei ist die Antriebswelle 77.2 des Geberschwenkmotors 77 fest mit dem Schwenkkolben 77.1 und dem Positionsgeber verbunden. Die Abtriebswelle 78.2 des Nehmerschwenkmotors 78 ist fest mit dem Schwenkkolben 78.1 und dem Gabelschaftrohr 1.3 verbunden. Der Positionsgeber ist in dieser Variante ein Handkurbelgriff 6.7. Schwenkt der Fahrradfahrer den Positionsgeber nach rechts, dann schwenkt somit auch der Geberschwenkmotor 77 nach rechts. Das verdrängte Öl aus dem Geberschwenkmotor 77 fließt über die Hydraulikleitung 54 in den Nehmerschwenkmotor 78. Dieser schenkt dadurch nach rechts und schenkt somit die Gabel 1 nach rechts. Schwenkt der Fahrradfahrer den Positionsgeber nach links, dann schwenkt somit auch der Geberschwenkmotor 77 nach links. Das verdrängte Öl aus dem Geberschwenkmotor 77 fließt über die Hydraulikleitung 53 in den Nehmerschwenkmotor 78. Dieser schenkt dadurch nach links und schenkt somit die Gabel 1 nach links. Das Doppelrückschlagventil 55 funktioniert dabei wie in der Variante A6. Dieses wirkt externen Kräften auf die Gabel 1 entgegen. Die Synchronisation der beiden Schwenkmotoren 77 und 78 funktioniert dabei, wie in Variante A10, mit Hilfe von zwei entsperrbaren Rückschlagventilen 66 und 67, die über die jeweiligen Taster 66.1 und 67.1 entsperrbar sind und über eine Bohrung 50 verbunden sind.
  • Die erfindungsgemäße Variante A15 entspricht der Variante A14. Allerdings ist hier der Geberschwenkmotor durch einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit durchgehender Kolbenstange ersetzt. Ein solcher Zylinder wird auch Gleichgangzylinder genannt. Dieser Hydraulikzylinder wird vom Positionsgeber bewegt.
  • Alternativ ist der Nehmerschwenkmotor durch einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit durchgehender Kolbenstange ersetzt. Dieser Hydraulikzylinder schwenkt in diesem Fall die Gabel 1.
  • Die doppeltwirkenden Hydraulikzylinder mit durchgehender Kolbenstange haben auf beiden Kolbenseiten eine gleich große Kolbenringfläche. Dadurch ist, in Verbindung mit einem Schwenkmotor, gewährleistet, dass der Schwenkwinkel des Schwenkmotors mit dem Hydraulikzylinderhub korreliert, egal ob der Schwenkmotor nach rechts oder links schwenkt.
  • Die erfindungsgemäße Variante A16 entspricht den Varianten A die über entsperrbare Rückschlagventile 55.1, 55.2 verfügen. Allerdings werden die entsperrbare Rückschlagventile 55.1, 55.2 nicht nur über Steuerleitungen 64, 65 entsperrt, sondern zusätzlich verfügen die entsperrbaren Rückschlagventile 55.1, 55.2 über eine elektromagnetische Entsperrung 55.3, 55.4 (60). Dazu verfügt der Positionsgeber über Näherungsschalter. Ein Näherungsschalter der vom Positionsgeber betätigt wird, sobald er nach rechts lenkt und ein Näherungsschalter der vom Positionsgeber betätigt wird, sobald er nach links lenkt. Bei Betätigung des jeweiligen Näherungsschalters schaltet dieser einen Strom aus einer Batterie auf die jeweilige Spule der elektromagnetischen Entsperrung 55.3, 55.4 des entsprechenden entsperrbaren Rückschlagventils 55.1, 55.2, welches dadurch geöffnet wird. Diese elektromagnetischen Entsperrung ersetzt, im störungsfreien Betrieb, die Entsperrung durch Überdruck in einer der beiden Steuerleitungen 64, 65. Somit muss der Fahrradfahrer geringere Lenkkräfte aufbringen, da zum Entsperren der Rückschlagventile 55.1, 55.2 keine zusätzliche Lenkkraft aufgebracht werden muss, die den Überdruck in den Steuerleitungen 64, 65 erzeugt, welcher die entsperrbaren Rückschlagventile 55.1, 55.2 öffnet. Fällt jedoch die elektromagnetischen Entsperrung durch eine Betriebsstörung aus, dann können die entsperrbaren Rückschlagventile 55.1, 55.2 weiterhin durch einen Überdruck in der jeweiligen Steuerleitung 64, 65 geöffnet werden. Ein sicheres Lenken ist dadurch, selbst bei einer Betriebsstörung der elektromagnetischen Entsperrung, immer noch möglich.
  • Alternativ sind die entsperrbaren Rückschlagventile 55.1, 55.2 dabei so ausgestalltet, dass bei großen Volumenströmen, die von den Hydraulikleitungen 53 oder 54 vom Nehmerzylinder 52 her kommen, das jeweilige entsperrbare Rückschlagventil 55.1, 55.2, auch gegen die elektromagnetischen Entsperrung, von diesen Volumenstömen geschossen wird. Solche großen Volumenströme treten nur auf, wenn eine externe Kraft derart auf die Gabel wirkt, dass diese daraufhin sehr schnell schwenkt, während der Fahrradfahrer gerade den Positionsgeber betätigt und der Fahrradfahrer dieser externen Kraft nicht mit dem Positionsgeber gegenhalten kann. Somit schließen die entsperrbaren Rückschlagventile 55.1, 55.2 bei einem schnellen und starken Schlag gegen das Vorderrad auch wenn der Fahrradfahrer gerade den Positionsgeber betätigt. Zu solch einem Schlag kommt es unter anderem beim Durchfahren eines Schlagloches.
  • Alternativ verfügt die Variante A16 über keine Steuerleitungen 64,65. Allerdings sind die entsperrbaren Rückschlagventile 55.1, 55.2 mit einer zusätzlichen redundanten elektromagnetischen Entsperrung ausgestattet.
  • Hiebei sind die Komponenten der jeweiligen elektromagnetischen Entsperrung wie Näherungsschalter, Batterie, Leitungen, Spulen, doppelt vorhanden. Fällt eine elektromagnetische Entsperrung aus, so übernimmt die jeweils redundante Entsperrung deren Aufgabe und der Fahrradfahrer kann weiterhin das Fahrrad sicher lenken.
  • Der Vorteil der hydraulischen und elektro-hydraulischen Lösungen A3 bis A16 gegenüber der Bowdenzuglösung ist, dass sie wartungsfreundlicher sind, da sie nicht periodisch geschmiert werden müssen. Weiterhin ist sie nicht so schmutzanfällig und die Reibungskräfte bei der Betätigung sind geringer.
  • Bei der erfindungsgemäßen Variante A17 lenkt der Fahrradfahrer das Fahrrad, wie in den Varianten A1, B7, B8, B9 durch eine Drehbewegung seiner Hüfte. Auch die Übertragung der Armkräfte von der Handkurbel 6 auf die Tretkurbel 8 und von dort auf das Hinterrad 17 funktioniert gleich. Allerdings wird die Lenkkraft über ein Lenkgestänge mit Lenkerarmen 5.11, 1.5 und Zwischenlenker 21, vom Sattel 3 auf die Gabel 1 übertragen. Der Lenkerarm ist 5 drehbar im Lager 7.5 des Fahrradrahmens 7 gelagert (47). Der Sattel 3 ist fest am Lenkerarm 5 befestigt. Bei dem Lager 7.5 befindet sich das Rohr 5.13 des Lenkerarms 5 über dem Rohr 7.6 des Fahrradrahmens 7. Zwischen den beiden Rohren befinden sich Rillenkugellager, Rollenlager oder ein Gleitlager. Der Lenkerarm 5.11 ist mit dem Lenkerarm 5 fest verbunden (47, 48). Der Lenkerarm 1.5 ist mit dem Gabelschaftrohr 1.3 fest verbunden. Die Lenkerarme 5.11 und 1.5 sind über den Zwischenlenker 21 verbunden. Der Zwischenlenker 21 ist gebogen, damit er nicht den Beinen des Fahrradfahrers hinderlich ist. Der Lenkerarm 5.11 ist mit dem Zwischenlenker 21 über einen Bolzen 5.12 verbunden. Der Bolzen 5.12 verbindet den Stangenkopf des Lenkerarms 5.11 mit dem Gabelkopf des Zwischenlenkers 21. Im Stangenkopf des Lenkerarms 5.11 sitzt ein Kugelgelenk, das Winkeländerungen zwischen dem Lenkerarm 5.11 und dem Zwischenlenker 21 ausgleicht. Ebenso ist die Verbindung des Lenkerarms 1.5 mit dem Zwischenlenker 21 ausgeführt.
  • Dreht der Fahrradfahrer den Sattel 3 gegen den Uhrzeigersinn dann lenkt die Gabel 1 nach links. Dreht der Fahrradfahrer den Sattel 3 im Uhrzeigersinn dann lenkt die Gabel 1 nach rechts. Die Drehrichtungen des Sattels 3 und die Lenkrichtungen der Gabel 1 sind gleichsinnig. 48 und 49 zeigen die Draufsicht des Fahrrades. 48 zeigt die Stellung der Gabel 1 und des Sattels 3 beim Geradeauslauf. 49 zeigt die Stellung der Gabel 1 und des Sattels 3 bei einer Lenkbewegung des Fahrrades nach links. L1 ist der Abstand von dem Bolzen des Lenkerarmes 1.5 bis zu der Drehachse der Gabel 1, diese Achse ist ebenso die Lenkkopflagerachse 2.3. L2 ist der Abstand von dem Bolzen 5.12 des Lenkerarmes 5.11 bis zu der Drehachse des Sattels 3, diese Achse ist ebenso die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5. In dieser Ausführung sind die Abstände L1 und L2 gleich lang. Somit ist der Lenkwinkel a der Gabel 1 gleich groß wie der Lenkwinkel b des Sattels 3. Alternativ kann man die Abstände L1 und L2 unterschiedlich lang wählen, dann sind die Lenkwinkel a und b beim Lenken unterschiedlich groß und die Lenkung hat somit eine Übersetzung.
  • Die erfindungsgemäße Variante B1 entspricht der Variante A1. Im Gegensatz zur Variante A1 ist jedoch der Sattel 3 der Variante B1 nicht der Positionsgeber des Lenksystems. Der Sattel 3 der Variante B1 entspricht dem Sattel 3 der 12. Er ist über das Rohr 5.27 fest im Fahrradrahmen 7 geklemmt und nicht drehbar. Der in der Variante A1 genannte Positionsgeber des Lenksystems ist in der Variante B1 ein Joystick der am Handkurbelgriff 6.2 des Fahrrades befestigt ist. Alternativ ist der Handkurbelgriff, wie der Handkurbelgriff 6.3 (30), 6.4 (11), oder 6.4 (32 der Variante C3), ausgeführt. Die in der Variante A1 genannten Sensoren des Positionsgebers (ohne Abbildung) befinden sich hier im Joystick. Sie messen den Lenkwinkel des Joysticks. Indem der Fahrradfahrer mit seinem Daumen oder einem Finger den Joystick nach rechts oder links schwenkt, lenkt er mit Hilfe des in Variante A1 beschriebenen Lenksystems, das Fahrrad.
  • Die erfindungsgemäße Variante B2 entspricht der Variante A1. Im Gegensatz zur Variante A1 ist jedoch der Sattel 3 der Variante B2 nicht der Positionsgeber des Lenksystems. Der Sattel 3 der Variante B2 entspricht dem Sattel 3 der 12. Er ist über das Rohr 5.27 fest im Fahrradrahmen 7 geklemmt und nicht drehbar. In der Variante B2 lenkt der Fahrradfahrer über sein Kinn. Dazu ist an seinem Fahrradhelm eine Halterung angebracht. Auf dieser Halterung ist ein Positionsgeber vor dem Kinn angebracht. Der Positionsgeber ist in dieser Variante ein Joystick der auf die gleiche Art und Weise funktioniert wie die Joysticklenkung in Variante B1. Der Joystick hat allerdings in dieser Variante eine Vertiefung in der das Kinn einen sicheren halt findet. Bewegt der Fahrradfahrer den Joystick mit seinem Kinn nach rechts dann dreht der Positionsnehmer mit Hilfe der elektrischen Motoren 45 die Gabel 1 im Uhrzeigersinn und das Fahrrad lenkt somit nach rechts. Bewegt der Fahrradfahrer den Joystick mit seinem Kinn nach links dann dreht der Positionsnehmer die Gabel 1 gegen den Uhrzeigersinn und das Fahrrad lenkt somit nach links.
  • Die erfindungsgemäße Variante B3 entspricht der Variante A1. Im Gegensatz zur Variante A1 ist jedoch der Sattel 3 der Variante B3 nicht der Positionsgeber des Lenksystems. Der Sattel 3 der Variante B3 entspricht dem Sattel 3 der 12. Er ist über das Rohr 5.27 fest im Fahrradrahmen 7 geklemmt und nicht drehbar. Der in der Variante A1 genannte Positionsgeber des Lenksystems ist in der Variante B3 zwei Taster, die beide an einem Handkurbelgriff 6.2, 6.3 des Fahrrades befestigt sind. Die in der Variante A1 genannten Sensoren des Positionsgebers (ohne Abbildung) befinden sich hier in den Tastern. Sie messen den Tastendruck. Ein Taster gibt dem Steuergerät des Lenksystems das Signal nach rechts zu lenken, der andere Taster gibt ihr das Signal nach links zu lenken. Indem der Fahrradfahrer mit seinem Daumen oder einem Finger den einen oder den anderen Taster drückt, lenkt er mit Hilfe des in Variante A1 beschriebenen Lenksystems, das Fahrrad.
  • Alternativ ist der Taster für das Signal „nach rechts lenken" auf dem rechten Handkurbelgriff 6.2, 6.3 und der Taster für das Signal „nach links lenken" auf dem linken Handkurbelgriff 6.2, 6.3
  • Die erfindungsgemäße Variante B4 entspricht der Variante A1. Im Gegensatz zur Variante A1 ist jedoch der Sattel 3 der Variante B4 nicht der Positionsgeber des Lenksystems. Der Sattel 3 der Variante B4 entspricht dem Sattel 3 der 12. Er ist über das Rohr 5.27 fest im Fahrradrahmen 7 geklemmt und nicht drehbar. Der in der Variante A1 genannte Positionsgeber des Lenksystems ist in der Variante B4 der Handkurbelgriff 6.7 (8, 9, 10) der Variante A2. Der Handkurbelgriff 6.7 verfügt jedoch in der Variante B4 nicht über die Umlenkrolle 6.8, wie in Variante A2. Stattdessen verfügt der Handkurbelgriff 6.7 über die in der Variante A1 genannten Sensoren des Lenksystems am Positionsgeber. Allerdings sind diese Sensoren des Positionsgebers (ohne Abbildung) in der Variante B4 zwischen dem dem Handkurbelgriff 6.7 und der Achse 6.10 angebracht. Wie in Variante A1 messen die Sensoren die absolute Position, oder die Positionsänderung des Positionsgebers, oder sie messen die Beschleunigung des Positionsgebers, oder die Betätigungskraft, mit der der Fahrradfahrer den Positionsgeber betätigt. Mit Hilfe der Signale der Sensoren ermittelt das Steuergerät des Lenksystems den Soll-Lenkwinkel. Indem der Fahrradfahrer den Handkurbelgriff 6.7 schwenkt, lenkt er mit Hilfe des Variante A1 beschriebenen Lenksystems, das Fahrrad.
  • Die erfindungsgemäße Variante B5 entspricht der Variante B4. Wie in der Variante B4 ist der genannte Positionsgeber des Lenksystems hier der Handkurbelgriff des Fahrrades. In dieser weiteren Variante B5 eines lenkenden Handkurbelgriffes, hat allerdings der Handkurbelgriff die Form wie in Variante C3 (32). Jedoch kann über ihn das Fahrrad gelenkt werden, indem der Fahrradfahrer den Handgriff 6.4 um seine eigene Längsachse dreht. Der Handgriff entspricht dem Gasdrehgriff eines Motorrades. Er ist, um seine eigene Längsachse drehbar, auf dem Handkurbelgriff 6.6 gelagert.
  • Die in der Variante B4 genannten Sensoren des Lenksystems am Positionsgeber (ohne Abbildung) sind hier zwischen dem Handkurbelgriff 6.4 und dem Handkurbelgriff 6.6 angebracht. Sie messen den Lenkwinkel des Handgriffes 6.4. Indem der Fahrradfahrer den Handgriff 6.4 dreht, lenkt er mit Hilfe des in Variante A1 beschriebenen Lenksystems, das Fahrrad.
  • Die erfindungsgemäße Variante B6 entspricht der Variante A2. Der in der Variante A2 genannte Positionsgeber ist hier allerdings der Handkurbelgriff des Fahrrades. In dieser weiteren Variante B6 eines lenkenden Handkurbelgriffes, hat der Handkurbelgriff die Form wie in Variante C3 (32). Allerdings kann über ihn das Fahrrad gelenkt werden, indem der Fahrradfahrer den Handgriff 6.4 um seine eigene Längsachse dreht. Der Handgriff 6.4 entspricht dem Gasdrehgriff eines Motorrades. Er ist, um seine eigene Längsachse drehbar, auf dem Handkurbelgriff 6.6 gelagert und betätigt, nach dem gleichen Prinzip wie die Variante A2, über Bowdenzüge die Fahrradlenkung. Wie in der Variante A2 sind beide Bowdenzüge 31,32 an ihrem einen Ende an der Umlenkrolle 1.6 befestigt und an ihrem anderen Ende an der Umlenkrolle 6.8. Die Umlenkrolle 1.6 ist am Gabelschaftrohr 1.3 befestigt. Wie in Variante A2 ist das eine Ende der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 am Rahmenstück 7.1 befestigt. Im Gegensatz zur Variante A2 sind allerdings in der Variante B6 die anderen Enden der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 am Handkurbelgriff 6.6 befestigt. Außerdem ist die Umlenkrolle 6.8 am Handkurbelgriff 6.4 befestigt, anstatt an der Achse 6.9 (7).
  • Die erfindungsgemäße Variante B7 entspricht der Variante A1. Wie in dieser Variante lenkt der Fahrradfahrer das Fahrrad über die Drehung seiner Hüfte. Allerdings ist der in der Variante A1 genannte Positionsgeber des Lenksystems hier die Auflage 3.4 und nicht der Sattel 3. Im Gegensatz zur Variante A1 ist in der Variante B7 der Sattel 3 fest mit dem Rahmenstück 7.14 verbunden, das über eine Klemmung im Fahrradrahmen 7 festgeklemmt ist (29). Zur Höhenverstellung des Sattels 3 kann die Klemmung gelöst werden und dann das Rahmenstück 7.14 in Fahrradrahmen hinein oder heraus geschoben werden. Die Auflage 3.4 ist fest mit dem Rohr 3.13 verbunden. Das Rohr 3.13 ist fest mit dem Rohr 5.26 verbunden. Das Rohr 5.26 ist über das Lager 7.5 drehbar, um die Achse 7.5.1, auf dem Rahmenstück 7.14 gelagert. Somit ist die Auflage 3.4 um die Achse 7.5.1 drehbar im Fahrradrahmen 7 gelagert. Beim Fahrradfahren sitzt der Fahrradfahrer auf dem Sattel 3 und presst seine vorderen Hüftknochen gegen die Auflage 3.4. Zum Lenken des Fahrrades dreht der Fahrradfahrer seine Hüfte, damit dreht er die Auflage 3.4 relativ zum Fahrradrahmen 7.
  • Die in der Variante A1 genannten Sensoren (ohne Abbildung) des Lenksystems am Positionsgeber sind hier zwischen dem Rohr 5.26 und dem Rahmenstück 7.14 angebracht. Sie messen den Winkel, mit der sich die Auflage 3.4, um die Achse 7.5.1, relativ zum Rahrmenstück 7.14, dreht. Dieser Winkel ist der Soll-Lenkwinkel. Mit Hilfe des Soll-Lenkwinkels lenkt das in Variante A1 beschriebene Lenksystem das Fahrrad. Indem der Fahrradfahrer die Auflage 3.4 dreht, lenkt er somit das Fahrrad. Dreht der Fahrradfahrer mit seiner Hüfte die Auflage 3.4 gegen den Uhrzeigersinn dann lenkt die Gabel 1 nach links. Während der Drehbewegung der Hüfte des Fahrradfahrers bewegt sich der Sattel 3, relativ zum Fahrradrahmen 7, nicht, da er fest mit dem Fahrradrahmen 7 verbunden ist. Dreht der Fahrradfahrer die Auflage 3.4 im Uhrzeigersinn dann lenkt die Gabel 1 nach rechts. Die Drehrichtungen der Auflage 3.4 und die Lenkrichtungen der Gabel 1 sind gleichsinnig.
  • In der 29 durchläuft die Drehachse 7.5.1 der Auflage 3.4 die Sattelmitte 3.1. Alternativ befindet sich das Lager 7.5 und somit die Drehachse 7.5.1, entlang der Fahrradmittelachse 7.3, vor oder nach der Sattelmitte 3.1. Vorzugsweise befindet sich die Drehachse 7.5.1 der Auflage 3.4, bis zur Sattelspitze vor oder bis zum Sattelende nach der Sattelmitte 3.1. Alternativ wird die Hüfte über einen Gürtel 3.7 (gestrichelt dargestellt) an die Auflage 3.4 gespannt.
  • Alternativ zur Auflage 3.4 ist am Rohr 5.26 eine hintere Auflage 3.3 befestigt. Dann lenkt der Fahrradfahrer indem er seine Hüfte gegen diese Auflage 3.3 presst und seine Hüfte, und somit auch die Auflage 3.3, dreht. Alternativ ist am Rohr 5.26 eine vordere Auflage 3.4 und eine hintere Auflage 3.3 befestigt. Die Funktionsweisen der Auflagen 3.3 und 3.4 werden im weiteren Text noch detailliert erklärt.
  • Die erfindungsgemäße Variante B8 entspricht der Variante B7. Wie in dieser Variante lenkt der Fahrradfahrer das Fahrrad über die Drehung seiner Hüfte und der Positionsgeber ist die Auflage 3.4. Allerdings erfolgt die Übertragung der Lenkkräfte über Bowdenzüge wie in der Variante A2. Wie in der Variante A2 sind beide Bowdenzüge 31,32 an ihrem einen Ende an der Umlenkrolle 1.6 befestigt und an ihrem anderen Ende an der Umlenkrolle 6.8. Die Umlenkrolle 1.6 ist am Gabelschaftrohr 1.3 befestigt. Wie in Variante A2 ist das eine Ende der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 am Rahmenstück 7.1 befestigt. Im Gegensatz zur Variante A2 sind allerdings in der Variante B8 die anderen Enden der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 am Fahrradrahmen 7 befestigt. Außerdem ist die Umlenkrolle 6.8 am Rohr 5.26 befestigt, anstatt an der Achse 6.9 (7).
  • Die erfindungsgemäße Variante B8 entspricht der Variante A1. Wie in dieser Variante lenkt der Fahrradfahrer das Fahrrad über die Drehung seiner Hüfte und der Positionsgeber ist der Sattel 3 und die Auflage 3.3. Allerdings erfolgt die Übertragung der Lenkkräfte über Bowdenzüge wie in der Variante A2. Wie in der Variante A2 sind beide Bowdenzüge 31, 32 an ihrem einen Ende an der Umlenkrolle 1.6 befestigt und an ihrem anderen Ende an der Umlenkrolle 6.8. Die Umlenkrolle 1.6 ist am Gabelschaftrohr 1.3 befestigt. Wie in Variante A2 ist das eine Ende der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 am Rahmenstück 7.1 befestigt. Im Gegensatz zur Variante A2 sind allerdings in der Variante B9 die anderen Enden der Hüllen der Bowdenzüge 31, 32 am Fahrradrahmen 7 befestigt. Außerdem ist die Umlenkrolle 6.8 am Rohr 5.13 befestigt, anstatt an der Achse 6.9 (7).
  • Die erfindungsgemäße Variante B10 entspricht den Varianten A3 bis A16. Auch in dieser Variante wird die Lenkkraft über hydraulische Positionsgeber und Positionsnehmer übertragen. Allerdings lenkt der Fahrradfahrer in dieser Variante das Fahrrad indem er mit seiner Hüfte dreht. Wie in den Varianten A1, A17, B7, B8, B9 und D1 bis D6 bewegt er dazu den Sattel 3 oder die Auflagen 3.3 oder 3.4. Der Sattel 3 oder die Auflagen 3.3 oder 3.4 sind somit in dieser Variante die Positionsgeber. Diese Positionsgeber verfügen über ein hydraulisches Verdrängungselement, das bei einer Hüftdrehung betätigt wird. Durch dieses Betätigen des Positionsgebers wird, wie in den Varianten A3 bis A16, die Lenkkraft über Hydraulikleitungen 53, 54 auf den Positionsnehmer und somit die Gabel 1 übertragen.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Variante der Varianten B10 ist der Positionsgeber der Sattel 3. Am Sattel 3 ist, wie in der Variante der 47 ein Lenkerarm 5.11 am Rohr 5.13 des Lenkerarms 5 fest angebracht. Der Lenkerarm 5 ist fest mit dem Sattel 3 verbunden. Der Lenkerarm ist 5 drehbar im Lager 7.5 des Rohres 7.6 des Fahrradrahmens 7 gelagert. Beim Lager 7.5 befindet sich das Rohr 5.13 des Lenkerarms 5 über dem Rohr 7.6 des Fahrradrahmens 7. Anstatt wie in 47, ist jedoch der Lenkerarm 5.11 nicht mit dem Zwischenlenker 21 verbunden, sondern über den Gelenkkopf 57 mit dem Kolben 51.1 des hydraulischen Geberzylinders 51 (46). Der Geberzylinder 51 ist über ein Gelenk 59 an dessen Zylinderboden mit dem Fahrradrahmen 7 verbunden. Durch Schwenken des Sattels 3 bewegt der Lenkerarm 5.11 den Kolben 51.1 im Geberzylinder 51. Der Positionsnehmer entspricht der Variante A4. Wie in Variante A4 bewegt der Nehmerzylinder 52 das Gabelschaftrohr 1.3 (16). Der Geberzylinder 51 und der Nehmerzylinder 52 sind über die gleiche hydraulische Schaltung, mit den Komponenten 53, 54, 55, 64, 65 usw., miteinander verbunden wie in 22.
  • Die erfindungsgemäße Variante B11 entspricht der Variante B2. Auch in der Variante B11 lenkt der Fahrradfahrer über sein Kinn und der Positionsgeber ist ein Joystick der auf die gleiche Art und Weise funktioniert wie die Joysticklenkung in Variante B2. Allerdings ist der Joystick in dieser Variante auf einem Halter befestigt der am Oberkörper des Fahrradfahrers über Riemen befestigt ist. Somit bewegt der Fahrradfahrer den Joystick indem er den Joystick nur mit seinem Kinn durch eine Kinnbewegung relativ zu seinem Kopf bewegt, oder er bewegt den Joystick indem er sein Kinn nicht relativ zum Kopf bewegt, aber den Joystick mit seinem Kinn durch eine Kopfbewegung bewegt.
  • Bewegt der Fahrradfahrer den Joystick mit seinem Kinn nach rechts, dann dreht der Positionsnehmer mit Hilfe der elektrischen Motoren 45 die Gabel 1 im Uhrzeigersinn und das Fahrrad lenkt somit nach rechts. Bewegt der Fahrradfahrer den Joystick mit seinem Kinn nach links dann dreht der Positionsnehmer die Gabel 1 gegen den Uhrzeigersinn und das Fahrrad lenkt somit nach links.
  • Die folgenden Varianten C1 bis C3 sind verschieden ausgeführte Handkurbelgriffe. Bei der erfindungsgemäßen Variante C1 sind die Handkurbelgriffe 6.2 waagrecht angeordnet (3).
  • Bei der erfindungsgemäßen Variante C2 sind die Handkurbelgriffe 6.3, anstatt waagrecht, gedreht angeordnet (11, 30, 31). Den Handkurbelgriff 6.3 umgibt ein Handgriff 6.4 aus Gummi. In der Mitte des Handgriffes 6.4 des Handkurbelgriffes 6.3 befindet sich die Drehachse 6.5. Die Drehachse 6.5 verbindet den Handkurbelgriff 6.3 mit der Handkurbel 6. Um diese Drehachse 6.5 kann sich der Handkurbelgriff 6.3 drehen. An den Handkurbelgriffen 6.3 sind die Schalt- und Bremshebel 23 des Fahrrades befestigt. Die Schalt- und Bremshebel 23 sind über Bowdenzüge 24 mit dem Schaltwerk beziehungsweise mit den Bremsen des Fahrrades verbunden. Bei hydraulischen Bremsen werden für die Bremsen, anstatt Bowdenzügen Hydraulikleitungen verwendet.
  • 32 zeigt die gleiche Perspektive wie 30, jedoch eine andere erfindungsgemäße Variante eines Handkurbelgriffes 6.6. Bei dieser Variante C3 reicht die Drehachse 6.5 nicht bis in den Handgriff 6.4 hinein. Dies hat den Vorteil, dass der Handgriff 6.4, auf seiner ganzen Länge, frei von der Hand umfasst werden kann.
  • Die Sättel 3, der Varianten A1, A17, B9, B10, F1 bei denen der Fahrradfahrer über die Drehung seiner Hüfte, unter anderem über den Sattel 3, lenkt, können folgende verschiedene Ausführungsvarianten haben.
  • 33 zeigt die Draufsicht des Sattels 3 aus 34. Der Sattel 3 hat eine hintere Auflage 3.3 die das Gesäß und die Hüfte des Fahrradfahrers beim Lenken unterstützt. Die Sattelspitze 3.2 ist verlängert. Dadurch kann das Fahrrad auch noch im Stehen gelenkt werden, indem die beiden Oberschenkel des Fahrradfahrers die Sattelspitze 3.2 einklemmen. Bei einer anderen Variante ist der Sattel 3 mit einer vorderen Auflage 3.4. fest verbunden (35, 36). 35 zeigt die Draufsicht auf den Sattel 3. Der Fahrradfahrer sitzt im Sattel 3 und drückt mit seinen beiden vorderen Hüftknochen rechts und links gegen diese Auflage 3.4. Alternativ ist die Auflage 3.4 durchgehend und umspannt zusätzlich den Bauch des Fahrradfahrers (36, 37). 37 zeigt die Draufsicht auf den Sattel 3. Der Fahrradfahrer sitzt im Sattel 3 und drückt mit seinem Bauch und seinen beiden vorderen Hüftknochen gegen diese Auflage 3.4. Durch die Drehbewegung seiner Hüfte dreht der Fahrradfahrer, mittels der Auflage 3.4, den Sattel 3 und lenkt somit das Fahrrad. Alternativ besitzt der Sattel 3 eine hintere Auflage 3.3 und eine vordere Auflage 3.4 (38, 39). 39 zeigt die Draufsicht auf den Sattel 3. Diese Auflage 3.3 wird vor dem Aufsitzen des Fahrradfahrers auf den Sattel 3 heruntergeklappt (38 gestrichelt dargestellt). Nach dem Aufsitzen des Fahrradfahrers wird die Auflage 3.3 hochgeklappt und fest in dieser Stellung arretiert. Alternativ kann die Auflage 3.4 zum Einstieg des Fahrradfahrers runter geklappt werden (gestrichelt dargestellt) und die Auflage 3.3 ist fest mit dem Sattel verbunden (40). Alternativ können beide Auflagen 3.3 und 3.4 zum Einstieg des Fahrradfahrers hoch und runter geklappt werden (ohne Abbildung). Ist die Auflage 3.3 beziehungsweise 3.4 zum Hoch- und Runterklappen, dann ist der Klappmechanismus mit einem Arretiermechanismus ausgestattet, der beim Arretieren mittels eines Sicherheitsfedermechanismus fest arretiert ist. Dieser Arretiermechanismus funktioniert prinzipiell wie eine Sicherheitsbindung bei Skier, die gegen eine Federkraft auslöst. Die Federkraft des Arretiermechanismus der Auflage 3.3 beziehungsweise 3.4 ist so ausgelegt, dass sie die Lenkkräfte überträgt, das heißt, dass die beim Lenken über die Hüfte des Fahrradfahrers auftretenden Kräfte, die auf die Auflage 3.3 beziehungsweise 3.4 wirken, den Arretiermechanismus nicht öffnen können. Die bei einem Sturz oder einem Unfall des Fahrrades auftretenden Kräfte auf die Auflage 3.3 beziehungsweise 3.4, sind jedoch größer als die Auslösekraft, sodass der Arretiermechanismus geöffnet wird und die Auflage 3.3 beziehungsweise 3.4 runterklappt.
  • Für die Alternativen bei denen die Auflagen 3.3 beziehungsweise 3.4 über keinen Arretiermechanismus mit Sicherheitsfedermechanismus verfügen, haben die Träger die die Auflagen 3.3 und 3.4 mit dem Sattel 3 verbinden eine Sollbruchstelle 3.5 (36). Diese bricht, wenn es zu einem Sturz oder einem Unfall des Fahrradfahrers kommt und verhindern so schwere Verletzungen der Hüfte und der Wirbelsäule des Fahrradfahrers. Bei einer anderen Alternative besitzt der Sattel 3 eine Linearführung. Die Linearführung ist waagrecht angeordnet, oder steht mit einem Winkel d nach oben. Mit dem Sattel 3 ist ein Innenvierkantprofil 3.6 fest verbunden (41). Das Profil ist ein Vierkantrohr. Der Lenkerarm 5 ist mit einem oben geschlitzten Außenvierkantprofil 5.14 fest verbunden. Das Innenvierkantprofil 3.6 steckt während der Fahrt im Außenvierkantprofil 5.14 und ist darin entlang seiner Längsachsen verschiebbar. Das Innenvierkantprofil 3.6 wird von einem, mit Federkraft beaufschlagtem, Kugeldruckstück 5.15 im Außenvierkantprofil 5.14 gehalten. Bei einem Frontalaufprall des Fahrrades reißt die Hüfte des Fahrradfahrers den Sattel 3 samt Innenvierkantprofil 3.6 aus dem Außenvierkantprofil 5.14 des Lenkerarms 5 (42). Dabei öffnet das Kugeldruckstück 5.15, da seine Haltekraft kleiner ist, als die beschleunigte Masse des Fahrradfahrers die den Sattel 3 samt dem Innenvierkantprofil 3.6 nach vorne reißt. Alternativ wird das Kugeldruckstück 5.15 weggelassen und die Linearführung ist länger, damit das Innenvierkantprofil 3.6 während der Fahrt nicht vollständig aus dem Außenvierkantprofil 5.14 gezogen wird (43). In dieser Alternative kann der Fahrradfahrer während der Fahrt die Position des Sattels 3 verändern, indem er den Sattel 3 entlang der Linearführung verschiebt. Dies ist von Vorteil, wenn der Fahrradfahrer beim Bergauffahren sein Gesäß nach vorne oben schiebt. Der Sattel 3 kann dem Gesäß folgen und das Fahrrad bleibt weiterhin lenkbar.
  • Bei einer anderen Alternative sind die Auflagen 3.3 und 3.4 über ein Gestell 3.8 verbunden (44 ,45). Das Gestell 3.8 besteht aus zwei Teilen die über Langlöcher und Excenterschnellklemmschrauben 3.9 fest miteinander verschraubt sind. Über die Langlöcher des Gestells 3.8 kann dann der Abstand der Auflagen 3.3 und 3.4 zueinander verstellt werden und somit das Gestell 3.8 dem Umfang der Fahrradfahrerhüfte angepasst werden. Das Gestell 3.8 steckt in den Längsnuten 3.10 und 3.11 des Sattels 3 und kann sich in diesen frei vor und zurück und auf und ab (eingezeichnete Pfeile) bewegen, jedoch nicht seitlich. Das Lenkmoment wird von der Hüfte des Fahrradfahrers auf die Auflagen 3.3 und 3.4, von dort auf das Gestell 3.8 und von dort über die Längsnuten 3.10 und 3.11 auf den Sattel 3 übertragen. Das Gestell 3.8 verfügt an seinem vorderen Träger über einen Anschlag 3.12 der verhindert, dass der Fahrradfahrer das Gestell 3.8 während der Fahrt aus der Längsnut 3.10 zieht.
  • Alternativ wird die Hüfte und Bauch des Fahrradfahrers zusätzlich mit einem Gürtel 3.7 (gestrichelt dargestellt) an die Auflage 3.3 (33, 34, 46, 53, 54, 55, 56), oder die Auflage 3.4 (36, 38, 39, 35, 37) gespannt. Der Gürtel 3.7 ist an die Auflage 3.3 beziehungsweise 3.4 fest angebracht und ist mit einem Klettverschluß (35, 36, 37, 38, 39, 53, 54, 55, 56) oder einer Schnalle (ohne Abbildung) verschließbar. Der Gürtel 3.7 umspannt nur einen Teil der Hüfte, oder alternativ mit einem zusätzlichen Stück Gürtel 3.8 die ganze Hüfte (35). Vorzugsweise besteht der Gürtel 3.7 beziehungsweise 3.8 an seiner Innenfläche, welche an Hüfte des Fahrradfahrers anliegt, vollständig oder teilweise aus einem Material mit einem hohen Reibwert. Dieses Material ist vorzugsweise Gummi. Damit ergibt sich der Vorteil, dass bei der Drehbewegung der Hüfte ein guter Reibschluss, zwischen dem Gürtel 3.7 beziehungsweise 3.8 und der Hüfte des Fahrradfahrers und die Drehbewegung der Hüfte wird möglichst direkt auf die Lenkung des Fahrrades übertragen.
  • Die erfindungsgemäße Variante D2 entspricht den Varianten A1, A17, B9, B10, F1 bei denen der Fahrradfahrer über die Drehung seiner Hüfte lenkt. Allerdings ist der Sattel 3 teleskopierbar und schwenkbar, damit der Fahrradfahrer auch beim Fahrradfahren im Stehen noch lenken kann. Dazu ist die äußere Welle einer teleskopierbaren Vielkeilwelle 5.17 über das Kardangelenk 5.20 mit dem Rohr 5.13 verbunden (50, 52). Das Rohr 5.13 ist über das Lager 7.5 im Rohr 7.10 drehbar gelagert. Das Rohr 7.10 ist fest mit dem Rahmen 7 verbunden. Die äußere Welle der Vielkeilwelle 5.17 ist im Rohr 7.11 drehbar gelagert. Das Rohr 7.10 und das Rohr 7.11 sind über das Gelenk 7.12 verbunden. Das Gelenk 7.12 hat nur eine Schwenkebene, diese verläuft entlang der Fahrradmittelachse 7.3. Der Schwenkwinkel des Gelenks 7.12 ist über den Anschlag 7.13 nach hinten begrenzt, damit der Sattel 3 beim Draufsitzen des Fahrradfahrers nicht nach hinten wegklappt. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass der Fahrradfahrer auch stehend fahren kann und gleichzeitig der Sattel 3 an seinem Hinterteil und an seiner Hüfte bleibt. Hierbei teleskopiert die Vielkeilwelle 5.17 und schwenkt samt dem Sattel 3 über das Gelenk 7.12 nach vorne (51). In der gleichen Achse wie das Gelenk 7.12 knickt auch das Kardangelenk 5.20 ab. Auch in diesem Fahrzustand (51) übertragen die Vielkeilwelle 5.17 und das Kardangelenk 5.20 das Drehmoment, das der Fahrradfahrer beim Lenken auf den Sattel 3 ausübt, das sogenannte Lenkdrehmoment, über den Sattel 3, den Lenkerarm 5 und das Rohr 5.13 an den Lenkerarm 5.11. Die Drehachse der Lenkdrehmomente, die der Fahrradfahrer auf den Sattel 3 überträgt, ist die sogenannte Lenkachse. Die Lenkachse verläuft nach dem Sattel 3 durch die Mittelachse der Vielkeilwelle 5.17, dann durch das Kardangelenk 5.20 und anschließend durch die Drehachse 7.5.1. Dies hat den Vorteil, dass die Lenkachse durch die Mittelachse der Vielkeilwelle 5.17 und somit immer durch die Sattelmitte 3.1 geht, auch wenn der Sattel, wie in 51 nach vorne geneigt ist. Damit der Sattel 3 dem Hinterteil und der Hüfte des Fahrradfahrers folgt ist der Sattel 3 entweder mit Gurten am Fahrradfahrer befestigt, oder eine Feder drückt die Vielkeilwelle 5.17 auseinander und somit den Sattel 3 nach oben und gleichzeitig schwenkt eine zweite Feder am Gelenk 7.12 die Vielkeilwelle 5.17 nach vorne. Der Klemmring 5.21 begrenzt den Weg, wie weit sich die innere Welle der teleskopierbaren Vielkeilwelle 5.17 in deren äußere Welle schieben kann. Ist der Klemmring 5.21 geöffnet kann er verschoben werden. Je nachdem, wo der Klemmring 5.21 auf der innere Welle der teleskopierbaren Vielkeilwelle 5.17 geklemmt ist, ändert sich die maximale Eintauchtiefe der inneren Welle in die äußere Welle der teleskopierbaren Vielkeilwelle 5.17.
  • Die erfindungsgemäße Variante D3 entspricht der Variante A17. Allerdings ist hier die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5 nach vorne geneigt. Außerdem besitzt der Lenkerarm 5 in seinem Inneren eine teleskopierbare Vielkeilwelle 5.17 und hat an seinem unteren Ende eine Bohrung die das Lager 7.5 aufnimmt (57). Damit der Sattel 3 dem Hinterteil und der Hüfte des Fahrradfahrers folgt ist der Sattel 3 entweder mit Gurten am Fahrradfahrer befestigt, oder eine Feder drückt die Vielkeilwelle 5.17 auseinander und somit den Sattel 3 nach oben (58).
  • Die erfindungsgemäße Variante D4 entspricht der Variante D2. Allerdings ist in dieser Variante der Sattel 3 nicht durch eine Vielkeilwelle ausfahrbar. Der Lenkerarm 5, an dem der Sattel 3 befestigt ist, ist im Rohr 7.11 drehbar gelagert und fest mit der oberen Gabel des Kardangelenks 5.20 verbunden (53). Somit kann der Sattel 3 sich nur um die Drehachse 7.5.1 drehen und entlang der Fahrradmittelachse 7.3 nach vorne schwenken (54). Hingegen ist eine Auflage 3.3, an der inneren Welle einer Vielkeilwelle 5.23 befestigt. Die Auflage 3.3 ist über einen Gürtel 3.7 an der Hüfte des Fahrradfahrers fixiert. Die äußere Welle der Vielkeilwelle 5.23 ist am Lenkerarm 5 befestigt. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass der Fahrradfahrer auch stehend fahren kann und gleichzeitig die Auflage 3.3 an seiner Hüfte bleibt. Hierbei schwenkt der Sattel 3 über das Gelenk 7.12, samt der Vielkeilwelle 5.23, nach vorne und die innere Welle der Vielkeilwelle 5.23 fährt nach oben (54). In der gleichen Achse wie das Gelenk 7.12 knickt auch das Kardangelenk 5.20 ab. Auch in diesem Fahrzustand (54) überträgt Fahrradfahrer beim Drehen seiner Hüfte das Drehmoment, das sogenannte Lenkdrehmoment, welches er über seine Hüfte auf die Auflage 3.3 ausübt und über die Vielkeilwelle 5.23, den Lenkerarm 5, das Kardangelenk 5.20, dem Rohr 5.13, dem Lenkerarm 5.11, dem Zwischenlenker 21, dem Lenkerarm 1.5 auf die Gabel 1 überträgt.
  • Die Variante D5 entspricht der Variante D3. Allerdings ist hier der Sattel 3 nicht mehr teleskopierbar, sondern nur noch um die Drehachse 7.5.1 drehbar und am Lenkerarm 5 des Sattels 3 ist die Auflage 3.3, für die Hüfte des Fahrradfahrers, über die Vielkeilwelle 5.23, linear verfahrbar gelagert (56).
  • Die erfindungsgemäße Variante D6 entspricht der Variante D5. Allerdings ist hier die Vielkeilwelle 5.23 über ein Gelenk 5.24 mit dem Lenkerarm 5 des Sattels 3 verbunden (55). Die Vielkeilwelle 5.23 kann somit um die Achse 5.25 des Gelenks 5.24, entlang der Sattelmittellinie, schwenken. Dies erhöht die Bewegungsfreiheit des Fahrradfahrers, wenn er im Stehen fährt.
  • Alternativ wird in den Varianten D2 bis D6, statt der Vielkeilwelle eine andere Linearführung verwendet. Eine solche Linearführung sind zwei ineinander gesteckte Dreikant- oder Vierkantrohre. Ineinander gesteckt sind diese entlang ihrer Mittelachse gegeneinander verschiebbar und können Drehmomente um ihre Mittelachse, von einem Rohr zum Anderen übertragen.
  • In den 3, 29, 31, 34, 36, 38, 41, 42, 43, 44, 50, 51, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 verläuft die Lenkachse des Sattels 3 durch die Sattelmitte 3.1. Dadurch kann sich der Fahrradfahrer optimal am Fahrradrahmen 7 abstützen, ohne dabei die Lenkung zu beeinflussen. Dies hat den Vorteil, dass die Kräfte, die beim Arm- und Beinantrieb entstehen, keinen Einfluss auf die Lenkung des Fahrrades haben.
  • Bei den Varianten der 3, 29, 31, 34, 36, 38, 41, 42, 43, 44, 50, 51, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 ist die Lenkachse des Sattels 3 die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5.
  • Bei den Varianten der 50, 51 folgt die Lenkachse des Sattels 3 der Achse der Vielkeilwelle 5.17 und der Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5. Die Lenkachse kann vor, hinter oder durch die Sattelmitte 3.1 verlaufen. Als Sattelmitte 3.1 wird der Punkt bezeichnet, der sich in der Mitte zwischen den beiden Punkten befindet, wo die Gesäßbeckenknochen des Fahrradfahrers beim Sitzen auf dem Sattel 3 aufliegen. Der Sattelmittelpunkt 3.1 variiert je nach der Anatomie des Fahrradfahrers. Der Sattel 3 ist, wie die meisten handelsüblichen Sättel, auf dem Sattelrohr geklemmt. Das Sattelrohr ist hier der Lenkerarm 5 beziehungsweise das Rohr 5.13. Die Klemmung ist gleichzeitig eine Verstelleinrichtung auf der der Sattel 3 nach vorne oder nach hinten verschoben werden kann, wie bei den meisten handelsüblichen Sätteln. Somit kann die Sattelmitte 3.1, passend zur Anantomie des Fahrradfahrers eingestellt werden.
  • In den Varianten der 3, 29, 31, 34, 36, 38, 41, 42, 43, 44, 50, 51, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 verläuft die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5, welche bei diesen Ausführungen gleichzeitig die Lenkachse des Sattels 3 ist, durch die Sattelmitte 3.1. Dies hat den Vorteil, dass die Lenkbewegung von Kräften Fa unbeeinlusst bleibt, die auf die Sattelmitte 3.1 wirken (39). Den gleichen Vorteil haben die Varianten der 50, 51. Hier verläuft die Lenkachse des Sattels 3 durch die Mittelachse der Vielkeilwelle 5.17, dann durch das Kardangelenk 5.20 und anschließend durch die Drehachse 7.5.1. Dies hat den Vorteil, dass die Lenkachse durch die Achse der Vielkeilwelle 5.17 und somit immer durch die Sattelmitte 3.1 geht, auch wenn der Sattel, wie in 51 nach vorne geneigt ist. Befindet sich die Sattelmitte 3.1 hinter der Drehachse 7.5.1 dann wirken Kräfte Fa auf die Sattelmitte 3.1 als Drehmomente M um die Drehachse 7.5.1 (42) und wirken so als Lenkkräfte. Solche Lenkkräfte stören die Fahrt. Das gleiche gilt für den Fall dass sich die Sattelmitte 3.1 vor der Drehachse 7.5.1 befindet. Jedoch wirken hier die Drehmomente um die Drehachse 7.5.1 entgegengesetzt. Die Kräfte Fa treten beim Treten des Fahrradfahrers während des Fahrens auf. Dies kommt daher, dass die Arme und Beine des Fahrradfahrers nicht auf der Fahrradmittelachse 7.3 liegen. Zieh- und Schubkräfte der Arme und Beine auf die Pedale und Handkurbeln wirken auf den Fahrradfahrer als Moment. Folglich muss sich der Fahrradfahrer mit den Kräften Fa am Sattel 3 abstützen. Dabei wirken die Kräfte Fa bei normaler Sitzposition des Fahrradfahrers auf die Sattelmitte 3.1.
  • In 47 verläuft die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5 vor der Sattelmitte 3.1.
  • Folgende zwei Anordnungen haben den Vorteil, dass das Fahrradfahrergewicht die Lenkung, also die Gabel 1, parallel zur Fahrradmittelachse 7.3 stellt.
  • Die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5 steht nicht senkrecht, sondern etwas Richtung Hinterrad 17 geneigt (47). Indem die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5 vor der Sattelmitte 3.1 verläuft tendiert der Sattel 3, bei Gewichtsbelastgung von oben, parallel zur Fahrradmittelachse 7.3 zu schwenken.
  • Die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5 befindet sich hinter der Sattelmitte und außerdem ist die Drehachse 7.5.1 des Lagers 7.5 nicht in Richtung Hinterrad 17 geneigt, sondern Richtung Vorderrad 22 (ohne Abbildung). Dadurch tendiert der Sattel 3, bei Gewichtsbelastgung von oben, parallel zur Fahrradmittelachse 7.3 zu schwenken.
  • Die Variante E1 ist eine Alternative zu den vorangegangenen Varianten. Allerdings ist bei dieser Variante die Handkurbel 6 nicht mit der Tretkurbel 8 über Synchronscheiben 12, 13 und einen Synchronriemen 11 verbunden, sondern an der Handkurbel 6 ist ein Kettenritzel 35 fest angebracht, welches über eine Kette 34 direkt mit einem zweiten Antriebsritzel 36 des Hinterrades 17 verbunden ist (36). Die Tretkurbel 8 ist nach wie vor über das Antriebskettenrad 9 und die Kette 4 mit dem Antriebsritzel 10 des Hinterrades 17 verbunden.
  • Die erfindungsgemäße Variante F1 lenkt der Fahrradfahrer über die Hüftbewegung wie in den Varianten A1, A17, B7, B8, B9, B10. Jedoch ist die Achse 6.1 der Handkurbeln 6 im Vorbau 1.7 der Gabel 1 gelagert (59). Der Vorbau 1.7 ist fest mit dem Gabelschaftrohr 1.3 und somit mit der Gabel 1 verbunden. Er ist vorzugsweise an das Gabelschaftrohr 1.3 angeschraubt. Somit kann der Fahrradfahrer das Fahrrad über den Sattel 3 bzw. die Auflagen 3.3, 3.4 oder über die Handkurbel 6 lenken. Im Gegensatz zu den Varianten A1, A17, B7, B8, B9, B10 treibt die Handkurbel 6 das Vorderrad 22 an. Dazu verbindet eine Antriebskette 37 das Antriebsritzel 35 der Handkurbel 6 mit dem Antriebsritzel 38 des Vorderrades 22. Die Antriebskette 37 wird über die Spannrolle 39 gespannt. Damit die Übersetzung des Vorderradantriebes geändert werden kann verfügt dieser vorzugsweise über eine Naben- oder eine Kettenblattschaltung. Der Arm- und der Beinantrieb haben einen Freilauf. Somit kann der Fahrradfahrer das Fahrrad mit den Armen und den Beinen gleichzeitig, oder nur mit den Armen, oder nur mit den Beinen antreiben. Treibt der Fahrradfahrer das Fahrrad im Sitzen an, dann treibt er es am wirkungsvollsten mit seinen Armen und Beinen an und lenkt dabei gleichzeitig mit den Armen über die Handkurbeln 6 und mit seiner Hüfte über den Sattel 3. Dabei entsteht das am Anfang erwähnte zusätzliche Lenkmoment M durch den Armantrieb. Diesem Lenkmoment kann der Fahrradfahrer aber über die Sattellenkung entgegenwirken. Fährt der Fahrradfahrer im Stehen und die Sattellenkung ist in einer Variante, wie in 3, 29, 34, 36, 38, 41, 44, 47, 59, ausgeführt, in der der Sattel 3 beziehungsweise die Auflage 3.3, 3.4 nicht dem Fahrradfahrer nachgeführt wird, dann hat er keinen Kontakt mehr zu dem Sattel 3 und lenkt alleinig über die Handkurbel 6. Dabei kann er das zusätzliche Lenkmoment M durch den Armantrieb verhindern, indem er einfach das Fahrrad nur mit seinen Beinen antreibt. Mit seinen Armen kann er sich alleinig auf das Lenken konzentrieren. Der Vorteil dieser Variante ist, dass das Fahrrad auch im Stehen gefahren werden kann und gleichzeitig gelenkt werden kann, ohne dass es eine aufwendige mechanische Sattelbzw. Auflagennachführung, wie in den Varianten D2 bis D6, benötigt. Außerdem besitzt das Fahrrad Allradantrieb und hat somit einen besseren Vortrieb auf rutschigem Untergrund.
  • Alternativ kann die Variante F1 auch mit den Varianten A2, A4, B1, B2,B3, B4, B5 oder B6 kombiniert werden. Das heißt die Achse 6.1 der Handkurbel 6 ist im Vorbau 1.7 der Gabel 1 gelagert. Der Fahrradfahrer lenkt gleichzeitig über die Handkurbeln 6 und über die zweite Lenkung, zum Beispiel über den Handkurbelgriff 6.7, im Falle einer Kombination mit der Variante A2 oder A4.
  • Die erfindungsgemäße Variante F2 entspricht den Varianten F1, bei der die Lenkung über die Handkurbeln 6 mit einer Lenkung der Varianten A1, B1, B2, B3, B4, B5, oder B7 kombiniert ist. Also den Varianten F1 deren Positionsnehmer über einen Elektromotor verfügt, welcher die Gabel 1 schwenkt. In der Variante F2 ist der Sattel 3 mit einer Kraftmessdose ausgestattet. Die Kraftmessdose ermittelt die senkrechten Kräfte die auf den Sattel 3 wirken. Fährt der Fahrradfahrer stehend dann ist die elektromechanische Sattellenkung deaktiviert und die elektrisch angetriebene Spindel 44, die die Gabel 1 schwenkt, wird in einen Leerlauf geschaltet, der dem Fahrradfahrer ein freies Lenken über die Handkurbel 6 erlaubt. Sitzt sich der Fahrradfahrer auf dem Sattel 3, dann gibt die Kraftmessdose ein Signal an das Steuergerät des Lenksystems. Dieses kuppelt daraufhin die elektrisch angetriebene Spindel 44, die die Gabel 1 schwenkt, wieder ein, sobald die Gabel 1 und der Sattel 3 den gleichen Lenkwinkel haben. Dazu verfügen die Gabel 1 und der Sattel 3 über Sensoren, welche dem Steuergerät des Lenksystems die Lenkwinkel der Gabel 1 und des Sattels 3 melden.
  • In 38 sind die beiden Handkurbel 6 in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet. Bei dieser Anordnung bleibt der Oberkörper des Fahrradfahrers während des Kurbelns besonders ruhig. Prinzipiell jedoch ist das Fahrrad mit jedem Winkel zwischen 0° und 360° fahrbar. Bei einem Winkel von 0° stehen die Handkurbeln 6 parallel zueinander.
  • In 3 sind die Handkurbel 6 parallel zu den Tretkurbeln 8 angeordnet. Prinzipiell jedoch ist das Fahrrad mit jeder anderen Winkelanordnung, von Handkurbeln 6 zu Tretkurbeln 8 zueinander, fahrbar. Vorteilhaft ist eine gegensinnige Winkelanordnung, von Handkurbeln 6 zu Tretkurbeln 8 zueinander (29). Bei dieser Anordnung heben sich die gleichzeitig wirkenden Zieh- und Schubkräfte auf Handkurbeln 6 und Tretkurbeln 8, von jeweils rechter Arm zu rechtem Bein und linkem Arm zu linkem Bein, nahezu auf. Folglich sind die Kräfte Fa (39, 42), die auf den Fahrradfahrer während des Arm- und Beinantriebes wirken, relativ gering.
  • Alle beschriebenen Varianten können auch als vollgefedertes Fahrrad ausgeführt sein. Dann ist die Gabel eine Federgabel und die Hinterradaufhängung ist eine gefederte Hinterradschwinge.
  • Als Alternative für alle Varianten wird das Fahrrad über die „Brake by Wire"-Technologie gebremst. Wie sie auch in ähnlicher Weise bereits in Automobilen verwendet wird. Der Vorteil dabei ist, dass die Bowdenzüge von den Bremshebeln zu den Bremsen entfallen. Stattdessen ermitteln Sensoren an den Bremshebeln die Bremskraft des Fahrradfahrers. Die Signale von diesen Sensoren werden über Kabel oder über Funk an das Bremssteuergerät weitergeleitet.
  • Als Alternative für alle Varianten besitzen die Handkurbelgriffe keine Bremshebel. In diesem Fall verfügt das Fahrrad über eine Rücktrittbremse, die durch ein Rückwärtskurbeln mit den Armen oder den Beinen betätigt wird.
  • Alternativ für die Varianten mit Synchronriemen 11 ist die Schaltung der Tretkurbeln 8 eine Nabenschaltung wie sie die Firma Schlumpf aus der Schweiz für Tretkurbelnaben herstellt. Diese Lösung ist unter der Webseite www.schlumpf.ch näher beschrieben.
  • Diese Zweigangschaltung hat einen Schaltknopf in der Nabenachse der Tretkurbeln 8. Der Fahrradfahrer schaltet, indem er diesen Schaltknopf mit dem Fuß betätigt.
  • Alternativ für die Varianten mit einer Antriebskette 37 zum Vorderrad 22 ist die Schaltung der Handkurbeln 6 oder der Tretkurbeln 8, oder beider Kurbeln eine solche Zweigangschaltung mit Schaltknopf in der jeweiligen Nabenachse. Schaltet der Fahrradfahrer die Nabenschaltung der Handkurbeln 6, dann betätigt er den Schaltknopf mit der Hand.
  • Der Vorteil dieser Schaltungen für die Erfindung ist, dass am Fahrrad keine Schalthebel und keine Bowdenzüge für die Schaltung angebracht sind. Solche Bowdenzüge und Schaltgriffe stören insbesondere, wenn diese an den Handkurbelgriffen angebracht sind, da sie dann beim Armantrieb ständig mit den Handkurbelgriffen mitrotieren.
  • Gegenüber der Zweigang Rucktrittschaltung hat sie den Vorteil, dass die kontinuierliche Kurbelbewegung nicht durch das Zurücktreten für den Schaltvorgang gestört wird.
  • Als Alternative für alle Varianten verfügt das Fahrrad zusätzlich über einen elektrischen Hilfsmotor. Solche Hilfsmotoren sind bekannt. Sie befinden sich üblicherweise in der Antriebsnabe des Hinterrades 17. Alternativ befindet sich der Motor, samt dem dazugehörigen Akku, im Sitzrohr des Fahrrades. Dann verbinden Zahnräder den Motor mit der Welle der Tretkurbeln 8. Über diese Zahnräder überträgt der Motor sein Drehmoment an die Tretkurbeln 8. Der Motor kann parallel zum manuellen Antrieb durch den Fahrradfahrer zugeschaltet werden. Mit Hilfe des Motors kann der Fahrradfahrer noch große Steigungen überwinden und beschleunigen, selbst wenn ihm nach einer langen Tour schon die Kraft in seinen Armen und Beinen ausgegangen ist. Besonders vorteilhaft ist diese Alternative für die Varianten, die bereits über einen Akku verfügen, um den elektrischen Motor 45 des Positionsnehmers des Lenksystems mit Strom zu versorgen. Dieser Akku kann dann gleichzeitig zur Stromversorgung des elektrischen Hilfsmotors verwendet werden.
  • Die Beschreibung ist auch Bestandteil des erfinderischen Gedankens.
  • Nummerierung entsprechend den Zeichnungen:
    • 1
    Gabel
    1.1
    Gabelrohr
    1.2
    Gabelbrücke
    1.3
    Gabelschaftrohr
    1.5
    Lenkerarm
    1.6
    Umlenkrolle
    1.7
    Vorbau
    2
    Lenkkopflager
    2.3
    Lenkkopflagerachse
    3
    Sattel
    3.1
    Sattelmitte
    3.2
    Sattelspitze
    3.3
    Auflage
    3.4
    Auflage
    3.5
    Sollbruchstelle
    3.6
    Innenvierkantprofil
    3.7
    Gürtel
    3.8
    Gestell
    3.9
    Langloch
    3.10
    Längsnut
    3.11
    Längsnut
    3.12
    Anschlag
    3.13
    Rohr
    4
    Antriebskette
    5
    Lenkerarm
    5.1
    Träger
    5.2
    Arm
    5.11
    Lenkerarm
    5.12
    Bolzen
    5.13
    Rohr
    5.14
    Außenvierkantprofil
    5.15
    Kugeldruckstück
    5.16
    Klemmring
    5.17
    Vielkeilwelle
    5.20
    Kardangelenk
    5.21
    Klemmring
    5.22
    Umlenkrolle
    5.23
    Vielkeilwelle
    5.24
    Gelenk
    5.25
    Achse
    5.26
    Rohr
    5.27
    Rohr
    6
    Handkurbel
    6.1
    Achse
    6.2
    Handkurbelgriff
    6.3
    Handkurbelgriff
    6.4
    Handgriff
    6.5
    Drehachse
    6.6
    Handkurbelgriff
    6.7
    Handkurbelgriff
    6.8
    Umlenkrolle
    6.9
    Achse
    6.10
    Achse
    6.11
    Lenker
    7
    Fahrradrahmen
    7.1
    Rahmenstück
    7.2
    Lager
    7.3
    Fahrradmittelachse
    7.4
    Anschlag
    7.5
    Lager
    7.5.1
    Drehachse
    7.6
    Rohr
    7.7
    Aussparung
    7.8
    Rohr
    7.9
    Rohr
    7.10
    Rohr
    7.11
    Rohr
    7.12
    Gelenk
    7.13
    Anschlag
    7.14
    Rahmenstück
    7.15
    Getriebegehäuse
    8
    Tretkurbel
    8.1
    Achse
    8.2
    Pedal
    9
    Antriebskettenrad
    10
    Antriebsritzel
    11
    Synchronriemen
    12
    Synchronscheibe
    13
    Synchronscheibe
    17
    Hinterrad
    18
    Umlenkrolle
    19
    Umlenkrolle
    21
    Zwischenlenker
    22
    Vorderrad
    23
    Schalt- und Bremshebel
    24
    Bowdenzüge
    25
    Kette
    26
    Kettenritzel
    27
    Kettenritzel
    28
    Zahnstange
    29
    Zahnrad
    30
    Zahnrad
    31
    Bowdenzug
    31.1
    Bowdenzugnippel
    31.2
    Bowdenzugnippel
    32
    Bowdenzug
    32.1
    Bowdenzugnippel
    32.2
    Bowdenzugnippel
    33
    Bowdenzughalter
    34
    Kette
    35
    Kettenritzel
    36
    Antriebsritzel
    37
    Antriebskette
    38
    Antriebsritzel
    39
    Spannrolle
    40
    Fahrradfahrer
    41
    Kettenritzel
    42
    Kettenritzel
    43
    Zahnrad
    44
    Spindel
    45
    Motor
    50
    Bohrung
    51
    Geberzylinder
    51.1
    Kolben
    52
    Nehmerzylinder
    52.1
    Kolben
    53
    Hydraulikleitung
    54
    Hydraulikleitung
    55
    Doppelrückschlagventil
    55.1
    Rückschlagventil
    55.2
    Rückschlagventil
    55.3
    Entsperrung
    55.4
    Entsperrung
    57
    Gelenkkopf
    58
    Gelenk
    59
    Gelenk
    60
    Gelenk
    61
    Gelenk
    62
    Lenker
    63
    Nehmerzylinder
    63.1
    Kolben
    64
    Steuerleitung
    65
    Steuerleitung
    66
    Rückschlagventil
    66.1
    Taster
    67
    Rückschlagventil
    67.1
    Taster
    68
    Drossel
    69
    Drossel
    70
    Hydraulikleitung
    71
    Hydraulikleitung
    72
    Rückschlagventil
    72.1
    Taster
    73
    Rückschlagventil
    73.1
    Taster
    74
    Rückschlagventil
    74.1
    Taster
    75
    Rückschlagventil
    75.1
    Taster
    76
    Hydraulikleitung
    77
    Geberschwenkmotor
    77.1
    Schwenkkolben
    77.2
    Antriebswelle
    78
    Nehmerschwenkmotor
    78.1
    Schwenkkolben
    78.2
    Abtriebswelle
    79
    Bohrung
    80
    Gelenk
    81
    Geberzlinder
    81.1
    Kolben
    82
    Geberzylinder
    82.1
    Kolben
    83
    Nehmerzylinder
    83.1
    Kolben
    84
    Nehmerzylinder
    84.1
    Kolben
    85
    Lenker
    86
    Hydraulikleitung
    87
    Hydraulikleitung

Claims (37)

  1. Fahrrad, insbesondere mit einem Vorderrad 22 und einem Hinterrad 17, mit wenigstens einem Armkurbelantrieb und wenigstens einem Beinantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung wenigstens einen Positionsgeber und wenigstens einen Positionsnehmer besitzt.
  2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber wenigstens ein hydraulisches Verdrängungselement und der Positionsnehmer wenigstens ein hydraulisches Verdrängungselement enthält.
  3. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber wenigstens zwei Taster enthält.
  4. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber wenigstens einen Handkurbelgriff 6.4, 6.7 enthält.
  5. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber einen Sattel 3 enthält.
  6. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber wenigstens eine Auflage 3.3, 3.4 enthält.
  7. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber einen Joystick enthält.
  8. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber wenigstens ein Winkel- oder wenigstens ein Wegmesssystem enthält.
  9. Fahrrad nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsnehmer wenigstens einen Antriebsmotor 45 enthält.
  10. Fahrrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verdrängungselement ein Hydraulikzylinder 51, 52, 81, 82, 83, 84 ist.
  11. Fahrrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder 51, 52, 63 ist.
  12. Fahrrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkung über ein Selbsttestsystem verfügt.
  13. Fahrrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein hydraulisches Verdrängungselement des Positionsgebers und wenigstens ein hydraulisches Verdrängungselement des Positionsnehmers über wenigstens eine Hydraulikleitung 53, 54, 86, 87 mit wenigstens einem entsperrbaren Rückschlagventil 55.1, 55.2 verbunden ist.
  14. Fahrrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuerleitung 64 von wenigstens einer Hydraulikleitung 53 zum entsperrbaren Rückschlagventil 55.2 verläuft und oder dass wenigstens eine Steuerleitung 65 von der Hydraulikleitung 54 zum entsperrbaren Rückschlagventil 55.1 verläuft.
  15. Fahrrad nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsgeber über wenigstens einen Näherungsschalter verfügt und dass die entsperrbaren Rückschlagventile 55.1, 55.2 elektromagnetisch entsperrbar sind.
  16. Fahrrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Handkurbelgriff 6.4 um seine eigene Längsachse drehbar ist.
  17. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Nabe der Handkurbeln 6 und oder in der Nabe der Tretkurbeln 8 eine Nabenschaltung, vorzugsweise eine Schaltung der Fa. Schlumpf, befindet.
  18. Fahrrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Joystick auf dem Fahrradhelm des Fahrradfahrers oder auf einem Halter, der am Körper des Fahrradfahrers befestigt ist, befindet.
  19. Fahrrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Selbsttestsystem über ein Messgerät zur Messung der Stromaufnahme der Motoren 45 verfügt.
  20. Verfahren zum Fahren eines Fahrrades, insbesondere mit einem Vorderrad 22 und einem Hinterrad 17, mit wenigstens einem Armkurbelantrieb und wenigstens einem Beinantrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradfahrer über wenigstens einen Positionsgeber und über wenigstens einen Positionsnehmer das Fahrrad lenkt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung von wenigstens einem Positionsgeber zu wenigstens einem Positionsnehmer hydraulisch erfolgt.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Motor 45 eine Lenkkraft erzeugt.
  23. Verfahren nach Anspruch 20 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Winkel- oder Wegmesssystem die Lenkbewegung des Positionsgebers misst.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradfahrer über wenigstens eine Handbewegung lenkt.
  25. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradfahrer über wenigstens eine Fingerbewegung und oder wenigstens eine Daumenbewegung lenkt.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradfahrer über wenigstens eine Hüftbewegung lenkt.
  27. Verfahren nach Anspruch 26 dadurch gekennzeichnet, dass die Hüftbewegung den Sattel 3 bewegt.
  28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüftbewegung wenigstens eine Auflage 3.3 und oder wenigstens eine Auflage 3.4 bewegt.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradfahrer über wenigstens eine Handkurbel 6 lenkt.
  30. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem entsperrbares Rückschlagventil 55.1, 55.2 einen Ölfluss, vom hydraulischen Verdrängungselement des Positionsgebers zum hydraulischen Verdrängungselement des Positionsnehmers, vermindert und der Ölfluss durch wenigstens eine externe Kraft auf die Gabel 1, ausgelost wird.
  31. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zum Synchronisieren der hydraulischen Verdrängungselemente des Positionsgebers und des Positionsnehmers beim Erreichen der Endlage eines Verdrängungselementes oder kurz vor Erreichen der Endlage, wenigstens ein entsperrbares Rückschlagventil 66, 67, 72, 73, 74, 75 betätigt wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Stomaufnahme von wenigstens einem Motor 45 zur Funktionsprobe beziehungsweise Analsyse dient.
  33. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Winkel- oder Wegmesssystem die Lenkbewegung des Positionsnehmers und oder der Gabel 1 mißt.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrradfahrer über wenigstens eine Kinnbewegung oder wenigstens eine Kopfbewegung lenkt.
  35. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Handbewegung den Handgriff 6.4 um seine eigene Längsachse dreht.
  36. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät des Lenksystems den Soll-Lenkwinkel, mit zunehmender Winkelabweichung des Positionsgebers von seiner Mittelstellung bei Geradeausfahrt, überproportional vergrößert.
  37. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät des Lenksystems den Soll-Lenkwinkel, mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit des Positionsgebers, überproportional vergrößert.
DE200710028455 2006-06-18 2007-06-18 Fahrrad mit Armkurbelantrieb und Beinantrieb Withdrawn DE102007028455A1 (de)

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EP06012476A EP1736402B1 (de) 2005-06-18 2006-06-18 Fahrrad mit Arm- und Beinantrieb
EP06022385 2006-10-26
EP06022385 2006-10-26
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008058119A1 (de) 2007-11-18 2009-05-20 Kraiss, Martin Fahrrad mit Armantrieb
DE102009042924A1 (de) * 2009-09-24 2011-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahrbares medizinisches Diagnostik- oder Therapiegerät
CN105599846A (zh) * 2016-01-29 2016-05-25 黄社兰 一种人力车

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