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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere eine Messvorrichtung, zur Ermittlung der ergonomischen Parameter eines Fahrradfahrers zur individuellen Einstellung eines ihm anzupassenden Lenkervorbaus. Die Messvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem verstellbaren Lenkervorbau für einen Fahrradlenker, bei dem ein Vorbauschaft zwischen einem Gabelschaft und einem Lenkerbügel angeordnet ist, wobei ein den Lenker tragendes, verschiebbares Verbindungselement zur Verbindung des Lenkers mit dem Vorbauschaft vorgesehen ist, wobei der Vorbauschaft, zur Verbindung mit dem Gabelschaft, mit einer schellenartigen Gabelklemmung bzw. einer hülsenartigen Klemmstelle mit zylindrischer Durchgangsbohrung versehen ist, die hinten mit einem Schlitz ausgestattet ist. Dieser Schlitz erzeugt mit Hilfe von Schrauben eine Klemmung, wodurch die Gabelklemmung auf dem Gabelschaft positioniert werden kann, und wobei das Verbindungselement, zur lösbaren und fixierbaren Befestigung auf dem Vorbauschaft, mit Befestigungsmitteln ausgestattet ist.
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Über die ergonomische Sitzposition wird beim Fahrradkauf häufig diskutiert. Eine Optimierung der Sitzposition eines Radfahrers auf dem Fahrrad hängt von vielen Parametern ab. Die Parameter ergeben sich aus den körperlichen Abmessungen des Menschen, der Arm- und Beinlänge und aus den individuellen Gegebenheiten der Hüft-, Knie- und Fußgelenke. Die Beteiligung der einzelnen Gelenksysteme und damit der unterschiedlichen Muskeln werden von der Sitzposition des Fahrers auf dem Rad bestimmt. Die Sitzposition ist daher keinesfalls gleichzusetzen mit der Rahmengeometrie. Die Rahmengeometrie wird durch die räumliche Anordnung des Dreiecks „Tretlager-Sattel-Lenker” (Pedale) festgelegt, welches gleichsam die drei Kontaktstellen zwischen Fahrer und Fahrrad herstellt. Diese Festlegung bestimmt, wie ein Fahrer auf dem Fahrrad sitzt. Der Fahrradrahmen bestimmt also nicht unmittelbar die Sitzposition, sondern nur den Größenkorridor, in dem die Sitzposition durch die Anbauteile modifiziert werden kann. Ein kleiner Rahmen mit langer Sattelstütze und Vorbau kann die gleiche Sitzposition ergeben wie ein großer Rahmen mit entsprechend kurzen Anbauteilen. Die Rahmengeometrie ist eher ausschlaggebend für die Laufruhe und das Lenkverhalten des Fahrrades als für die Sitzposition.
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Ein wichtiger Parameter ist daher in dem zu betrachtenden Dreieck der, sich aus der Sitzhöhe ergebenden Abstand vom „Sattel zum Tretlager”. Dieser Abstand legt fest, in welchen Winkeln das Kniegelenk arbeitet und ob die Oberschenkelmuskulatur die richtige Arbeitslänge hat. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung berücksichtigt diesen Abstandsparameter, weil fast alle Fahrräder mit einem höhenverstellbaren Sattel ausgestattet sind. Auf diesen Abstandsparameter soll hier deshalb nicht näher eingegangen werden, weil über die Einstellung des Abstandes „Sattel zum Tretlager” bereits viel in der Literatur des Standes der Technik geschrieben wurde.
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Zur Fahrradrahmengeometrie sei als Beispiel hier die
DE 197 57 858 A1 aufgeführt. Die
DE 197 57 858 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung und Einstellung der, für den Fahrradfahrer individuell optimalen Fahrradrahmengeometrie und Satteleinstellung durch Bestimmung des Kniegelenkwinkels oder der Kniegelenkposition in zwei festgelegten Pedalpositionen. Eine konkrete Ermittlung und ergonomische Einstellung des Parameters „Sattel-Lenker” wird hier aber nicht beschrieben, und es wird vor allem nicht an einem vorhandenen, von einem Fahrradfahrer benutzten Fahrrad, gemessen.
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Der
DE 10 2006 043 964 A1 ist ein Verfahren und ein Messgerät zur Bestimmung der ergonomisch korrekten Sitzhöhe auf einem Fahrrad zu entnehmen. Die Vorrichtung dient der Bestimmung der Armlänge und der Rückenlänge eines Fahrradfahrers, um die Sitzhöhe auf dem Fahrrad zu berechnen. Auch hier werden keine konkreten Angaben zur Einstellung eines, für den Fahrradfahrer individuell angepassten Lenkervorbaus an einem vorhandenen, von einem Fahrradfahrer benutzten Fahrrad, ermittelt.
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Beispielsweise sind zwei Vorrichtungen zur Ermittlung und zur Bestimmung ergonomischer Parameter für einen Fahrradfahrer und zur Einstellung einer optimierten Sitzposition aus den Druckschriften
DE 10 2009 022 544 B4 und
DE 20 2010 012 054 U1 bekannt, die als nächstliegender Stand der Technik zitiert werden. Die
DE 10 2009 022 544 B4 offenbart eine Vorrichtung, bei welcher der Abstandsparameter vom „Tretlager (Pedale) zur Sattelhöhe” durch Verstellung der Tretlagerachse in der Höhe eingestellt und somit einem Menschen angepasst werden kann. Der weitere Abstandsparameter vom „Sattel zum Lenker” kann sowohl über eine horizontale Verschiebung des Oberrohres als auch über eine vertikale Verschiebung der Lenkeranordnung erfolgen. Diese Vorrichtung ist dazu geeignet, die Rahmengröße eines Fahrrades für die zu vermessende Person vor dem Fahrradkauf zu ermitteln. Die Vorrichtung ist aber nicht geeignet, bei vorhandenen Fahrrädern, bei denen die Rahmengröße feststeht, die Rahmenbedingungen zu verändern, z. B. weil das Oberrohr nicht verstellbar ist. Eine Einstellung der Sitzposition ist nur über die bekannten Verstellmöglichkeiten für den Sattel und den Lenker gegeben. Konkrete Angaben zur Ermittlung und Einstellung eines, für den Fahrradfahrer individuell angepassten Lenkervorbaus, werden nicht gemacht. Des Weiteren ist eine Einstellung des Parameters „Sattel-Lenker” an einem vorhandenen, von einem Fahrradfahrer in Benutzung genommenen Fahrrads, nicht möglich.
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Aus der
DE 20 2010 012 054 U1 ist eine Messvorrichtung bekannt, mit welcher eine korrekte Sitzposition ermittelt werden kann. Die Vorrichtung zur Ermittlung ergonomischer Parameter eines Radfahrers zur Herstellung eines ihm angepassten Fahrrades, besteht im Wesentlichen aus einem ortsfesten Gestell mit einem gelenkig daran angeordneten Sitzrohr sowie Höhen-, Längen- und/oder Winkel-Verstelleinrichtungen fahrradtypischer Bauteile wie Rahmenhöhe, Sattelstütze, Sattel, Oberrohr, Steuerrohr, Lenkervorbau und Lenkerbügel, wobei das Sitzrohr, das Oberrohr und das Steuerrohr teleskopierbar ausgeführt und die Sattelstütze und der Lenkervorbau in das Sitzrohr bzw. das Steuerrohr eintauchend ausgebildet sind und alle Verbindungen über Klemmungen arretierbar sind. Der Schwerpunkt dieser Vorrichtung besteht darin, dass diese mit einer Kraftmesseinrichtung ausgestattet ist, um die Kontaktkräfte eines Fahrradfahrers zu ermitteln. Zu einer ergonomisch sinnvollen Einstellung des Lenkervorbaus sind keine Angaben enthalten. Daher ist es fraglich, welche Informationen zu Messeinrichtungen, iVm. Lenkervorbauten, im Stand der Technik enthalten sind. Im Prinzip handelt es sich bei dem Vorbau um ein Bauteil eines Fahrrades, welches den Lenker mit der Gabel verbindet.
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Durch einen Fahrradlenker-Vorbau wird bei einem Fahrrad eine stabile und drehfeste Verbindung zwischen dem Lenkerbügel, der i. d. R. aus einem gebogenen Rohr besteht, und der Lenkerachse, die ebenfalls aus einem Rohr besteht, hergestellt. D. h., Fahrradvorbauten dienen dazu, einen Fahrradlenker mit dem Schaftrohr der Vorderradgabel zu verbinden. Dem Fahrradvorbau kommt dabei die Funktion zu, die Höhe und den Abstand des Lenkers gegenüber der Fahrradgabel einstellbar zu machen. Neben festen Vorbauten, bei denen der Abstand des Lenkers fixiert und die Höhe nur in sehr beschränktem Umfang, durch mehr oder weniger tiefes Einführen des Vorbaus in ein Gabelschaftrohr oder Verschieben auf dem Gabelschaftrohr, einstellbar ist, sind auch verstellbare Lenkervorbauten für Fahrräder bekannt.
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Solche, aus dem Stand der Technik bekannten, verstellbaren Lenkervorbauten weisen i. d. R. einen, mit dem Gabelschaft zu verbindenden ersten Teil und einen, die Klemmstelle für den Fahrradlenker tragenden, zweiten Teil auf.
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Beispielsweise offenbart die
DE 201 21 831 U1 einen verstellbaren Lenkervorbau für Zweiradfahrzeuge zum Verbinden eines Gabelschaftes eines Fahrrades mit einem Lenker, wobei zwischen einem, mit dem Gabelschaft zu verbindenden Grundkörper und einer Lenkerklemmung ein blockierbares Schwenkgelenk vorgesehen ist. Das Schwenkglied dient der Einstellung des Vorbauschaftes relativ um einen Winkel zum Gabelschaft. Die Einstellung wird durch zwei, am Vorbauschaft einstellbare und klemmbare Schwenklager erreicht. Der Nachteil dieser Ausführungsform von verstellbarem Lenkervorbau besteht darin, dass der Abstand des Lenkers zur senkrechten Achse der Vorderradgabel nicht verstellt werden kann. Als Messeinrichtung zur Ermittlung des Parameters „Sattel-Lenker” ist dieser Lenkervorbau nicht geeignet.
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Ein weiteres Beispiel eines verstellbaren Fahrradlenkervorbaus ist der
DE 102 10 094 A1 zu entnehmen. Hierbei handelt es sich um einen Lenkervorbau mit einem, an einer Fahrradgabel zu befestigenden Gabelteil, einem, einen Lenker tragenden Lenkerteil sowie mit wenigstens einem, das Gabelteil und das Lenkerteil verbindenden Verbindungsteil, wobei das Gabelteil und das Lenkerteil jeweils in einem Schwenkgelenk an dem Verbindungsteil gelagert sind und wobei die Schwenkgelenke zueinander parallele, im Betrieb etwa horizontal ausgerichtete Schwenkachsen aufweisen. Das Lenkerteil ist um die beiden Schwenkachsen verschwenkbar, so dass der, in der Lenkerklemmung fixierte Lenker, zum einen etwas in der Höhe und zum anderen etwas in der Neigung, verstellt werden kann. Auch diese Ausführungsform eines verstellbaren Lenkervorbaus weist den Nachteil auf, dass der Abstand des Lenkers zur senkrechten Achse der Vorderradgabel nicht verstellt werden kann. Auch dieser Lenkervorbau ist als Messeinrichtung zur Ermittlung des Parameters „Sattel-Lenker” nicht geeignet.
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Gleiches gilt für den winkelverstellbaren Fahrradvorbau aus der
DE 20 2007 015 491 U1 . Hier wird der Vorbauschaft in einen Gabelrohrschaft einer Vorderradgabel eingesetzt. Der Klemmkopf für den Lenker kann um ein, im Vorbauschaft angeordnetes Zentralgelenk geschwenkt werden, wodurch der Lenker etwas höhenverstellt werden kann. Die Höhenverstellung erfolgt durch eine Parallelogramm-Mechanik. Auch diese Ausführungsform eines verstellbaren Lenkervorbaus weist den Nachteil auf, dass der Abstand des Lenkers zur senkrechten Achse der Vorderradgabel nicht verstellt werden kann.
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Eine Weiterentwicklung auf dem Gebiet der verstellbaren Fahrradlenker ist der
DE 20 2011 052 448 U1 zu entnehmen. Die
DE 20 2011 052 448 U1 offenbart ein verstellbares Steuerrohr eines Fahrradlenkers, dass als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird. Das Steuerrohr ist zwischen einer Gabel und einem Lenker angeordnet, wobei ein Verbindungselement zur Verbindung des Lenkers mit dem Steuerrohr vorgesehen ist. Das Steuerrohr zur Verbindung mit einer Gabel ist mit einer Hülse versehen, die hinten mit einer Öffnung ausgestattet ist, ähnlich der Ausführungsform des Vorbauschaftes aus der
DE 201 21 831 U1 , wobei die Hülse mit Hilfe von Schrauben festgeschraubt und positioniert werden kann. Nachteilig wirkt sich hier aus, dass mit dem Steuerrohr keine Winkeländerungen des Vorbaus möglich sind.
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Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen und so zu verändern bzw. weiterzuentwickeln, dass der Parameter „Sattel-Lenker” und die Sitzposition mit Hilfe des Fahrradfahrers und unter Einbeziehung eines, von ihm in Benutzung genommenen Fahrrades, optimal ermittelt werden können. Zur Ermittlung der optimalen Sitzposition/-haltung eines einzelnen Fahrradfahrers, sind seine individuelle Anatomie und seine individuellen ergonomischen Anforderungen zu berücksichtigen. Eine solche Abstimmung soll unter Einbeziehung des vorhandenen Fahrrades und des dazu gehörigen Fahrradfahrers und unter Einbeziehung einer Messvorrichtung zur individuellen Einstellung eines, ihm anzupassenden Lenkervorbaus, erfolgen.
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Eine weitere Aufgabe besteht also darin, dass die Messvorrichtung zur Ermittlung der individuellen Sitzposition einen Fahrradlenkervorbau zur Verfügung stellt, mit welchem verschiedene Verstellmöglichkeiten geschaffen werden können, welche die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik vermeiden und eine Verstellung der Vorbaulänge, der Höhe des Lenkers, eine Winkelveränderung des Vorbauschaftes, eine Veränderung der Länge der Griffrohre, eine Drehung der Griffrohre und die Anordnung verschiedener Lenkertypen, ermöglichen.
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Erfindungsgemäß werden diese Probleme durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen und der Beschreibung.
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Gemäß der Erfindung besteht die Lösung aus einer erfinderischen Lenkervorbaumesseinrichtung, welche, wie in der Aufgabe angegeben, mindestens fünf verschiedene Parameter, in direkter Messung im dreidimensionalen Raum, gemäß einem Koordinatensystem, in X-, Y- und Z-Richtung, ermitteln kann. Unter direkter Messung wird hier das Ergebnis verstanden, welches unmittelbar an der Lenkervorbaumesseinrichtung ablesbar ist. Ziel der Messung ist es, ein Messergebnis als verlässliche Aussage zu erhalten. Das Ergebnis der Messung sind Längen- und Winkelmesswerte, die von der Lenkervorbaumesseinrichtung geliefert werden und aus einem Zahlenwert mit dazugehöriger Maßeinheit bestehen. Die Ermittlung des vollständigen Messergebnisses erfolgt aus der Auswertung der Summe der einzelnen Messwerte, und durch Ergänzung der quantitativen Angaben des Fahrradfahrers. Mit den ermittelten Messwerten wird dann ein, auf den Fahrradfahrer angepasster Lenkervorbau für sein Fahrrad erstellt, um eine optimale Sitzhaltung zu erreichen.
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Für die Ermittlung der optimalen Sitzhaltung eines Fahrradfahrers auf seinem Fahrrad sind auch die Anatomie und die Ergonomie des Fahrers zu berücksichtigen. Unter der Anatomie wird hier der Körperbau des Fahrers und unter der Ergonomie seine Anforderungen bei der Benutzung des Fahrrades verstanden. Als ergonomische Anforderung wird hier die Art des Fahrradfahrens verstanden. Anhand von zwei Beispielen soll die Art des Fahrradfahrens von unterschiedlichen Fahrertypen aufgezeigt werden, ohne eine Einschränkung auf alle Fahrertypen vorzunehmen. Handelt es sich beispielsweise um einen City-/Trekking Fahrradfahrer oder um einen sportlichen Fahrradfahrer (Rennfahrer), so sind die ergonomischen Anforderungen der Fahrradfahrer an die Sitzhaltung sehr unterschiedlich. Auch Modeerscheinungen sind bei der Sitzhaltung zu berücksichtigen. Ein Hobby- oder Freizeitfahrradfahrer möchte beispielsweise, dass seine Sitzhaltung benutzerfreundlich eingestellt und ein entsprechender Lenkervorbau dafür ausgewählt wird. Die bequeme Fahrweise und die Vermeidung von Haltungs- und Bewegungsschäden stehen dabei im Vordergrund. Bei einem sportlichen Fahrradfahrer hingegen sind die Anforderungen an die Sitzhaltung ganz anderer Art. Bei der Sitzhaltung dieser Fahrradfahrer kommt es darauf an, beim Fahrradfahren eine effiziente Kraftübertragung auf den Antrieb des Fahrrades sicherzustellen. Hier steht beim Fahrradfahren also eher die Effizienz im Vordergrund und somit das optimale Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine, wobei die Maschine dem Menschen angepasst werden soll. Diese Anforderungen eines sportlichen Fahrradfahrers an das Fahrradfahren ergeben natürlich eine andere Sitzhaltung, die durch einen anderen Lenkervorbau realisiert werden kann. Die Messvorrichtung soll alle unterschiedlichen Anforderungen bei der Ermittlung der Sitzhaltung erfassen, um eine entsprechende Auswahl bei der Bestimmung des Lenkervorbaus vornehmen und diesen dem Fahrradfahrer dann anpassen zu können.
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Für eine optimale Sitzposition eines Fahrradfahrers auf seinem Fahrrad ist es also, unter Berücksichtigung seiner Anatomie und ergonomischen Anforderungen, notwendig, dass die Messvorrichtung eine Verstellung der Vorbaulänge, eine Verstellung der Höhe des Lenkers, eine Winkelveränderung des Vorbauschaftes bzw. eine Veränderung der Gradzahl des Vorbaus, eine Veränderung der Länge der Griffrohre, eine Drehung der Griffrohre und den Einsatz unterschiedlicher Lenkertypen, ermöglicht. Im Prinzip handelt es sich bei der Messvorrichtung um ein Lenkervorbaumesssystem. Mit dem Lenkervorbaumesssystem sollen einerseits die effektiven Halte- und Stützwinkel des Fahrradfahrers ermittelt werden, um hohe Belastungen für den Rücken und die Hände zu vermeiden und somit Gesundheitsschäden vorzubeugen und andererseits soll, je nach Anwendungsweise des Fahrrades, die jeweilige ergonomische Sitzhaltung herausgefunden werden.
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Zur Ermittlung eines, dem Fahrradfahrer anzupassenden Lenkervorbaus, wird zunächst der, am Fahrrad des Fahrradfahrers vorhandene Fahrradlenker, wobei hier unter Fahrradlenker der Lenkerbügel mit Vorbau verstanden wird, vom Gabelschaft entfernt und vorteilhafterweise durch das erfinderische Lenkervorbaumesssystem ersetzt, welches auf den Gabelschaft aufgesteckt wird. Das Stecksystem besteht für die gängigen Gabelschaftdurchmesser aus beispielsweise einer 11/8 Zoll schellenartigen Gabelklemmung, die nachstehend als Klemmschelle bezeichnet wird. Weist der Gabelschaftdurchmesser eine andere Größe, beispielsweise von 1 Zoll auf, wird ein geschlitzter Distanzring, zur Verkleinerung der Öffnung, in die Klemmschelle eingesetzt. Die Klemmschelle ist mit einer zylindrischen Durchgangsbohrung versehen, die hinten mit einem Schlitz ausgestattet ist, wobei der Schlitz mit Hilfe von Schrauben annähernd zugeschraubt bzw. gespannt werden kann. Die Klemmschelle wird also am Gabelschaft mit Hilfe von zwei Schrauben, vorteilhafterweise zwei Knebelschrauben, befestigt, wodurch eine stufenlose Höhenverstellung des Lenkervorbaumesssystems auf einfache Art und Weise sehr schnell durchführbar ist. Die Höhenverstellung entspricht einer Verschiebung der Klemmschelle auf dem Gabelschaft, was einer Verschiebung auf der Y-Achse eines Koordinatenkreuzes entspricht und die erste Verstellmöglichkeit des Lenkervorbaumesssystems darstellt. Weiterhin ist die Klemmschelle vorne vorspringend mit einem Vorbauschaft versehen. Gemäß der Erfindung, wird ein, unter einem Winkel an der Klemmschelle angeordneter Vorbauschaft, bereitgestellt. Der Winkel zwischen der senkrechten Mittelachse der Klemmschelle und dem angeflanschten Vorbauschaft, der annähernd in X-Richtung verläuft, beträgt zwischen 5 Grad bis 15 Grad, vorzugsweise 6 Grad oder 10 Grad. D. h., es gibt einen Vorbauschaft mit 6 Grad und einen Vorbauschaft mit 10 Grad und somit zwei verschiedene feste Winkelausführungen. Die Winkel weichen jeweils um diesen Betrag von der horizontalen X-Richtung ab, die zur vertikalen Mittellinie (Y-Richtung) der Klemmschelle senkrecht steht. Erfindungsgemäß kann eine Klemmschelle mit nach oben (positive Gradzahl) weisendem oder nach unten (negative Gradzahl) weisendem Vorbauschaft auf den Gabelschaft aufgesteckt werden. Damit ergeben sich zwei Möglichkeiten bzw. zwei einstellbare Gradzahlen für einen Vorbauschaft zur Ermittlung einer optimalen Sitzhaltung. Dieses stellt die zweite Verstellmöglichkeit des Lenkervorbaumesssystems dar. Mit der erfindungsgemäßen Lenkervorbaumesseinrichtung ist es möglich, den Vorbauschaft gegenüber einer senkrechten Achse des Gabelschaftes nach unten zu verstellen. Die Verstellbarkeit nach unten ist insbesondere für die Anwendung bei Straßenrennrädern gewünscht. Im nächsten Schritt wird auf diesen, unter einem Winkel am Gabelschaft angeordneten Vorbauschaft der Lenkervorbaumesseinrichtung, ein verschiebbares Verbindungselement aufgesetzt, um z. B. die Vorbaulänge zu ermitteln.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Vorbauschaft über eine feststellbare Gelenkverbindung mit der verschiebbaren Klemmschelle verbunden. Die Gelenkverbindung wiederum kann verschiedene technische Lösungen beinhalten. Eine Lösung besteht darin, dass an der Klemmschelle seitlich zwei kurze Achsen in Form von Wellenzapfen angeordnet sind. Die Wellenzapfen können vorzugsweise aus einem Hohlzylinder bestehen. Auf die Wellenzapfen ist ein drehbarer Vorbauschaft anbringbar. Zur Verbindung mit den Wellenzapfen der Klemmschelle weist der Vorbauschaft einen Gabelkopf auf. Der Gabelkopf des Vorbauschaftes ist um die Wellenzapfen der Klemmschelle um einen bestimmten Winkelbereich verschwenkbar. Zur Verschwenkung des Vorbauschaftes ist ein arretierbares Feststellmittel zu lösen und nach der Verstellung wieder zu schließen. Das Feststellmittel kann aus einer bekannten Klemmung bestehen.
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Eine weitere technische Lösung für die Verstellung eines Vorbauschaftes an der Klemmschelle kann durch den Einsatz eines Schraubwälzgetriebes, vorzugsweise aus einem Schneckenrad und einer schraubenförmigen Schnecke, bestehen. Zwischen der Klemmschelle und dem Vorbauschaft werden diese beiden Getriebeteile angeordnet. Vom Schneckenrad wird nur ein Teil benötigt, vorzugsweise wird es halbiert. Das halbierte Schneckenrad wird mit seiner, der Verzahnung abgewandten Seite, fest mit der Klemmschelle verbunden. Die Schnecke hingegen ist Teil des Vorbauschaftes, wobei der Vorbauschaft an der Welle der Schnecke angeordnet ist. Die Mittelachse der Schnecke befindet sich in der Nullstellung des Vorbauschaftes, parallel beabstandet zur Mittelachse des Gabelschaftes. Der obere Teil der Welle der Schnecke ragt aus dem Getriebe hervor. Auf das Wellenende ist eine Knebelschraube aufsetzbar. Mit Hilfe der Knebelschraube kann die Schnecke von Hand gedreht werden, wodurch eine stufenlose Winkelverstellung des Vorbauschaftes ermöglicht wird. Die Winkelverstellung ist sowohl in positive als auch in negative Richtung stufenlos möglich. Eine Verstellbarkeit nach unten ist insbesondere für die Anwendung bei Straßenrennrädern gewünscht. Da es sich bei einem Schneckengetriebe um ein selbsthemmendes Getriebe handelt, ist ein Feststellmittel nicht erforderlich. Anstelle einer Schnecke und eines Schneckenrades können auch ein Zahnritzel und ein Zahnrad eingesetzt werden. Es versteht sich von selbst, dass diese Verstellanordnung von einem Gehäuse ummantelt ist. Am Gehäuse ist eine Winkelmessskale angeordnet, mit deren Hilfe die Winkelstellung des Vorbauschaftes abgelesen werden kann.
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Eine weitere Lösung zur Winkelverstellung des Vorbauschaftes ergibt sich durch die Anwendung eines Laschen-Klemmverbinders. Ein Laschen-Klemmverbinder besteht aus zwei Bauteilen, die miteinander zu einem Gelenk-Klemmverbinder kombiniert werden können. Zur stufenlosen Verstellung sind die Laschen mit ebenen Flächen versehen, während eine Verzahnung (Teilung) an den Flächen eine Stufenverstellung in Form einer Winkelverstellung ermöglicht. Eine Lasche des Klemmverbinders weist eine Innenverzahnung und die andere Lasche eine Außenverzahnung auf, wobei die beiden Verzahnungen aneinander anliegen und mit Hilfe eines Klemmhebels zusammengehalten werden. Je kleiner die Verzahnung ist, desto kleiner sind die Winkelschritte. Anstelle der Klemmschelle wird ein Laschen-Klemmverbinder eingesetzt, wobei das Bauteil mit der Klemmbohrung die Klemmschelle ersetzt und das andere Bauteil am Vorbauschaft angeordnet wird, wodurch zwischen dem Vorbauschaft und der Klemmschelle eine drehbare Verbindung existiert, die über den Klemmhebel zur Verstellung gelöst oder geklemmt werden kann. Weitere technische Lösungen zur Verstellung des Vorbauschaftes zur Klemmschelle sind denkbar.
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Zur Ermittlung der Vorbaulänge ist es nun vorteilhaft, wenn der Vorbauschaft der Lenkervorbaumesseinrichtung eine Messskale aufweist. Eine Skale ist eine Aufeinanderfolge einer Anzahl von Teilstrichen auf einer Anzeigefläche des Vorbauschaftes. Die Teilstriche können mit Zahlen ergänzt sein, wodurch sie ein Ablesen der Messwerte erleichtern. Die Teilung kann gleichmäßig oder, je nach Erfordernis, ungleichmäßig sein, vorteilhafterweise ist die Teilung in äquidistanten Abständen angeordnet. Sie dient dazu, mit Hilfe einer Ablesemarke am verschiebbaren Verbindungselement einen Wert anzuzeigen. Die Skaleneinteilung richtet sich nach der erforderlichen bzw. möglichen Genauigkeit und der Ablesbarkeit. Zur Erleichterung der Ablesung können die Striche unterschiedlich lang oder breit sein und mit einer Skalenbezifferung ergänzt werden. Die Vorteile einer Skalenanzeige sind die schnelle visuelle Erfassung des Messwertes und die leichte Erkennbarkeit. Ein solcher, mit einer Skale ausgestatteter Vorbauschaft, bildet dann mit dem Verbindungselement einen Messschieber, mit dessen Hilfe mindestens ein Messwert ermittelt wird. Der Messwert besteht aus einem Längenmesswert, der den Abstand der vertikalen Mittellinie der Klemmschelle bis zur horizontalen Mittellinie der Lenkerbügel darstellt. Die Verstellmöglichkeit des Verbindungselementes stellt die dritte Verstellmöglichkeit des Lenkervorbaumesssystems dar.
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Zur Ermittlung eines Längenmesswertes wird nun ein verschiebbares Verbindungselement auf den Vorbauschaft aufgesetzt. Der Vorbauschaft besteht als statisches Element aus einem Formstahlrohr oder Aluminiumrohr, welches verschiedene Querschnitte, beispielsweise quadratische, ovale, dreieckige oder andere Querschnitte, aufweisen kann. Vorteilhafterweise wird ein quadratischer Querschnitt gewählt. Dieser quadratische Querschnitt des Vorbauschaftes ist mit der Klemmschelle stoffschlüssig verbunden. Bei der Verbindung mit der Klemmschelle wurde der quadratische Querschnitt derart gedreht, dass die Diagonalen des quadratischen Querschnitts jetzt senkrecht bzw. waagerecht stehen, wodurch die Längsseiten der Wandflächen jeweils um 45 Grad geneigt sind. D. h., jeweils eine der vier abgerundeten Längskanten des quadratischen Vorbauschaftes weist nach rechts und links, eine Längskante weist nach oben und eine nach unten. Diese Form der Verbindung zwischen der Klemmschelle und dem Vorbauschaft wurde aus Festigkeitsgründen gewählt. Das dann auf den Vorbauschaft aufschiebbare Verbindungselement weist eine, zum Vorbauschaft korrespondierende Hohlprofilform auf und ist mit nur geringem Spiel auf diesem leicht verschiebbar. D. h., das Verbindungselement weist ebenfalls ein Hohlprofil mit einem quadratischen Querschnitt auf, dessen Wandung ebenfalls aus Stahl, Aluminium oder einem ähnlichen Material besteht und vorzugsweise ein Vierkantstahlrohr bzw. Formstahlrohr bildet.
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Des Weiteren ist das Verbindungselement vorteilhafterweise mit zwei seitlich angeordneten rohrförmigen Aufnahmeelementen, die zur Aufnahme eines zweigeteilten Lenkerbügels dienen, ausgestattet. Ein Lenkerbügel stellt grundsätzlich die Griffstellen für die Hände zur Verfügung. Durch die Höhe und Tiefe eines Bügels wird, im Zusammenspiel mit den Vorbaumaßen, aber auch die Höhe und der Abstand der Griffe gegenüber dem Sattel beeinflusst und somit die Sitzhaltung. Bei den Lenkerbügeln werden die gängigen Bauformen nach Anzahl der Sitzhaltungen unterschieden. Tourenbügel weisen nur eine einzige Sitzhaltung auf. Zu den Tourenbügel zählen beispielsweise, die Holland-, Trekking-, Moon-, Cruiser-, MTB/ATB-Bügel, nur um einige zu nennen. Lenkerbügel für mehrere Sitzhaltungen, sind beispielsweise Rennlenkerbügel und Multifunktionsbügel. Jeweils eine Bauform dieser Lenkerbügel wird für die Lenkervorbaumessvorrichtung in der Lenkerbügelmitte zweigeteilt und an der Trennstelle der Manschette etwas gekürzt. Das Kürzen der jeweiligen Lenkerbügelhälfte ist notwendig, weil die Größe bzw. die Breite des verschiebbaren Verbindungselementes zwischen den beiden Lenkerbügelhälften berücksichtigt werden muss. Die Lenkerbügelhälften werden in die jeweils vorgesehenen rohrförmigen Aufnahmeelemente eingesetzt. D. h., die mit rundem Querschnitt ausgebildeten Griffrohre werden in die entsprechenden, mit freiem innerem Querschnitt ausgestatteten Aufnahmeelemente, gesteckt. Ein rohrförmiges Aufnahmeelement ist derart ausgebildet, dass es einerseits eine Lenkerbügelhälfte mit Hilfe einer Schraube, vorzugsweise einer Knebelschraube, befestigen kann und andererseits im rohrförmigen Aufnahmeelement eine Verstellmöglichkeit, durch Verschiebung einer Lenkerbügelhälfte, ermöglicht. Aufgrund dieser weiteren Verstellmöglichkeit der Lenkerbügelhälften, kann ein Lenkerbügel in der Breite gegenüber seinem ursprünglichen Festmaß verändert werden. Das Festmaß kann vergrößert oder verkleinert werden. Diese Verschiebung der beiden Lenkerbügelhälften in den Aufnahmeelementen entspricht einer Verschiebung auf der Z-Achse und stellt die vierte Verstellmöglichkeit dar. Um das Maß einer Verschiebung festzustellen bzw. einen Messwert zu erhalten, wie lang eine Lenkerbügelhälfte und somit der spätere Originallenker sein soll, ist jeweils eine Lenkerbügelhälfte mit einer Messskale ausgebildet. Diese Messskale ist ebenfalls, wie die Messsakale des Vorbauschaftes, als Strichskale ausgebildet, nur der Abstand bzw. die Teilung der Teilstriche zueinander ist der Verschiebung der Lenkerbügelhälften angepasst. Die Messskale kann aber auch aus Zahlen gebildet sein. Weitere Angaben zur Messsakale können der Beschreibung zum Vorbauschaft entnommen werden.
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Des Weiteren besteht die vorteilhafte Möglichkeit, eine Lenkerbügelhälfte um ihre Z-Achse zu drehen. Damit lassen sich die Höhe und Tiefe der Lenkerbügelhälften im Zusammenspiel mit den Vorbaumaßen beeinflussen. Die Drehung der Lenkerbügelhälften um die waagerechte Z-Achse stellt die fünfte Verstellmöglichkeit der Lenkervorbaumessvorrichtung zur Ermittlung der optimalen Sitzhaltung, dar. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden rohrförmigen Aufnahmeelemente jeweils an einem klemmbaren Schwenklager angeordnet. Die Schwenklager stellen die Verbindung zwischen dem, aus Formstahl ausgebildeten Verbindungselement, und den Aufnahmeelementen sicher. Aufgrund der Schwenklager ist die Stellung der Lenkerbügelhälften um einen bestimmten Winkelbereich verstellbar. Diese weitere Verstellmöglichkeit bietet eine Einstellung der Kröpfung und kann als sechste Verstellmöglichkeit der Lenkervorbaumesseinrichtung gesehen werden.
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Ein, mit den Lenkerbügelhälften komplettiertes Verbindungselement, bildet einen Aufstecklenker. Vorteilhafterweise werden mehrere Aufstecklenker für die Lenkervorbaumessvorrichtung bereitgehalten, wodurch ein schnelles Wechseln von verschiedenen Lenkertypen auf dem Vorbauschaft der Lenkervorbaumessvorrichtung ermöglicht wird. Grundsätzlich liegen die gängigen Lenkertypen, wie in der Beschreibung angegeben, als Aufstecklenker vor. Mit der Vielzahl der bereitgehaltenen Aufstecklenker ist es sofort möglich, einen entsprechenden Lenker für das zu überprüfende Fahrrad zu ermitteln, die Vorbaulänge genau zu bestimmen und dann entsprechend einen Lenkervorbau nachzubilden. Um eine bessere Sitzhaltung zu ermitteln, ist auch das Wechseln und Aufsetzen anderer Aufstecklenker, sofort möglich. Die verschiedenen Aufstecklenker können jederzeit durch neue Lenkerformen ergänzt werden, so dass in kurzer Zeit verschiedene Aufstecklenker in unterschiedlichen Krümmungen und Längen der Lenkervorbaumesseinrichtung zur Verfügung stehen. In der Lenkervorbaumesseinrichtung werden die Aufstecklenker als Schiebeelemente verwendet. Das Schiebeelement bildet grundsätzlich mit dem Vorbauschaft den Messschieber.
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Der Aufbau eines Rennlenkers ist gleich den zuvor aufgezeigten Aufstecklenkern. Die seitlich angebrachten Lenkerbügelhälften lassen sich ebenfalls in der Breite verschieben. Der nach vorne ausfallende Rennlenker kann ebenfalls in der Länge verschoben werden. Beim Aufsetzen des Aufsteckrennlenkers wurde zuvor der Vorbauschaft um 180 Grad gedreht und, mit negativer Neigung des Vorbauschaftes, wieder am Gabelschaft befestigt.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die erfindungsgemäße Lenkervorbaumessvorrichtung Parameter in Y-Richtung, entspricht der Höhenverstellung des Vorbaus, in X-Richtung, entspricht der Vorbaulänge, in Z-Richtung, entspricht der Lenkerbreite, in der Winkelrichtung alpha, entspricht der Steigung oder Neigung des Vorbauschaftes und eine Drehung der Lenkerbügelhälften um die Z-Achse, entspricht der Höhe und Tiefe des Lenkers, erfassen und mit diesen ermittelten Messwerten einen anzupassenden Lenkervorbau erstellen kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
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1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lenkervorbaumesseinrichtung zur Ermittlung ergonomischer Parameter eines Fahrradfahrers.
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Die in der 1 in schematischer und prinzipieller Darstellung aufgezeigte Lenkervorbaumesseinrichtung 1 wird zur Ermittlung der ergonomischen Parameter eines Fahrradfahrers und zur individuellen Einstellung eines, ihm anzupassenden Lenkervorbaus, benutzt. Mit der Lenkervorbaumesseinrichtung 1 lassen sich eine Vielzahl von Parametern für einen Lenkervorbau ermitteln. Mit Hilfe dieser Parameter und unter Einbeziehung der Anatomie und ergonomischen Anforderungen des Fahrradfahrers und unter Einbeziehung seines Fahrrades, wird dann ein Lenkervorbau für dieses Fahrrad erstellt. Zur Beschreibung der Lenkervorbaumesseinrichtung 1 wird ein Koordinatenkreuz 13 mit einer X-Achse 28, einer Y-Achse 27 und einer Z-Achse 29 herangezogen.
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Die Lenkervorbaumesseinrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem, an einer Klemmschelle 6 angeordneten Vorbauschaft 3. Der Vorbauschaft 3 ist unter einem bestimmten Winkel α 14 mit der Klemmschelle 6 stoffschlüssig verbunden. Zwischen der Klemmschelle 6 und dem Vorbauschaft 3 kann eine gelenkartige Verbindung (nicht dargestellt) bestehen. Mit einer feststellbaren Gelenkverbindung kann der Vorbauschaft 3 stufenlos oder in kleinen Winkelschritten verstellt werden. Die Verstellung erfolgt, ausgehend von einer horizontalen Bezugslinie, in positiver Winkelrichtung nach oben oder in negativer Winkelrichtung nach unten. Zur Befestigung der Klemmschelle 6 auf dem Gabelschaft 2 weist die Klemmschelle 6 eine zylindrische Bohrung 7 mit Schlitz 8 auf, wobei der Schlitz 8 mit Hilfe von zwei Feststellschrauben 9 gespannt werden kann.
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Der Vorbauschaft 3 besteht aus einem quadratischen Hohlprofil 16 und ist aus einem Formstahlrohr 15 gebildet, der in Längsrichtung vier Wandflächen 18 aufweist. Bei der Verbindung des Vorbauschaftes 3 mit der Klemmschelle 6 wurde der quadratische Querschnitt des Hohlprofils 16 derart gedreht, dass die Diagonalen des quadratischen Querschnitts jetzt senkrecht bzw. waagerecht stehen, wodurch die Längsseiten der Wandflächen 18 jetzt jeweils um 45 Grad geneigt sind. D. h., jeweils eine der vier abgerundeten Längskanten 17 des quadratischen Vorbauschaftes 3 weist nach rechts und links, eine Längskante 17 weist nach oben und eine nach unten. Zwei der vier Wandflächen 18 bilden eine Anzeigefläche 20, 20', wobei eine Anzeigefläche 20, bei positiver Winkelrichtung α 14 des Vorbauschaftes 3, von oben sichtbar und die andere Anzeigefläche 20' von unten sichtbar ist. Wird der Vorbauschaft um 180 Grad gedreht auf dem Gabelschaft 2 montiert, weist der Vorbauschaft 3 bei negativer Winkelrichtung α 14 nach unten und die untere Anzeigefläche 20' wird jetzt von oben sichtbar. Jede Anzeigefläche 20, 20' ist mit einer Messskale 10, 10', die aus Teilstrichen 19, 19' gebildet ist, versehen.
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Auf den Vorbauschaft 3 ist ein Aufstecklenker 26 passgenau aufschiebbar. Der Aufstecklenker wird aus einem Verbindungselement 4 und zwei Lenkerbügelhälften 5, 5' gebildet. Zur Aufnahme der Lenkerbügelhälften 5, 5' weist das Verbindungselement 4 zwei Aufnahmeelemente 12, 12' auf. Die Aufnahmeelemente 12, 12' dienen den Lenkerbügelhälften 5, 5' als Halter, wobei die Griffrohre 24, 24' der Lenkerbügelhälften 5, 5' in den Aufnahmeelementen 12, 12' verschiebbar, verdrehbar und befestigbar sind. Die Aufnahmeelemente 12, 12' bilden die festen Messschenkel, und die Griffrohre 24, 24' die beweglichen Messschenkel. Die Aufnahmeelemente 12, 12' und die Griffrohre 24, 24' bilden somit einen Messschieber 34. Zur Verschiebung der Lenkerbügelhälften 5, 5' in Richtung der Z-Achse 29 sind die Aufnahmeelemente 12, 12' als rohrförmige Stutzen ausgebildet. Um bei der Verschiebung der Griffrohre 24, 24' der Lenkerbügelhälften 5, 5' einen Messwert zu ermitteln, weisen die Griffrohre 24, 24', wie der Vorbauschaft 3, eine Messskale 25, 25', die aus Teilstrichen gebildet ist, auf. Zum Ablesen eines Messwertes befindent sich an den Aufnahmeelementen 12, 12' eine Ablesemarkierung bzw. Ablesekante 31, 31'. In diese rohrförmigen Stutzen können die Lenkerbügelhälften 5, 5' auch um die Z-Achse 29 der Griffrohre 24, 24' gedreht werden. Eine Drehung 30 der Lenkerbügelhälften 5, 5' um die waagerechte Z-Achse 29 verändert die Höhe und Tiefe des Aufstecklenkers 26. Mit Hilfe von Feststellschrauben 23, 23' können die Griffrohre 24, 24' der Lenkerbügelhälften 5, 5' dann anschließend befestigt bzw. wieder gelöst werden. Ist ein Verbindungselement 4 mit Lenkerbügelhälften 5, 5' komplettiert, kann dieses als Aufstecklenker 26 auf den Vorbauschaft 3 montiert werden.
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Damit der Aufstecklenker 26 auf dem Vorbauschaft 3 passgenau verschoben werden kann, weist das Verbindungselement 4 das gleiche Hohlprofil 32 wie der Vorbauschaft 3 auf. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Verbindungselement 4 auch um ein quadratisches Hohlprofil 32, welches mit dem Hohlprofil 16 des Vorbauschaftes 3 korrespondiert. Zur Messung der Vorbaulänge kann der Aufstecklenker 26 auf dem Vorbauschaft 3 verschoben werden, wobei der Vorbauschaft 3 den festen Messschenkel und der Aufstecklenker 26 den beweglichen Messschenkel bildet. Der Vorbauschaft 3 und der verschiebbare Aufstecklenker 26 bilden somit einen Messschieber 10. Bei der Verschiebung des beweglichen Messschenkels wird die, dem Fahrradfahrer entsprechende Sitzhaltung ermittelt und der Aufstecklenker 26 mit Hilfe einer Feststellschraube 33 befestigt. An der Ablesmarke/-kante 21, 21' des Verbindungselementes 4 kann der Messwert 22 des Messschiebers 11 abgelesen werden.
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Die Lenkervorbaumesseinrichtung 1 ist im Prinzip eine, aus zwei Messschiebern 11, 34 kombinierte Messvorrichtung, die an einem vorhandenen Fahrrad angeordnet wird, um die Parameter zur Erstellung eines Lenkervorbaus unter Einbeziehung der Anatomie des Fahrradfahrers und der Rahmenbedingungen seines Fahrrades, zu ermittelten und damit eine Sitzhaltung festzulegen. Die Sitzhaltung ist keinesfalls gleichzusetzen mit der Rahmengeometrie, denn nur die räumliche Anordnung der drei Kontaktstellen von „Sattel-Lenker-Pedale” legen fest, wie Mann/Frau auf dem Fahrrad sitzt. Die Sitzhaltung wird dabei überwiegend vom Lenkervorbau und der Ausführungsform des Lenkers bestimmt. Um hier eine optimale Einstellung vornehmen zu können bzw. den richtigen Vorbau und Lenker zu ermitteln, wurde die Lenkervorbaumesseinrichtung erfunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenkervorbaumesseinrichtung
- 2
- Gabelschaft
- 3
- Vorbauschaft
- 4
- Verbindungselement
- 5, 5'
- Lenkerbügelhälfte
- 6
- Klemmschelle
- 7
- Zylindr. Bohrung
- 8
- Schlitz
- 9
- Feststellschrauben
- 10, 10'
- Messskale
- 11
- Messschieber
- 12, 12'
- Aufnahmeelement
- 13
- Koordinatenkreuz
- 14
- Winkel α
- 15
- Formstahlrohr
- 16
- Hohlprofil
- 17
- Längskante
- 18
- Wandflächen
- 19, 19'
- Teilstriche
- 20, 20'
- Anzeigefläche
- 21, 21'
- Ablesemarke/-kante
- 22
- Messwert
- 23, 23'
- Feststellschrauben
- 24, 24'
- Griffrohr
- 25, 25'
- Messskale
- 26
- Aufstecklenker
- 27
- Y-Achse
- 28
- X-Achse
- 29
- Z-Achse
- 30
- Drehung
- 31, 31'
- Ablesemarke/-kante
- 32
- Hohlprofil
- 33
- Feststellschraube
- 34
- Messschieber
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19757858 A1 [0004, 0004]
- DE 102006043964 A1 [0005]
- DE 102009022544 B4 [0006, 0006]
- DE 202010012054 U1 [0006, 0007]
- DE 20121831 U1 [0010, 0013]
- DE 10210094 A1 [0011]
- DE 202007015491 U1 [0012]
- DE 202011052448 U1 [0013, 0013]
