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Die Erfindung betrifft ein Fahrrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Die Einsatzzwecke eines Fahrrades sind sehr vielfältig. So werden Fahrräder nicht nur als Sportgerät, sondern auch als Alltagsfahrzeug oder zum Transport von Lasten verwendet. Der allgemeine Aufbau eines Fahrrades mit mehr als zwei Rädern wird als bekannt vorausgesetzt, wobei es grundsätzlich einen Rahmen, mindestens ein Hinterrad, zwei Vorderräder und einen Lenker aufweist. Die Lenkstange des Lenkers ist in einem Steuerrohr des Rahmens drehbar gelagert aufgenommen, um die über den Lenker eingeleitete Lenkbewegung auf die Vorderräder zu übertragen. Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung sind sowohl Fahrräder mit drei Rädern, als auch Fahrräder mit vier Rädern bekannt. Durch die relativ starre Sitzhaltung auf einem Fahrrad kommt es jedoch häufig bei längeren Fahrten zu Ermüdungserscheinungen nicht nur in den Armen, sondern auch in den Händen, die aufgrund der sich einstellenden, mangelnden Durchblutung sogar „einschlafen“ können, weil bei einem herkömmlichen Fahrrad nur die Beine für den Antrieb benötigt werden, was wiederum zur Folge hat, dass der Körper oberhalb der Hüften kaum bewegt wird. Der Fahrradfahrer empfindet dies häufig als sehr unangenehm. Aus dem genannten Grund gibt es bereits Lösungen, während der Fahrt mit einem Fahrrad zusätzliche Bewegungen der Arme auszuführen, um der genannten Ermüdung entgegenzuwirken und/oder um damit einen zusätzlichen Trainingseffekt zu erreichen. Ein weiterer Aspekt der Armbewegung ist jedoch auch darin zu sehen, dass eine zusätzliche Antriebsenergie erzeugt werden kann, die in vorteilhafter Weise für die schnellere oder mit einer höheren Kraft verbundene Fortbewegung nutzbar ist. Bekannt sind bereits Fahrräder, bei denen der Lenker zusätzlich um eine in Fahrtrichtung verlaufende Wippachse schwenkbar gelagert ist, wobei der Lenker dabei eine Kopplung mit einer Antriebsstange aufweist, deren der Lenkerseite gegenüberliegendes, radseitiges Ende mit einem das Vorderrad antreibenden Zahnradgetriebe zusammenwirkt. Somit bilden der Lenker, die Antriebsstange und das Zahnradgetriebe zusammen einen Vorderradantrieb für das Fahrrad.
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Aus der
DE 93 429 A ist bereits eine um einen in Fahrtrichtung ausgerichteten Zapfen schwenkbare Lenkstange bekannt, die eine einzelne Antriebsstange auf und ab bewegt. Die Antriebsstange wirkt mit einem auf ein Kegelrad wirkenden Kurbeltrieb zusammen. Das Kegelrad überträgt die Drehbewegung auf ein auf der Nabe des Vorderrades angeordnetes, zweites Kegelrad, sodass dadurch ein zusätzlicher Handantrieb des Vorderrades gebildet wird.
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Die
DE 383 627 A offenbart ferner ein Fahrrad mit einem Lenker, welcher um eine in Fahrtrichtung ausgerichtete Wippachse kippbar gelagert ist. Die Kippbewegung des Lenkers wird bei dieser Lösung ebenfalls über eine einzige Antriebsstange auf einen an der Gabel gelagerten Kurbeltrieb übertragen. Der Kurbeltrieb treibt ein Zahnrad an, welches über eine Kette mit einem an der Nabe des Vorderrades verbundenen, zweiten Zahnrad wirkverbunden ist und somit den Antrieb auf das Vorderrad bewirkt.
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Die bislang bekannten Vorderradantriebe sind durchaus geeignet, eine zusätzliche Antriebsenergie bereitzustellen, um höhere Kräfte für den Antrieb des Fahrrades zu erzeugen und beispielsweise eine verbesserte Beschleunigung zu erreichen sowie die Arme während der Fahrt zu bewegen und damit zu trainieren. Allerdings haben sich die konstruktiven Ausführungen derartiger Fahrräder als sehr aufwendig erwiesen, sodass eine alltagstaugliche Umsetzung bislang nicht bekannt ist. Zudem bringt eine einseitige Anordnung einer Antriebsstange eine Asymmetrie der Bewegung mit sich, die vom Fahrradfahrer während der Fahrt als unangenehm empfunden werden dürfte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrrad mit mindestens einem Hinterrad und zwei Vorderrädern bereitzustellen, welches einen einfach aufgebauten Vorderradantrieb aufweist, mittels dessen zusätzliche Antriebsenergie bereitgestellt werden kann und der darüber hinaus eine Zusatzbewegung der Arme mit einem damit einhergehenden Trainingseffekt des gesamten Körpers bewirkt, wobei durch den Vorderradantrieb auch die Möglichkeit geschaffen werden soll, größere Lasten mit dem Fahrrad zu transportieren.
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Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich anschließenden Unteransprüche.
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Ein Fahrrad mit einem Rahmen, mindestens einem Hinterrad, mindestens einem Vorderrad und einem Lenker, dessen Lenkstange in dem Steuerrohr des Rahmens drehbar gelagert ist, wobei der zusätzlich um eine in Fahrtrichtung verlaufende Wippachse schwenkbar gelagerte Lenker mit einer Antriebsstange gekoppelt ist, deren der Lenkerseite gegenüberliegendes, radseitiges Ende mit einem das Vorderrad antreibenden Zahnradgetriebe zusammenwirkt, wodurch ein auf das Vorderrad wirkender, handbetätigter Vorderradantrieb gebildet ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass das Fahrrad zwei Vorderräder aufweist und der Vorderradantrieb beidseitig des Lenkers je eine, bei einer einseitigen Abwärtsbewegung des Lenkers mit dem Zahnradgetriebe in Eingriff befindliche Antriebsstange aufweist, deren lenkerseitiges Ende in je einem, unterhalb des Lenkers vorhandenen, die Schwenkbewegung des Lenkers auf die Antriebsstange übertragenden Führungsbogen in Lenkrichtung gleitend geführt ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Fahrrad, das drei oder vier Räder aufweist, ist der Transport von Kindern oder Haustieren sicherer und die Sichtbarkeit im Straßenverkehr verbessert sich ebenfalls. Die bislang als unangenehm empfundenen Ermüdungserscheinungen entfallen vollständig. Darüber hinaus kann die Beschleunigung des Fahrrades durch den zusätzlichen Vorderradantrieb erheblich gesteigert werden. Bei einem Fahrrad mit mehr als zwei Rädern stellt sich zudem der positive Effekt ein, dass Verletzungsgefahren reduziert werden, da das Fahrrad insgesamt eine stabilere Straßenlage aufweist. Die Reduzierung der Sturzgefahr bei einem Fahrrad mit mehr als zwei Rädern ist insbesondere bei Fahrrädern vorteilhaft, die ganzjährig genutzt werden und somit auch im Winter und hier insbesondere auf glatter Fahrbahn zum Einsatz kommen. Durch den Einsatz von zwei, beidseitig des Lenkers symmetrisch zueinander angeordneten Antriebsstangen wird die Stabilisierung des Fahrrades und werden damit die Fahreigenschaften insgesamt wesentlich verbessert. Der zum Einsatz kommende Vorderradantrieb ist insgesamt einfach aufgebaut. Unter dem Lenker, der ähnlich einer Wippe gelenkig montiert wird, sind über Verbindungsstege die beiden Führungsbögen angeordnet. Da die Antriebsstangen bis auf ihre schräg vertikale Bewegung sonst positionsstabil bleiben, muss sich der Lenker mit Hilfe der beiden Führungsbögen um die Köpfe der Antriebsstangen drehen. Von den Führungsbögen verläuft je Lenkerseite je eine Antriebsstange durch mindestens je eine Führungsbuchse zu dem die beiden Vorderräder antreibenden Zahnradgetriebe.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das radseitige Ende der Antriebsstange als eine Zahnstange ausgebildet ist, die in Antriebsrichtung kämmend mit dem die Vorderräder antreibenden Zahnradgetriebe zusammenwirkt und sich entgegen der Antriebsrichtung außer Eingriff befindet, also bei ihrer Rückbewegung im Sinne eines Leerlaufs oder Freilaufes keine Kraft überträgt. Als „kämmend“ wird folglich eine Lösung verstanden, die bei einer einseitigen, durch die Neigung des Lenkers erzeugten Abwärtsbewegung an dieser Seite des Fahrrades die Antriebsstange mit einem Zahnrad in Eingriff bringt, sodass mittels des vorhandenen Zahnradgetriebes eine Vorwärtsbewegung der Vorderräder erzeugt wird. Bei der gegensinnigen, also der Rückbewegung, steht die Antriebsstange auf der anderen Seite des Fahrrades mit einem Zahnrad in Eingriff und die Rückwärtsbewegung der zuvor aktiven Antriebstange erfolgt im Sinne des erwähnten „Leerhubes“, das heißt, die Antriebsstange steht nicht mehr mit dem Zahnradgetriebe in Eingriff.
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Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist darüber hinaus darin zu sehen, dass jede Antriebsstange lenkerseitig einen Kugelkopf aufweist, der in einem Lagerkugeln aufweisenden Kugelkäfig des Führungsbogens aufgenommen und gleitend in dem Kugelkäfig gelagert und geführt ist. Durch diese sehr reibungsarme Verbindung zwischen Führungsbogen und Antriebsstange kann die Antriebsstange unabhängig von der Lenkbewegung oder von der Fahrtrichtung vertikale Kräfte auf das Zahnradgetriebe übertragen, wobei die mit dem Lenker für die verbesserte Fortbewegung des Fahrrades erforderliche Wippbewegung ebenfalls ungehindert möglich bleibt, weil der Kugelkopf innerhalb des Kugelkäfigs gleitet.
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Um den Aufbau des Vorderradantriebs insgesamt einfach zu halten, wird entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass das Zahnradgetriebe aus mehreren Zahnrädern besteht, wobei vorzugsweise fünf Zahnräder miteinander korrespondieren und zumindest ein Zahnrad einen Kegelabschnitt aufweist oder ein Kegelrad ist, welches seinerseits mit einem weiteren, mit den Vorderrädern wirkverbundenen und dieses antreibenden Kegelrad in Eingriff steht. So kann beispielsweise ein erstes Zahnrad mit der Antriebsstange und mit einem zweiten Zahnrad in Eingriff stehen, wobei das zweite Zahnrad mit einem dritten Zahnrad gekoppelt ist, das mit dem Zahnrad in Eingriff steht, das zumindest einen Kegelabschnitt aufweist oder selbst ein Kegelrad ist, welches seinerseits mit einem letzteren, mit dem Vorderrad verbundenen und dieses antreibenden Kegelrad in Eingriff steht. Mit dieser Ausführung lässt sich das Zahnradgetriebe sehr kompakt gestalten.
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Zum Schutz vor Witterungseinflüssen und Verunreinigungen ist es darüber hinaus sinnvoll, wenn das Zahnradgetriebe zumindest teilweise in einem schützenden Gehäuse aufgenommen ist.
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Da die Antriebsstangen zwischen dem Lenker und dem Zahnradgetriebe eine relativ große Wegstrecke überbrücken müssen, ist es von Vorteil, wenn die Antriebsstangen in Führungsbuchsen am Rahmen des Fahrrades aufgenommen und bevorzugt gleitend darin geführt sind. Die Führungsbuchsen dienen dabei auch der Stabilisierung der Antriebsstangen. Die Führungsbuchsen können in vorteilhafter Weise mit einem elastischen Gleitwerkstoff ausgekleidet sein und somit beispielsweise Silikondichtungen aufweisen. Ebenfalls möglich ist es, in oder am Rahmen oder an den Antriebsstangen Rollen vorzusehen, die jeweils korrespondierend an einem Rahmenabschnitt oder an den Antriebsstangen entlangrollen und so eine Führung bewirken. Es ist aber auch möglich, Rollen in den Führungsbuchsen selbst vorzusehen, die die vorhandene Reibung erheblich reduzieren.
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Um die Sicherheit des erfindungsgemäßen Fahrrades zu jedem Zeitpunkt zu gewährleisten, ist es hilfreich, wenn die Schwenkbewegung des Lenkers erforderlichenfalls auch verhindert und der Lenker in seiner herkömmlichen, horizontalen Position fixiert werden kann. Dies ist beispielsweise beim Auf- und Absteigen nützlich. Aus dem genannten Grund wird vorgeschlagen, dass die Schwenkbewegung des Lenkers um die Wippachse mittels einer Fixierungseinrichtung blockierbar ist.
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Als Fixierungseinrichtung kann gemäß einem weiterführenden Vorschlag der Erfindung zum Beispiel ein auf der Lenkstange gelagerter und manuell um 90° zwischen einer Blockierungsstellung und einer Freigabestellung schwenkbarer Blockierungsring dienen. Auch andere Lösungen liegen im Bereich der Erfindung. So kann beispielsweise auch ein Sperrhebel unterhalb des Lenkers ausreichend sein, eine derartige Blockierungswirkung zu erreichen. Die Lenkbewegung wird dabei von der Fixierungseinrichtung nicht beeinträchtigt.
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Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, weist ein erfindungsgemäßes Fahrrad mehr als ein Vorderrad auf und ist somit als Dreirad oder als Vierrad ausgeführt. Dementsprechend geht eine weiterführende Maßnahme der Erfindung dahin, dass das Fahrrad mit zwei Vorderrädern ausgestattet ist, die an den Enden einer Vorderachse montiert sind, wobei die über den Lenker eingeleitete Lenkbewegung von der Lenkstange mittels eines Kardangelenkes an ein auf die Vorderachse wirkendes, Zahnradlenkgetriebe übertragen wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht unter anderem auch darin, Ermüdungserscheinungen während der Fahrt wirksam entgegenzuwirken. Hierfür wird gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Lenkstange mit der Vertikalen einen Neigungswinkel zwischen 30° und 50°, vorzugsweise von 40°, einschließt. Bei einem derartigen Neigungswinkel der Lenkstange ist die Körperhaltung des Fahrradfahrers optimal, sodass das Ergreifen und Halten des Lenkers sowie dessen Schwenkbewegungen einfach und ermüdungsarm ausführbar sind. Eine weitere Verbesserung kann darüber hinaus darin bestehen, dass die Griffe des Lenkers, auf eine horizontale Ebene projiziert, einen Winkel zwischen 146° und 150° miteinander einschließen. Auch dadurch kann eine sehr entspannte Haltung zwischen Unterarm und Hand erreicht werden.
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Die ergonomische Ausführung des erfindungsgemäßen Fahrrades kann weiter verbessert werden, indem der Neigungswinkel des die Sattelstütze aufnehmenden Sitzrohres des Rahmens zwischen 5° und 7°, bevorzugt 6°, zur Vertikalen beträgt, sodass das Sitzrohr in Richtung Lenker des Fahrrades geneigt ist. Die leicht vorwärts gebeugte Sitzhaltung des Fahrradfahrers führt insbesondere im Lendenwirbelbereich zu einer physiologisch und ergonomisch begradigten Wirbelsäule. Zudem wird der Genitalbereich weniger komprimiert, was darüber hinaus eine positive Wirkung hat. Durch diese weiterbildende Maßnahme der Erfindung befindet sich der Sattel des Fahrrades geringfügig vor dem Pedalantrieb für das Hinterrad, was insgesamt auch zu einer verbesserten Kraftübertragung auf das mindestens eine Hinterrad führt. Darüber hinaus wird die Kraftübertragung auf den Vorderradantrieb des Fahrrades erleichtert, weil sich eine zur Frontseite des Fahrrades gerichtete Gewichtsverlagerung des Oberkörpers einstellt.
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Bei einem erfindungsgemäßen Fahrrad weist zudem in vorteilhafter Weise der Vorderradantrieb ein Planetengetriebe zur Anpassung der Kraft des Fahrradfahrers beziehungsweise der Geschwindigkeit auf. Wenigstens zwei Zahnräder treiben dabei ein von einer Nabenschaltung bekanntes, ritzelähnliches Zahnrad über eine Freilauf-/Überholkupplung an. Dieses ist mit einem Planetengetriebe verbunden, welches über mehrere Kegelräder die Vorderachse antreibt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind.
Es zeigt:
- 1: die Frontansicht eines Fahrrades mit zwei Vorderrädern und einem Vorderradantrieb,
- 2: den Blick auf einen Lenker des Fahrrades von oben,
- 3: den Schnitt durch eine Antriebsstange und den Kugelkopf eines Führungsbogens,
- 4: den Blick auf ein Zahnradlenkgetriebe eines vierrädrigen Fahrrades im Teilschnitt,
- 5: eine Fixierungseinrichtung des Lenkers in ihrer Offenstellung,
- 6: eine Fixierungseinrichtung des Lenkers in ihrer geschlossenen Stellung und
- 7: einen Bereich des Rahmens mit einer Sattelstütze und einem darin eingesetzten Sitzrohr sowie eine Seitenansicht des Vorderradbereiches.
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Aus der 1 ist die Frontansicht eines vierrädrigen Fahrrades 1 mit einem Vorderradantrieb entnehmbar, das einen Rahmen 2 mit einem verlängerten Steuerrohr 6 aufweist, welches von zwei winklig abstehenden Streben 30 stabilisiert wird. Die Lenkstange 5 des Lenkers 4 ist bei dem dargestellten Fahrrad 1 um eine Achse drehbar in dem Steuerrohr 6 aufgenommen. In an sich bekannter Weise weist der Lenker 4 beidseitig je einen Griff 26 auf, an dem der Lenker 4 von einem in der 1 nicht gezeigten Fahrradfahrer mit den Händen erfasst werden kann. Die Griffe 26 des Lenkers 4 sind in einem horizontalen Winkel von 15-17° positioniert, was einer entspannten Haltung zwischen Unterarm und Hand entspricht. Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht vorliegend darin, dass der zur Erzeugung einer zusätzlichen Antriebskraft und zum Erreichen eines Trainingseffektes der Arme sowie des Oberkörpers des Fahrradfahrers vorhandene Vorderradantrieb beidseitig des Lenkers 4 je eine, bei einer Abwärtsbewegung des Lenkers 4 mit einem Zahnradgetriebe 10 in Eingriff befindliche Antriebsstange 8, 9 aufweist. Beide Antriebsstangen 8 und 9 sind mit ihrem lenkerseitigen Ende in je einem, unterhalb des Lenkers 4 vorhandenen, die Schwenkbewegung des Lenkers 4 auf die Antriebsstangen 8, 9 übertragenden Führungsbogen 11, 12 in Lenkrichtung gleitend geführt. Das bedeutet, dass die Lenkbewegung mittels des Lenkers 4 weiterhin uneingeschränkt möglich bleibt, während zusätzlich zu der Lenkbewegung eine Schwenkbewegung des Lenkers 4 in vertikaler Richtung, also um eine Wippachse 7 möglich ist und die dadurch eingeleitete Kraft über die Antriebsstangen 8, 9 auf das Zahnradgetriebe 10 übertragen wird. Die Führungsbögen 11 und 12 dienen also vorliegend der Kopplung des Lenkers 4 mit den Antriebsstangen 8 und 9, wozu die Führungsbögen 11, 12 unterhalb des Lenkers 4 mit dem Lenker 4 über Verbindungsstege 28 verbunden sind. Da die Antriebsstangen 8, 9 bis auf ihre schräg vertikale Bewegung sonst positionsstabil bleiben, muss sich der Lenker 4 bei einer Lenkbewegung um die Kugelköpfe 13 der Antriebsstangen 8, 9 drehen. Zu den Einzelheiten dieser Verbindung und der Ausführung der Führungsbögen wird auf die nachfolgende Schilderung der Darstellungen in den 2 und 3 verwiesen. Um die Möglichkeit zu schaffen, den Lenker 4 in einer horizontalen Position zu fixieren, ist unterhalb des Lenkers 4 eine Fixierungseinrichtung 20 vorhanden, auf deren Einzelheiten nachfolgend noch im Zusammenhang mit der Beschreibung der 5 und 6 näher eingegangen wird.
Die Antriebsstangen 8 und 9 sind am Rahmen 2 jeweils in Führungsbuchsen 19 gleitend geführt aufgenommen und weisen radseitig eine Verzahnungsgeometrie auf, die mit dem Zahnradgetriebe 10 zusammenwirkt, das seinerseits aus mehreren Zahnrädern besteht, wobei zum Beispiel ein erstes Zahnrad 15 mit der Antriebsstange 9 gekoppelt ist und das erste Zahnrad 15 mit einem zweiten Zahnrad 36 in Eingriff steht und das zweite Zahnrad 36 mit einem dritten Zahnrad 17 gekoppelt ist, wobei das Zahnrad 17 zumindest einen Kegelabschnitt aufweist oder ein Kegelrad ist. Das dritte Zahnrad 17 steht darüber hinaus mit wenigstens einem weiteren, die Vorderräder 3 antreibenden Kegelrad 18 in Eingriff. Das Kegelrad 18 ist hierfür mit der Vorderachse 21 wirkverbunden und treibt über die Vorderachse 21 die Vorderräder 3 an, wenn eine der Antriebsstangen 8 oder 9 mittels des Lenkers 4 eine Abwärtsbewegung vollzieht. Bei dem dargestellten Beispiel greift das radseitige Ende der zweiten, nach unten bewegt dargestellten Antriebsstange 8 mit seinem Verzahnungsabschnitt an dem zweiten Zahnrad 16 an, das ebenso wie das Zahnrad 36 mit dem Zahnrad 17 gekoppelt ist. Die Antriebsstangen 8 und 9 stehen bei einer Abwärtsbewegung des Lenkers 4 mit ihrem radseitigen Ende in Eingriff mit dem jeweils korrespondierenden Zahnrad, während sie bei der gegensinnigen Bewegung außer Eingriff der Zahnräder sind, also einen „Leerhub“ ausführen. Das Zahnradgetriebe 10 ist zum Schutz vor Verunreinigungen oder vor Witterungseinflüssen durch ein Gehäuse geschützt, welches in der Darstellung der 1 jedoch nicht gezeigt ist. An der Vorderachse 21 des Fahrrades 1 sind seitlich die beiden Vorderräder 3 angeordnet, die über Kardangelenke 22 mit der Vorderachse 21 verbunden und drehbar an dieser Vorderachse 21 gelagert sind. Bei dem in 1 gezeigten Fahrrad 1 ist der Vorderradantrieb zusätzlich zu dem über die Fußpedale betreibbaren Heckantrieb vorhanden.
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Die 2 stellt einen Blick auf einen Lenker 4 des Fahrrades 1 von oben dar. Die Besonderheit des Lenkers 4 besteht vorliegend darin, dass dieser beidseitig über Verbindungsstege 28 mit je einem Führungsbogen 11 beziehungsweise 12 gekoppelt ist. Dabei befindet sich der Führungsbogen 11 auf der mit Bezug zur Fahrtrichtung F rechten Seite des Lenkers 4 und der Führungsbogen 12 auf der gegenüberliegenden, linken Seite. Die 2 veranschaulicht auch, dass der Lenker 4 neben der herkömmlichen Lenkbewegung eine Schwenkbewegung um die in Fahrtrichtung F orientierte Wippachse 7 vollziehen kann, um dadurch eine zusätzliche Antriebskraft auf die Vorderräder 3 zu übertragen. Die Führungsbögen 11 und 12 sind dabei als Kugelkäfige 14 gestaltet, was nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung der 3 besser verständlich erläutert wird.
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Aus der 3 geht nämlich ausschnittsweise und im Schnitt eine Antriebsstange 8 hervor, die an ihrem lenkerseitigen, oberen Ende einen Kugelkopf 13 aufweist, der in einem korrespondierenden Kugelkäfig 14 des Führungsbogens 11 aufgenommen ist. Der Kugelkäfig 14 verfügt über eine Vielzahl Lagerkugeln 29, sodass die Antriebsstange 8 einerseits eine vertikale Kraft auf das Zahnradgetriebe 10 übertragen kann, die bei der Schwenkbewegung des Lenkers 4 um die Wippachse 7 auf die Antriebsstange 8 eingeleitet wird. Andererseits gleitet bei der Lenkbewegung des Lenkers 4 der Kugelkopf 13 innerhalb des Kugelkäfigs 14 sehr reibungsarm, also ohne einen nennenswerten Widerstand in den Lagerkugeln 29 des Kugelkäfigs 14, sodass dadurch keine Bewegung der Antriebsstange 8 in Lenkrichtung erfolgt.
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Die 4 zeigt schließlich einen schematisch stark vereinfachten, seitlichen Blick auf ein Zahnradlenkgetriebe 23 eines vierrädrigen Fahrrades 1 im Schnitt. Von der in dem Steuerrohr 6 gelagerten Lenkstange 5 wird dabei die Lenkbewegung des Lenkers 4 über ein Kardangelenk 31 und einen sich anschließenden, vertikalen Lenkstangenabschnitt 32 auf das eigentliche Zahnradlenkgetriebe 23 übertragen, welches seinerseits die Lenkbewegung an die Vorderräder 3 weiterleitet. Der Lenkstangenabschnitt 32 überträgt bei dem dargestellten Beispiel über drei hintereinander angebrachte Zahnräder 33 die Lenkbewegungen über Zwischenglieder 34 im Sinne von Spurstangen auf die Vorderräder 3. Um den Vorderradantrieb der Kraft des Fahrradfahrers beziehungsweise der Geschwindigkeit anpassen zu können, kann zusätzlich ein Planetengetriebe 27 zum Einsatz kommen, das in der 4 lediglich angedeutet ist und bei dem ein von der Nabenschaltung bekanntes Ritzel 37 ein Zahnrad 38 über ein Planetengetriebe 27 antreibt. Zur Stabilisierung und um einen Bowdenzug für die Gangschaltung zum Planetengetriebe 27 führen zu können, führt von der anderen Seite des Planetengetriebes 27 ein Rahmenteil 39 zum mittleren vorderen Rahmenteil 6. Das Kegelrad 38 treibt das Kegelrad 18 an, welches seinerseits die Vorderachse 21 antreibt. Andeutungsweise ist in der 4 auch das Zahnradgetriebe zur Einleitung der zusätzlichen Antriebsenergie auf die Vorderachse 21 erkennbar.
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In den 5 und 6 ist jeweils eine Fixierungseinrichtung 20 des Lenkers 4 in einer Offenstellung sowie in einer geschlossenen Stellung dargestellt. Die Fixierungseinrichtung 20 besteht dabei aus einem oberhalb des Steuerrohres 6 auf der Lenkstange 5 angeordneten Blockierungsring 40, der durch eine 90°-Drehung die Schwenkbewegung des Lenkers 4 um die Wippachse 7 freigibt oder blockiert.
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Schließlich veranschaulicht die 7 im linken Bildteil einen Bereich des Rahmens 2 des Fahrrades 1 mit einer Sattelstütze 25 und einem darin eingesetzten Sitzrohr 24. Die Besonderheit besteht vorliegend darin, dass das Sitzrohr 24 eine Neigung in Fahrtrichtung F von etwa β = 6° zu einer Vertikalen aufweist, was dazu führt, dass der andeutungsweise dargestellte Sattel 41 eine Neigung nach vorne, also in Fahrtrichtung F aufweist und sich das Pedalwerk 35 des Hinterradantriebs des Fahrrades 1 mit Bezug zur Fahrtrichtung F hinter dem Sattel 41 befindet. Dies führt dazu, dass der Lendenwirbelbereich des Fahrradfahrers während der Fahrt nicht begradigt wird, sondern seine physiologische und ergonomische Krümmung beibehält und somit die in diesem Bereich befindlichen Bandscheiben nicht einseitig komprimiert werden. Ein weiterer, positiver Effekt ist darin zu sehen, dass auch der Genitalbereich geringer belastet wird, als dies bei herkömmlichen Fahrrädern der Fall ist. Im rechten Bildteil der 7 ist der, bezogen auf die Fahrtrichtung F, rechte, lenkerseitige Bereich des Fahrrades 1 ausschnittsweise dargestellt. Dieser umfasst unter anderem den Lenker 4, der über Verbindungsstege 28 mit dem Führungsbogen 11 verbunden ist, in dem die Antriebsstange 8 gelagert wird. Die Antriebsstange 8 steht an ihrem unteren, radseitigen Ende mit dem Zahnradgetriebe 10 in Eingriff, wenn der Lenker 4 nach unten geschwenkt wird, wie dies zuvor bereits ausführlich beschrieben wurde. Mit dem die Lenkstange 5 aufnehmenden Steuerrohr 6 ist die Strebe 30 unter einem Winkel stoffschlüssig verbunden und weist Führungsbuchsen 19 zur Führung der Antriebsstange 8 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrrad
- 2
- Rahmen
- 3
- Vorderrad
- 4
- Lenker
- 5
- Lenkstange
- 6
- Steuerrohr
- 7
- Wippachse
- 8
- Antriebsstange
- 9
- Antriebsstange
- 10
- Zahnradgetriebe
- 11
- Führungsbogen
- 12
- Führungsbogen
- 13
- Kugelkopf
- 14
- Kugelkäfig
- 15
- Zahnrad
- 16
- Zahnrad
- 17
- Zahnrad (Kegelrad)
- 18
- Zahnrad (Kegelrad)
- 19
- Führungsbuchse
- 20
- Fixierungseinrichtung
- 21
- Vorderachse
- 22
- Kardangelenk
- 23
- Zahnradlenkgetriebe
- 24
- Sitzrohr
- 25
- Sattelstütze
- 26
- Griff
- 27
- Planetengetriebe
- 28
- Verbindungssteg
- 29
- Lagerkugel
- 30
- Strebe
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FORTSETZUNG BEZUGSZEICHENLISTE:
- 31
- Kardangelenk
- 32
- Lenkstangenabschnitt
- 33
- Zahnräder
- 34
- Zwischenglieder
- 35
- Pedalwerk
- 36
- Zahnrad
- 37
- Ritzel
- 38
- Kegelrad
- 39
- Rahmenteil
- 40
- Blockierungsring
- 41
- Sattel
