DE19905130A1

DE19905130A1 - Vorrichtung zum einstellbaren Anbringen einer Lenkstange an die Lenkachse eines Fahrrades oder ähnlich gelenkten Fahrzeuges

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Publication number: DE19905130A1
Application number: DE1999105130
Authority: DE
Original assignee: VIERHEILIG ACHIM
Current assignee: VIERHEILIG ACHIM
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2000-08-10

Abstract

Bisher bekannte verstellbare Lenkervorbauten schaffen keinen für Alltags- oder Sportfahrer brauchbaren Kompromiß im Spannungsverhältnis zwischen erforderlicher Stabilität, stufenloser Verstellbarkeit und erstrebtem geringen Gewicht. Zudem sind alle bekannten und ausreichend stabilen Lenkervorbauten bislang nur mit Hilfe von Werkzeug und damit nicht während der Fahrt verstellbar. DOLLAR A Das Problem wird gelöst durch die Einführung eines zweiten Rohres zur Verbindung von Lenkachse (1) und Lenkstange (6): dem sog. Lenkervorbaurohr (4), neben dem bisher bekannten Vorbaurohr (2). Das veränderliche Element dieses Aufbaus ist das Lenkervorbaurohr (4), das entlang seiner Achse verschoben werden kann und in einer Arretierungsvorrichtung (3) am Ende des Vorbaurohrs (2) gehalten wird. Im Vergleich mit den Drehmomenten, die bei bisher bekannten drehbaren Lenkervorbauten auftreten, können die an den verstellbaren Teilen wirkenden Kräfte bauartbedingt effektiver aufgefangen werden, was sich bei gleicher Stabilität der gesamten Vorrichtung in einem wesentlich leichteren Aufbau bemerkbar macht. Vor allem kann aber dadurch die Arretierungsvorrichtung (3) als Klemmvorrichtung mit Schnellspannverschluß (8) gestaltet werden. Erstmalig wird dadurch ein Verändern der Lenkstangenposition an Fahrrädern ohne Einsatz von Werkzeug und vor allem während der Fahrt möglich. DOLLAR A Durch die bauartbedingte unkomplizierte und schnelle Veränderung der Lenkstangenposition wird somit der Einsatz von verstellbaren ...

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, an Fahrräder und ähnlich gelenkte Fahrzeuge einstellbare Lenkervorbauten anzubringen. Diese einstellbaren Lenkervorbauten erlauben ein zusätzliches Verändern der Zweiradgeometrie und nehmen so Einfluß auf die Körperhaltung des Fahrers, insbesondere auf die Haltung des Oberkörpers.

Wie in Fig. 1a angedeutet, ermöglicht eine relativ tiefe und nach vorne gestreckte Lenkstangenposition eine windschnittige Körperhaltung und somit ein sportliches und widerstandsarmes Fahren. Zusätzlich bewirkt diese Körperhaltung eine besonders effektive Kraftübertragung beim Treten. Eine hohe und nach hinten verlagerte Lenkstangenposition (Fig. 1b) ermöglicht dagegen eine aufrechte Körperhaltung für bequemes Fahren.

Mit dem Verändern der Körperhaltung auf dem Fahrrad geht aber auch eine Gewichtsverlagerung einher, die für fahrtechnisch anspruchsvollere Fahrradfahrer, wie beispielsweise Mountainbiker interessant ist. So geht mit der tiefen Lenkstangenposition eine kopflastige Gewichtsverteilung einher, die vorteilhaft für das Befahren von ansteigendem Gelände ist. Mit der hohen Lenkstangenposition geht eine hecklastige Gewichtsverteilung einher, die vorteilhaft für das Befahren von abschüssigem Gelände ist.

In DE 295 01 088.6 wird ein Lenkervorbau beschrieben, der ein längenverstellbares Vorbaurohr zeigt. DE 295 05 646.0, DE 196 35 762 A1, DE 296 03 545 U1 und DE 195 03 352 A1 zeigen eine Vorrichtung, die ein Vorbaurohr besitzt, das drehbar an die Lenkachse angebracht wird.

Es ist weiterhin bekannt, an Fahrräder und ähnlich gelenkte Fahrzeuge verschlungene Lenkerformen (Triathlon-Lenker, "Hörnchen", "Hornlenker", etc.) anzubringen, die Veränderungen der Körperhaltung durch Umgreifen am Lenker ermöglichen.

Die oben beschriebenen Veränderungen der Körperhaltung von Zweiradfahrern durch einstellbare Lenkervorbauten sind nur durch schnell und unkompliziert verstellbare Systeme sinnvoll zu realisieren. Bei allen bisher bekannten einstellbaren Lenkervorbauten ist jedoch meist aus Stabilitätsgründen der Einsatz von Werkzeug notwendig, um die Lenkstangenposition zu verändern.

Die in der Veröffentlichung DE 295 05 646.0 vorgeschlagene Vorrichtung zeigt den bekanntesten und bisher am meisten verbreiteten Typ von verstellbaren Lenkervorbauten. Dabei ist das Vorbaurohr drehbar an der Lenkachse angebracht. Eine Verstellung dieses Vorbaus bringt somit gleichzeitig eine ungewollte Verdrehung der Lenkstange mit sich, die dann zusätzlich selbst verdreht werden muß, damit sich die Bedienelemente (Brems- und Schaltungsgriffe) wieder in der Ursprungslage befinden. Auch andere Vorbauten bergen sehr ähnliche Probleme. Zudem wirken durch den langen Hebel (bestimmt durch die Länge des Vorbaurohres) enorme Drehmomente auf die drehbare Verbindung zwischen Vorbaurohr und Lenkachse. Diesen Drehmomenten muß durch einen stabilen Aufbau dieser drehbaren Verbindung Rechnung getragen werden, was sich in einem meist notwendigen Einsatz von Werkzeug, einem deutlich erhöhten Gewicht und einer meist sehr mangelhaften Feinheit der Verstellung bemerkbar macht.

Die in der Veröffentlichung DE 295 01 088.6 vorgeschlagene Vorrichtung zeigt erstmalig ein Vorbaurohr, dessen Länge variabel ist. Wie zuvor ist diese Veränderung jedoch nur mit Hilfe von Werkzeug möglich. Zudem bewirkt diese Veränderung eine Verschiebung der Lenkstange in eine Richtung, die mit der ergonomisch sinnvollen Richtung praktisch einen rechten Winkel bildet.

Eine schnelle und unkomplizierte Veränderung der Lenkstangenposition und somit der Körperhaltung ist mit den bisher bekannten Systemen nicht möglich.

Für die fahrtechnisch anspruchsvolleren Disziplinen, wie beispielsweise dem Mountainbiken oder dem Trial, in denen die Belastungen auf den Lenkervorbau besonders hoch werden können, ist jedoch die Stabilität nahezu aller bisher bekannten Systeme unzureichend. Zudem liegt das Gewicht dieser verstellbaren Lenkervorbauten deutlich über dem Gewicht von nicht verstellbaren Vorbauten. Der Gewichtsvorteil von besonders leichten und damit zumeist auch teueren Fahrrädern wird dadurch zunichte gemacht. Ein weiterer Nachteil ist, daß dieses zusätzliche Gewicht nur auf die Frontpartie des Rades wirkt. Das Fahrrad wird dadurch kopflastig und zeigt eine deutlich verschlechterte Fahrcharakteristik. Zudem machen im Sportbereich nur verstellbare Lenkervorbauten Sinn, mit denen schnell und unkompliziert auf veränderliche Fahr- und Geländeanforderungen reagiert werden kann.

Wegen all dieser Nachteile kommen bei fahrtechnisch anspruchsvollen Disziplinen und im Sportbereich bisher fast ausschließlich feste Lenkervorbauten zum Einsatz, obwohl gerade hier der Einsatz von verstellbaren Vorbausystemen interessant wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es, im Spannungsverhältnis zwischen erforderlicher Stabilität, unkomplizierter und flexibler Verstellung, notwendiger Feinheit der Verstellung und minimalem Gewicht ein neuartiges Lenkervorbausystem zu entwickeln, das den Einsatz von verstellbaren Lenkervorbauten für Alltagsfahrer sinnvoll und vor allem für Mountainbiker und im Sportbereich erst möglich macht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche 1-6 gelöst.

Die Verbindung zwischen der Lenkachse (1) und Lenkstange (6) besteht hierbei neben dem bekannten Vorbaurohr (2) (das fest mit der Lenkachse (1) verbunden ist), erstmalig aus einem zweiten Rohr, dem sog. Lenkervorbaurohr (4). Dieses ist im wesentlichen oberhalb des bekannten Vorbaurohres (2) angebracht, kann entlang seiner Achse verschoben werden, und wird durch eine Arretierungsvorrichtung (3) am Ende des Vorbaurohres gehalten. Dadurch wird das Verstellen der Lenkstangenposition nicht mehr über ein Verdrehen, sondern über ein Verschieben von Bauteilen zueinander erreicht. Die auf die verstellbaren Teile des Aufbaus wirkenden Kräfte können bauartbedingt besser aufgefangen werden, als die Drehmomente, die bei den bisher bekannten Aufbauten auftreten. Dies hat entscheidende Vorteile gegenüber bekannten Systemen:

- Die verstellbaren Teile des Aufbaus können wegen der geringeren mechanischen Belastung wesentlich weniger aufwendig und somit gewichtssparender gestaltet werden, als bei bekannten verstellbaren Systeme. Der Gewichtsnachteil gegenüber bekannten nicht verstellbaren Systemen fällt damit wesentlich geringer aus.
- Die Arretierungsvorrichtung (3), in der das Lenkervorbaurohr (4) verschoben und gehalten wird, kann als Klemmvorrichtung gestaltet werden, die mit einem Schnellspannverschluß (8) bedient werden kann, ähnlich der Arretierungsvorrichtung einer Sattelstange im Rahmen. Die Lenkstangenposition kann somit schnell und unkompliziert während der Fahrt ohne Werkzeug verstellt werden.
- Die Lenkstange kann in jeder beliebigen Position zwischen der höchsten und der tiefsten arretiert werden. Die Feinheit der Verstellung übertrifft dabei alle bekannten Systeme.
- Die Befestigung des Vorbaurohres (2) an der Lenkachse (1) kann durch alle gängigen Systeme realisiert werden ("ahead"-System, Systeme mit einem sog. "Lenkerschaftrohr", Doppelrohrgabel, etc.), womit dieser Aufbau für alle Fahrräder und ähnlich gelenkten Fahrzeuge verwendbar ist.
- Mit der Veränderung der Lenkstangenposition geht kein Verdrehen der Lenkstange (6) mehr einher, wodurch Bedienelemente (Brems- und Schaltungsgriffe) weiterhin in der gewohnten Position stehen.

Durch den bauartbedingten einfachen Verstellmechanismus der Lenkstangenposition kann der Fahrradfahrer in unkomplizierter Art und Weise zwischen einer tiefen und windschnittigen, einer hohen und bequemen Körperhaltung und allen Zwischenpositionen wählen.

Die Auswirkungen der Lenkstangenposition auf die Gewichtsverteilung und somit auf die Fahrcharakteristik des Zweirades wurden bereits weiter oben erläutert. Durch die bauartbedingte einfache Handhabung des Verstellmechanismus kann auf schnelle und unkomplizierte Art und Weise auf Veränderungen der Fahr- und Geländeanforderungen reagiert werden. Die Gewichtsverteilung, bedingt durch die Lenkstangenposition, muß somit keinen Kompromiß mehr bilden sondern kann in extremer Art und Weise verändert werden. Speziell für das Befahren von extrem abschüssigem Gelände ist es notwendig, eine besonders hecklastige Gewichtsverteilung zu erreichen, um die Gefahr des Vorneüberkippens zu minimieren. Dies ist bei Fahrrädern mit festem Lenkervorbau nur durch ein zeitraubendes Verändern der Sattelhöhe möglich. Bei dem hier vorgestellten Lenkervorbau kann eine wesentlich stärker hecklastige Gewichtsverteilung direkt von der hohen Lenkstangenposition aus eingenommen werden (Fig. 1c), ohne zeitraubendes Verändern der Sattelhöhe notwendig zu machen.

Im Vergleich zu Fahrrädern mit festem Lenkervorbau ist generell das Befahren von steileren Passagen, sowohl bergauf als auch bergab, möglich. Der Einsatzbereich eines Mountainbikes wird wesentlich erweitert, da mit einem Handgriff aus einem idealen "Cross Country"-Bike ein ideales "Downhill"-Bike wird.

Die bauartbedingte Stabilität und die unkomplizierte Veränderung des Aufbaus macht somit den Einsatz eines verstellbaren Lenkervorbaus im Mountainbikesport erstmals in sinnvoller Art und Weise möglich.

Durch die bauartbedingte einfache und sichere Verstellung der Lenkstangenposition auch während der Fahrt wird zudem die weitverbreitete Verwendung von komplizierten und verschlungenen Lenkerformen überflüssig. Das Verletzungsrisiko bei einem eventuellen Unfall wird dadurch erheblich reduziert und auch die Gefahr eines Unfalls selbst wesentlich herabgesetzt, da wichtige Bedienelemente wie Brems- und Schaltungshebel immer, ohne vorheriges Umgreifen, erreichbar sind.

Mit dem hier vorgeschlagen Lenkeraufbau ist außerdem eine Anpassung der Zweiradgeometrie an Fahrer mit verschiedenen Körpergrößen möglich.

In einer Ausführungsvariante ist das Lenkervorbaurohr (4) nicht gerade, sondern gekrümmt gestaltet (Fig. 5a). Eine solche Krümmung hat neben ergonomischen Vorteilen den positiven Effekt, daß beim Verschieben des Lenkervorbaurohrs (4) in der Klemmvorrichtung (3) gleichzeitig der Winkel der Bedienelemente an der Lenkstange (6) in kontrollierter Art und Weise verändert wird, und zwar in der gewünschten Richtung:
steilerer Winkel der Bedienelemente bei tiefer Lenkstangenposition; flacherer Winkel bei hoher Lenkstangenposition.

Vor allem für die Gruppe der Touren- und Alltagsfahrer ist ein weiteres Ausführungsbeispiel interessant. Hierbei ist die Arretierungsvorrichtung (3) nicht starr, sondern drehbar mit dem Vorbaurohr (2) verbunden. Diese drehbare Verbindung ist entweder mit einer Feststellvorrichtung versehen, die ein zusätzliches Verändern des Winkels β erlaubt, oder mit einem integriertem Feder- und Dämpfungselement (Fig. 5b). Hierbei ändert sich beim Verschieben des Lenkervorbaurohres (4) der Hebel, über den das Zweirad Kräfte an die Lenkstange (6) weitergibt, und zwar in der gewünschten Richtung:
straffere Federung bei tiefem Lenker; weichere Federung bei hohem Lenker.

Beschreibung

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2, 3 zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es besteht aus einem Vorbaurohr (2), das mit der Lenkachse (1) den Winkel α bildet und im wesentlichen nach vorne zeigt. Die Anbringung des Vorbaurohres (2) an die Lenkachse (1) kann auf bekannte Art realisiert werden. In Fig. 2, 3 ist eine Befestigung nach dem Vorbild des "ahead-Systems" angedeutet. Am vorderen Ende des Vorbaurohrs (2) befindet sich eine Arretierungsvorrichtung (3), mit dessen Hilfe das Lenkervorbaurohr (4) gehalten wird. Die Arretierungsvorrichtung (3) kann wie angedeutet als Klemmvorrichtung (3) mit Schnellspannverschluß (8) gestaltet werden. Das Lenkervorbaurohr (4) bildet mit dem Vorbaurohr (2) den Winkel β. Am hinteren Ende des Lenkervorbaurohrs (4) befindet sich eine Klemmvorrichtung (5), die die Lenkstange (6) in bekannter Art und Weise aufnimmt. Das Lenkervorbaurohr (4) kann in der Klemmvorrichtung (3) entlang seiner Achse verschoben werden und in jeder Stellung zwischen der tiefsten und der höchsten Position arretiert werden. Das Lenkervorbaurohr ist gegen versehentliches Herausziehen gesichert, beispielsweise durch eine Sicherungsschraube (7) wie im Ausführungsbeispiel Fig. 2, 3 gezeigt, durch eine Verdickung des Lenkervorbaurohres (4) am vorderen Ende oder durch eine sinngemäße Vorrichtung. Die tiefste Lenkstangenposition wird durch den Winkel α, sowie durch die Länge des Vorbaurohres (2) bestimmt. Die höchste Lenkstangenposition wird zudem durch den Winkel β sowie die Länge des Lenkervorbaurohrs (4) bestimmt. Der Schnellspannverschluß (8) an der Klemmvorrichtung (3) ist so angebracht, daß er gut erreichbar ist, wobei auch andere Varianten der Anbringung, als die in Fig. 2, 3 angedeutete, möglich sind. Das Lenkervorbaurohr (4) ist gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen um seine Achse beim Verschieben in der Arretierungsvorrichtung (3) durch bekannte Vorrichtungen gesichert. Dies kann beispielsweise durch einen nicht- kreisförmigen Querschnitt von Lenkervorbaurohr (4) und Arretierungsvorrichtung (3) (Fig. 4a), durch eine Nut im Lenkervorbaurohr (4) mit korrespondierendem Zapfen in der Arretierungsvorrichtung (3) (Fig. 4b) erreicht werden (die Blickrichtung der Fig. 4a, b ist die Achse des Lenkervorbaurohres (4)). Auch andere Ausführungsbeispiele dieser Sicherung gegen ungewoltes Verdrehen des Lenkervorbaurohres (4) sind möglich, beispielsweise eine Gestaltung des Lenkervorbaurohres (4) als Doppelrohr und einer entsprechenden Klemmvorrichtung (3). Somit ist ein gefahrloses Verstellen des Lenkervorbaurohrs (4) in der Klemmvorrichtung (3) während der Fahrt möglich.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Lenkervorbaurohr (4) nicht gerade, sondern gebogen gestaltet (Fig. 5a). Die möglichen Arrefierungspositionen der Lenkstange befinden sich somit nicht mehr auf der geraden Verbindung zwischen der höchsten und der tiefsten Position, sondern bilden einen beliebig gekrümmten Weg, der den ergonomischen Erfordernissen von Fahrradfahrern evtl. besser Rechnung trägt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Arretierungsvorrichtung (3) nicht starr, sondern drehbar um den Winkel β an das Vorbaurohr (2) angebracht. Die drehbare Verbindung ist entweder mit einer Feststellvorrichtung oder mit einem integriertem Feder- und Dämpfungselement (Fig. 5b) versehen. Hierbei ändert sich der Hebel der Lenkstange (6) auf das Federelement, je nach Position des Lenkervorbaurohrs (4) innerhalb der Arretierungsvorrichtung (3). Bei tiefer und sportlicher Lenkstangenposition wird ein straffes Federverhalten erzielt, bei hoher und bequemer Lenkstangenposition wird ein weiches Federverhalten erzielt.

Beschreibung der Zeichnungen

1. Illustration der verschiedenen Körperhaltungen eines Fahrradfahrers
- a) Körperhaltung bei relativ tiefer Lenkstangenposition
- b) Körperhaltung bei relativ hoher Lenkstangenposition
- c) Körperhaltung für besonders hecklastige Gewichtsverteilung bei hoher Lenkstangenposition
2. Perspektivische Ansicht des vorgeschlagenen Lenkervorbaus
3. Seitenansicht des vorgeschlagenen Lenkervorbaus
4. Ausführungsbeispiele für die Sicherung gegen ungewolltes Verdrehen des Lenkervorbaurohres (4) beim Verschieben in der Arretierungsvorrichtung (3). Blickrichtung ist hierbei die Achse des Lenkervorbaurohres (4)
- a) nicht-kreisförmiger Querschnitt von Lenkervorbaurohr (4) und Arretierungsvorrichtung (3)
- b) Nut im Lenkervorbaurohr (4) mit korrespondierendem Zapfen in der Arretierungsvorrichtung (3)
5. Weitere Ausführungsbeispiele
- a) Lenkervorbausystem mit gekrümmtem Lenkervorbaurohr (4)
- b) Lenkervorbausystem mit integriertem Feder- und Dämpfungselement.

Bezeichnungen

1

Lenkachse

2

Vorbaurohr

3

Arretierungsvorrichtung bzw. Klemmvorrichtung

4

Lenkervorbaurohr

5

Klemmvorrichtung zum Aufnehmen der Lenkstange

6

Lenkstange

7

Sicherungsschraube gegen ungewolltes Herausziehen des Lenkervorbaurohres (

4

)

8

Schnellspannverschluß

Claims

1. Vorrichtung zum einstellbaren Anbringen einer Lenkstange (6) an die Lenkachse (1) eines Fahrrades oder ähnlich gelenkten Fahrzeuges (Lenkervorbau), gekennzeichnet durch:
das Vorbaurohr (2), das an einer Seite auf bekannte Art und Weise (Fig. 2, 3) mit der Lenkachse (1) verbunden ist, mit dieser einen Winkel α bildet, an der anderen Seite eine Arretierungsvorrichtung (3) besitzt, mit dessen Hilfe das Lenkervorbaurohr (4) gehalten wird, das entlang seiner Achse in der Arretierungsvorrichtung (3) verschiebbar ist, mit dem Vorbaurohr (2) den Winkel β bildet, und an dessen hinterem Ende sich eine weitere Klemmvorrichtung (5) befindet, die die Lenkstange (6) in bekannter Art und Weise aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
die Arretierungsvorrichtung (3), die als Klemmvorrichtung gestaltet ist und mit Hilfe eines Schnellspannverschlusses (8) oder einer herkömmlichen Schraube betätigt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
das Lenkervorbaurohr (4), das gegen Verdrehen um seine Achse beim Verschieben in der Arretierungsvorrichtung (3) gesichert ist, beispielsweise realisiert durch einen nichtkreisförmigen Querschnitt (Fig. 4a), eine Nut im Lenkervorbaurohr (4) mit korrespondierendem Zapfen in der Arretierungsvorrichtung (3) (Fig. 4b), einer Gestaltung des Lenkervorbaurohres (4) als Doppelrohr, oder durch eine sinngemäße Vorrichtung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
das Lenkervorbaurohr (4), das an seinem vorderen Ende gegen versehentliches Herausziehen nach hinten gesichert ist, beispielsweise durch eine Sicherungsschraube (7), eine Verdickung des Lenkervorbaurohres (4) oder durch eine sinngemäße Vorrichtung.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
das Lenkervorbaurohr (4), das gerade (Fig. 2, 3) oder gekrümmt (Fig. 5a) gestaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
die Arretierungsvorrichtung (3), die starr (Fig. 2, 5a) oder drehbar (Fig. 5b), und mit einem Feder- und Dämpfungselement oder einer Feststellvorrichtung ausgestattet, am Vorbaurohr (2) befestigt ist.