DE19924160A1

DE19924160A1 - Während der Fahrt verstellbarer Vorbau für Fahrräder

Info

Publication number: DE19924160A1
Application number: DE1999124160
Authority: DE
Inventors: Peter Wolfgang Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 1999-05-26
Publication date: 2001-01-25

Abstract

Das gleichzeitige Drücken zweier Hebel am Vorbau entriegelt einen Mechanismus, der es erlaubt, den Vorbauwinkel z. B. im Bereich von 0 bis 80 , in Schrittweiten von 10 , zu verändern. Beim Drücken der Betätigungshebel lösen sich beide Klinken aus der Verzahnung eines Zahnkranzes gegen die Federkräfte der Rückholfedern und der federnden Druckstücke. DOLLAR A Damit kann sich der Vorbau um dasjenige Teil des Gelenkvierecks, das am Gabelschaftrohr befestigt ist, drehen. Gleichzeitig dreht sich das gegenüberliegende Teil des Gelenkvierecks, das den Lenker trägt, um das gleiche Drehmaß, so daß die Schalter und Bremsgriffe in ihrer idealen Position zum Arm des Fahrers bleiben. Der Fahrer drückt, unterstützt durch die Kraft zweier Rückstellfedern, den Vorbau in die gewünschte Position. Dabei rasten die federnden Druckstücke alle 10 deutlich spürbar ein, ohne zu blockieren. DOLLAR A Beim Loslassen der Betätigungshebel greifen die Klinken damit zwangsgesteuert in den Zahnkranz ein, während die Rückholfedern für die sichere Verriegelung sorgen. DOLLAR A Der erreichte Vorteil ist die Verstellbarkeit des Vorbaus während der Fahrt.

Description

2.1 Die Aufgabenstellung

Der während der Fahrt verstellbare Vorbau für Fahrräder in konventioneller Ausführung (mit Keil) oder in "aheadset"-Ausführung.

10-fach kugelgelagerte Parallelogrammführung mit "Zwangssteuerung" auf halbkreisförmigem Zahnkranz; Zwangssteuerung in doppelter Ausführung (Redundanz) aus Sicherheitsgründen; Bedienung über zwei unabhängig funktionierende Hebel.

2.2 Die Beschreibung Titel

Der während der Fahrt verstellbare Vorbau für Fahrräder (der erreichte Vorteil).

Stand der Technik mit Fundstellen Derzeitiger Stand der Technik

Der Vorbau an konventionellen Fahrrädern ist in der Länge und im Winkel nicht veränderbar. Seit einigen Jahren bietet der Markt auch verstellbare Vorbauten an, die zwei Nachteile haben: 1. der Verstellbereich ist eingeschränkt und 2. beim Verstellen wird der Lenker um den einen Drehpunkt mit verdreht, woraus folgt, daß die Brems - und Schaltgriffe ihre Idealposition verlassen. Die Verstellung ist nur mit Hilfe eines Schlüssels oder eines Hebels ohne Gefahr im Stillstand möglich. Siehe auch folgende Fundstellen DE 42 30 954 A1, G 92 12 076.8, G 92 08 082.0 oder EP 0 736 447 A1, etc.

Das Problem

Es soll an einem handelsüblichen sportlichen "Mountainbike" erörtert werden: Schon beim Kauf ergibt sich neben der Rahmengröße das Problem der Sitzposition. Die sportliche Sitzposition (langer Vorbau mit einem Winkel von etwa 10°) ist ideal für schnelle Runden in der Ebene oder für das Bergfahren. Beim gemütlichen Fahren in der Stadt oder in Wandergruppen (langsamere Fahrt) ist eine aufrechtere Sitzposition auf Dauer schmerzfreier für das Kreuz. Schnelles und steiles Bergabfahren (downhill) erfordert eine noch höhere Vorbauposition. Wofür soll sich der Käufer entscheiden? Mit dem Kauf eines nicht verstellbaren Vorbaus ist er festgelegt.

Die Erfahrung zeigt, daß verstellbare Vorbauten meist in einer Position gefahren werden, weil die Verstellung zu umständlich ist und meist nur mit Werkzeugeinsatz möglich ist.

Die Lösung

Der während der Fahrt verstellbare Vorbau: Das gleichzeitige Drücken zweier Hebel am Lenker bzw. Vorbau entriegelt einen Mechanismus, der den Vorbauwinkel z. B. bis zu 80° verstellbar macht. Alle 10° spürt der Radfahrer eine Rasterung, in die nach Loslassen der beiden Hebel der Vorbau zwangsweise einrastet. Seinem Gewichtsanteil auf dem Lenker wirkt eine entsprechende Federrückstellkraft entgegen (im Idealfall: Gleichgewicht der Kräfte).

Es ist auch möglich, den vollen Verstellbereich oder jeden beliebigen Zwischenwert direkt anzusteuern und zu nutzen.

Erreichte Vorteile

Der Käufer muß sich beim Kauf nicht auf eine Vorbaulänge mit einem Winkel festlegen. Der sportliche Fahrer wird sehr schnell die Vorteile der Variabilität zu nutzen lernen.

2.3 Beschreibung eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele Mit Zeichnungen und Bezugszeichen Vorüberlegungen

Am Beispiel eines 1,85 m großen Radfahrers auf einem handelsüblichen Mountainbike mit der Rahmenhöhe 19,5 Zoll, einer Oberrohrlänge von 57 cm, einer Vorbaulänge von 13 cm und einem angenommenen Vorbauwinkel vom 0° gegenüber der Horizon talen. Der Vorbau soll hier einen Verstellbereich von 80° haben.

Die Position der aufgenommenen Drehpunkte D₁ (Hüftgelenk), D₂ (Schultergelenk) und D₃ (Lenkergriff) kann man der Fig. 5 entnehmen.

Ergebnis

Während das Hüftgelenk D₁ fixiert bleibt, verlagert sich das Schultergelenk D₂ bei einer Drehung des Vorbaus (13 cm Länge) um 80° um rund 18 cm nach oben hinten. Dabei verändert die Linie "Schultergelenk-Lenkergriff-Hand auf Bremshebel" ihre Position bezüglich des parallel geführten Lenkers um etwa 2-3°. Diese Verdrehung ist vernachlässigbar. Falls dennoch eine Korrektur gewünscht wird, kann man über das Parallelogramm ein Gelenkviereck bauen, bei dem zwei gegenüberliegende Seiten parallel, aber nicht gleich lang sind.

Fig. 6 zeigt die wesentlichen Winkel zur Positionierung des verstellbaren Vorbaus bei einem angenommenen Drehwinkel von 80° (Verstellbereich).

Der Lenkrohrwinkel beträgt bei einem handelsüblichen Mountainbike 71°. Daraus resultiert ein Winkel für das keilförmige Bauelement (K) von 21°. In der Mittellage (Verdrehwinkel 40°) steht der Vorbau genau senkrecht auf dem keilförmigen Bauelement. Aus dieser Lage kann der Vorbau um je 40° in positiver und negativer Drehrichtung verstellt werden.

Fig. 1 zeigt einen Seitenriß des Vorbaus in der Mittellage (40°, senkrecht zum keilförmigen Bauelement K).

Fig. 2 zeigt im Seitenriß einige technische Details, die zur besseren Kennzeichnung numeriert sind.

Bezugszeichenliste Beschreibung der Details aus Fig. 2 - Punkte 1 bis 5 Gelenkviereck (arretierbare Parallelkurbel)

1. 1 obere Parallelogrammführung (Hebel) mit
- 1. 1.1 Lenkerklemmung
2. zwei Rückstellfedern
3. kreissegmentförmiger Zahnkranz (16 Vertiefungen - alle 10°)
4. Klinke mit
- 1. 4.1 Nase, die in die Verzahnung eingreift
- 2. 4.2 federnde Druckstücke
- 3. 4.3 Rückholfeder
- 4. 4.5 Drehpunkt der Klinke
5. 5 untere Parallelogrammführung (Hebel)
- 1. 5.1 keilförmiges Bauelement K
- 2. 5.2 Gabelschaftrohrbefestigung

Fig. 3 zeigt den verstellbaren Vorbau im Seitenriß in maximaler Auslenkung (80°)

Fig. 4 zeigt den verstellbaren Vorbau im Seitenriß in minimaler Auslenkung (0°)

Die Klinke (4) rastet alle 10° ein.

Es gibt also 9 verschiedene Einrastpositionen: 0°; 10°; 20°; 30°; 40°; 50°; 60°; 70°; 80°; Bei dieser Feinrasterung wird jeder Fahrer seine individuelle und momentane Position finden können.

Die Lenkerklemmung (1.1) am oberen Hebel (1) läßt sich in verschiedenen Längen anfertigen.

Ebenso lassen sich die Hebel (1) und (5) in verschiedenen Längen anfertigen.

So können alle handelsüblichen Vorbaulängen angeboten werden.

Bei einer in Längsrichtung verstellbaren Version kann der Mechanismus vorteilhaft in der Lenkerklemmung (1.1) untergebracht werden.

3.0 Funktionsbeschreibung der Anmeldung

Im folgenden Beispiel soll davon ausgegangen werden, daß der Vorbau sich in der 40°-Position (senkrecht zum keilförmigen Bauteil K) befindet.

3.1 Der Radfahrer will einen steilen Berg erklimmen und möchte den Vorbau in der 10°-Position einrasten lassen

Dazu drückt der Fahrer mit dem Daumen auf den Betätigungshebel (4.4) und erreicht, daß die Nase der Klinke (4.1) sich aus der Verzahnung des Zahnkranzes (3) löst (dies geschieht gegen die Federkräfte der Rückholfeder (4.3) und der Druck stücke (4.2)). Damit kann sich der Vorbau um das keilförmige Bauteil K (5.1) drehen. Der Fahrer drückt nun gegen die Kraft der beiden Rückstellfedern (2) den Vorbau nach unten.

Bei dieser Schwenkbewegung rasten die federnden Druckstücke (4.2) alle 10° deutlich spürbar ein; sie blockieren aber nicht.

In der 10°-Position läßt der Fahrer den Betätigungshebel (4.4) los. Die Klinke (4) mit ihrer Nase (4.1) rastet nun in die Verzahnung des Zahnkranzes (3) bei 10° ein. Die federnden Druckstücke (4.2) sind so angebracht, daß die Nase (4.1) jeweils genau in die Verzahnung des Zahnkranzes (3) einrastet (Zwangssteuerung).

Die Rückholfeder (4.3) sorgt für die sichere Verriegelung des Vorbaus.

Aus Sicherheitsgründen (Redundanz) ist es vorteilhaft, eine Ausführung mit zwei Klinken (3) vorzusehen, die durch zwei Betätigungshebel (4.4) unabhängig voneinander bedienbar sind. Je ein Daumen der linken bzw. der rechten Hand bedient je einen Betätigungshebel (4.4). Nur wenn beide Hebel gedrückt werden, wird die Verstellung des Vorbaus ermöglicht. Versehentliches Drücken eines Hebels löst den Mechanismus noch nicht aus.

3.2 Will der Radfahrer eine steile Strecke bergab fahren, wäre beispielsweise eine 60°-Vorbau position wünschenswert

Wie unter 3.1 beschrieben, drückt der Fahrer beide Betätigungshebel, zieht den Vorbau in die 60°-Position und läßt die Betätigungshebel los.

Die Rückholfeder sorgt für sicheres Einrasten der Nase der Klinke in den Zahnkranz. Der Vorbau ist nun wieder sicher verriegelt.

Die Flanken der Verzahnung des Zahnkranzes sind wie die Flanken der Nase der Klinke in radialer Richtung geschnitten. Dadurch kann ein Druck auf den Lenker durch den Fahrer keine rückstellende Kraft in Richtung Öffnung der Klinke bewirken.

Claims

1. Arretierbare Parallelkurbel (Gelenkviereck) zur Lageveränderung von Gegenständen, insbesondere verstellbarer Lenkervorbau für Fahrräder, mit zwei kurzen und zwei langen Gliedern, die ein Parallelogramm bilden, wobei das eine der beiden kurzen Glieder Teil eines Gestells ist, das andere der beiden kurzen Glieder den in seiner Lage zu verändernden Gegenstand trägt und die beiden langen Glieder als schwenkbare Hebel ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Glieder der Parallelkurbel mit einem kreissegmentförmigen Zahnkranz fest verbunden ist, in den eine an dem gegenüberliegenden Glied der Parallelkurbel gelagerte Klinke eingreift, die durch einen manuell bedienbaren Betätigungshebel entriegelbar ist.

2. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kreissegmentförmige Zahnkranz (3) an einem der schwenkbaren Hebel (1) befestigt ist und die Klinke (4) an dem gegenüberliegenden schwenkbaren Hebel (5) gelagert (4.5) ist.

3. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (3) halbkreisförmig ausgebildet ist und die Verzahnung eine Teilung von ca. 10° aufweist.

4. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (4) dreiarmig ausgebildet ist, wobei der erste Arm mit einer Nase (4.1) für den Eingriff in die Verzahnung versehen ist, der zweite Arm ein federndes Druckstück (4.2) zur Rastung in der Verzahnung aufweist und am freien Ende des dritten Armes der Betätigungshebel (4.4) angelenkt ist und eine Rückholfeder (4.3) angreift.

5. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Nase (4.1) und dem federnden Druckstück (4.2) der Klinke (4) einem Mehrfachen der Teilung der Verzahnung entspricht.

6. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der Verzahnung und die Flanken der Nase gerade geschnitten sind.

7. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Parallelkurbel in der einen Richtung durch Federkraft und in der andern Richtung gegen die Federkraft manuell erfolgt.

8. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelkurbel durch zwei Rückstellfedern (2) nach oben bewegbar ist.

9. Arretierbare Parallelkurbel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Klinken (4) für den Eingriff in den kreissegmentförmigen Zahnkranz (3) vorhanden sind, die durch zwei unabhängig voneinander manuell bedienbare Betätigungshebel (4.4) entriegelbar sind.

10. Arretierbare Parallelkurbel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Lenkervorbau für Fahrräder ausgebildet ist, wobei eines der kurzen Glieder (5.2) mit einer Gabelschaftrohrbefestigung verbunden ist und das gegenüberliegende kurze Glied ein Klemmstück (1.1) für den Lenker trägt.

11. Arretierbare Parallelkurbel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem kurzen Glied und der Gabelschaftrohrbefestigung ein sich nach unten in einem Winkel von ca. 21° erweiterndes keilförmiges Bauelement (5.1) eingefügt ist.

12. Arretierbare Parallelkurbel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil einer einstellbaren Leuchte ist.

13. Arretierbare Parallelkurbel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil eines höhenverstellbaren Tisches ist, wobei eines der Glieder mit dem Fuß des Tisches verbunden ist und das gegenüberliegende Glied die Tischplatte trägt.