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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1
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Damit beim Radfahren der Luftwiderstand, welcher der Beschleunigung des Fahrrades entgegenwirkt möglichst gering ist, muss der Fahrer eine nach vom geneigte, gewissermaßen liegende Fahrhaltung, einnehmen.
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Eine solche Fahrhaltung ergibt sich, wenn der Fahrer auf dem Sattel sitzend den Lenker des Fahrrades ergreift.
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Es gibt unterschiedliche Lenkerformen, je nachdem, welche Fahrhaltung vorrangig eingenommen werden soll. Bei den meisten Lenkern besteht die Möglichkeit die Griffweise zu wechseln, so dass bei Ober- oder Untergriff die Vorneigung des Rumpfes variiert werden kann. Auch die Länge des Vorbaus hat Einfluss auf die Fahrhaltung.
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In jeden Fall ist die Einnahme einer bestimmten Fahrhaltung immer mit dem Einsatz von zusätzlicher Muskelkraft verbunden.
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Dies führt zu Belastungen der Arme, der Schultern, der Handgelenke und des Rückens. Besonders bei länger andauernden Fahrten führt das zu entsprechenden Muskelverkrampfungen, zum Ertauben der Hände und zu Sitzproblemen.
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Um eine aerodynamische Fahrhaltung dauerhaft einzunehmen und Handgelenke und Arme zu schonen wurde der so genannte Trialenker entwickelt. Hier werden die Ellenbogen auf bestimmte Patts aufgelegt. Die Steuerung des Fahrrades wird dadurch allerdings erschwert und beim Bremsen müssen die Ellenbogen von den Patts genommen wenden. Außerdem sind Schultern, Rücken und Gesäß weiterhin belastet.
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Um eine entspannte, aber trotzdem aerodynamisch günstige Fahrhaltung einnehmen zu können, wunden Liegeräder entwickelt.
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Liegeräder sind Fahrräder mit meist nach hinten geneigten Sitz- oder Liegevorrichtungen. Das Tretlager und die Pedale sind vorne angebracht und der Lenker befindet entweder vor dem Oberkörper (Oberlenker) oder unter und neben dem Sitz (Unterlenker). Es gibt aber auch so genannte Bauchlieger, bei denen der Rumpf des Fahrers auf einer speziellen Auflagefläche liegt. Der Lenker ist hier vorne und Tretlager und Pedale sind hinten. Bauchlieger haben sich in der Praxis nicht bewahrt. Die Übersicht beim Fahren ist hier stark beeinträchtigt und die Kraftübertragung auf die Pedalen ist hier nicht optimal.
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Alle Liegeräder basieren auf speziellen Rahmenkonstruktionen mit verschiedene Spezialteilen, wie spezielle Sitze, Lenker, Kettenführungen, usw.. Sie sind für ganz bestimmte Fahreigenschaften ausgelegt.
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Daraus ergeben sich zwar Vorteile aber auch Nachteile gegenüber klassischen Fahrradkonstruktionen mit Diamantrahmen.
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Vorteile der Liegeräder gegenüber klassischen Fahrrädern ergeben vor allem sich durch die Sitzposition.
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Der Fahrer nimmt eine sehr entspannte Fahrhaltung ein, ohne Belastung der Hände, der Arme, der Schultern und des Rückens. Es gibt praktisch keine Sitzproblem.
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Die Hände können den Lenker entspannt festhalten und ertauben nicht, weil ein Abstützen auf dem Lenker nicht notwendig ist. Es entstehen keine Druck- und Scheuerstellen im Gesäßbereich und Schultern und Nacken bleiben entspannt.
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Der flache Sitzwinkel und das vor, bzw. hinter dem Fahrer positionierte Tretlager bewirken eine kleine Stirnfläche und damit einen geringen Luftwiderstand beim Fahren.
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Die Kraftübertragung von den Beinen auf die Pedale, ist möglich, ohne das Muskelarbeit, die nicht direkt dem Vortrieb dient, eingesetzt werden muss, weil das Becken durch den Sitz nach hinten abgestützt wird.
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Nachteile der Liegeräder ergeben sich durch den vergleichsweise hohen Preis, der wegen der kleineren Verkaufszahlen und wegen des Einsatzes vieler Spezialteile bedingt ist, wie Rahmen, Sitz, Lenker, Kettenführungen usw..
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Liegeräder haben konstruktionsbedingt oft einen längeren Radstand, sowie einen geringeren Lenkeinschlag und deshalb eine geringere Wendigkeit.
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Wegen der tieferen Schwerpunklage und der höheren Fußlage sind schnellere Lenkkorrekturen nötig. Dadurch wird die Balance des Fahrrades schwieriger.
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Außerdem ist es unmöglich beim Fahren auf schlechten Straßen und beim Überfahren von Hindernissen aus dem Sattel zugehen. Der Fahrer kann deshalb auch nicht durch stehen im den Pedalen den Körper abfedern, die Vorder- oder Hinterräder entlasten oder durch schnelle Verlagerung des Körperschwerpunktes die Balance wiederherstellen.
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Das Fahren auf schwierigen Untergründen ist deshalb auch problematisch.
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Da der Fahrer beim Fahren nicht spontan aus dem Sattel gehen kann, ist es ihm auch nicht möglich an steilen Anstiegen zusätzliche Kräfte mobilisieren und so sein Körpergewicht sowie Arm- und Rumpfkraft für den Vortrieb nutzen.
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Durch den internationalen Hochleistungssport gefördert, wunden die technisch am höchsten entwickelten Fahrräder gebaut, mit denen man beim Fahren die relativ höchsten Drehmomente realisieren kann.
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Nicht zuletzt wegen der großen Wendigkeit und der variablen Handhabung sind Fahrräder mit Diamantrahmen im alltäglichen Gebrauch am besten geeignet.
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Die Nachfrage und damit die Produktionszahlen solcher Fahrräder sind deshalb weitaus größer und damit preiswerter.
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Es ist bekannt, das Fahrräder durch zusätzliche Auflageflächen, die den Rumpf abstützen sollen, ausgestattet sein können. Bei solchen Konstruktionen ergeben sich zwei voneinander getrennte Auflageflächen für den Körper des Fahrers, einen Sattel für das Gesäß und eine separate Auflagefläche für den Oberleib.
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Die Neigungswinkel vom Sattel und der Auflagefläche für den Rumpf sind durch elastisch, schwingenden Mittel vorgegeben.
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Unterbauch und Leistenbeuge des Fahrers werden nicht gestützt, so dass der Fahrer von Sattel abrutschen kann, wenn er seinen Oberkörper auf die separate Auflagefläche ablegt.
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Das spontane aus dem Sattel gehen oder das Fahren im ”Wiegetritt” ist nicht möglich und auch das Auf- und Absteigen sind erschwert, weil die separate Auflagefläche dies behindert.
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Aufgabe meiner Erfindung ist es, mit Hilfe einer einfachen und variabel zu handhabenden Vorrichtung die oben beschriebenen Vorteile eines Liegerades mit den Vorteilen eines Fahrrades mit Diamantrahmens zu kombinieren, ohne das die Nachteile beider Fahrradtypen in Kauf genommen werden müssten.
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Die Erfindung ermöglicht, wie bei Liegerädern, die Einnahme einer dauerhaften und ermüdungsfreien Fahrhaltung, in einer aerodynamisch günstigen Position. Sitzprobleme werden vermieden, weil die Auflagefläche für den Körper des Fahrers erheblich größer ist. Die Hände können den Lenker entspannt festhalten und ertauben nicht mehr. Arme, Schultergürtel und Rücken bleiben entlastet. Becken und Lendenwirbelsäule werden stabilisiert.
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Trotzdem bleiben, wie beim klassischen Fahrrad mit Diamantrahmen, Wendigkeit, variable Handhabung und die Möglichkeit jeder Zeit beim Fahren aus dem Sattel zu gehen um im ”Wiegetritt” eine maximale Kraftübertragung auf die Pedalen zu realisieren, erhalten. Der Fahrer kann auch, in den Pedalen stehend, bei Unebenheiten des Fahrweges, den Körper abfedern, die Vorder- oder Hinterräder entlasten oder durch schnelle Verlagerung des Körperschwerpunktes die Balance wiederherstellen. Das Auf- und Absteigen wird nicht durch eine fest montierte Auflagefläche für den gesamten Rumpf des Fahrers behindert. Eine teure Neukonstruktion des kompletten Fahrrades ist nicht notwendig
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel dieser Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben.
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Es zeigen:
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1 Darstellung des Klappsattels, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
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2 Darstellung und Funktionsweise des an der Halterung (4) montierten Klappsattels
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3 Auf dem Klappsattel sitzend, fahrender Fahrer
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4 Auf dem Klappsattel liegend, fahrender Fahrer
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5 Stehend fahrender Fahrer
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Zu Fig. 1:
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Der Klappsattel besteht aus einem Grundgerüst, das von zwei ergometrisch gebogenen, festen Aluminiumstäben (1) gebildet wird. Sie verlaufen in einem Abstand von ca. 5 cm, mehr oder weniger parallel zu einander, an der Körpervorderseite entlang, wenn sich der Fahrer auf den Klappsattel setzt.
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Die Aluminiumstäbe (1) beginnen in der Nähe der Sitzbeinknochen des Fahrers und verlaufen zwischen die Beine hindurch nach vorne, bis in die Nähe der Leistenbeuge. Hier beschreiben sie einen Bogen und verlaufen an Bauch und Brust anliegend nach oben, bis in den Bereich des Brustbeines und der Schlüsselbeine, wo sie enden.
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Am Anfang dieser Aluminiumstäbe (1) befindet sich eine erste Querverbindung (1.1) und an der Grenze zwischen dem 2. und 3. Drittel der Gesamtlänge des Grundgerüstes befindet sich eine zweite Querverbindung (1.2). Diese Querverbindungen stabilisieren das Grundgerüst und bestimmen deren Breite.
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An der Grenze zwischen 1. und 2. Drittel der Gesamtlänge des Grundgerüstes befindet sich eine dritte Querverbindung (1.3). Sie hat die Funktion einer Drehachse (1.3), um welche der Klappsattel vor und zurück geneigt werden kann.
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Der Klappsattel stellt so ein zweiarmiges Hebelsystem dar, auf welchem der Fahrer, wie auf einer Wippe liegen kann. Die Drehachse (1.3) befindet sich dann im Bereich vor dem Schambeines des Fahrers.
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Die Drehachse (1.3) wird, im dargestellten Ausführungsbeispiel, von einer speziellen Halterung (4) getragen, welche an der Sattelstütze montiert ist.
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Das Grundgerüst des Klappsattel ist mit einem profilierten, polsternden Material (2) überzogen.
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Es entsteht so eine durchgehende, konkave, Auflagefläche für das Gesäß und den Rumpf des Fahrers. Für den Genitalbereich des Fahrers bleibt eine Aussparung (2.1). Die Drehachse (1.3) des Klappsattels teilt das Hebelsystem in einen Lastarm (3.1), welcher dem Gesäßteil (3.1) entspricht, und in einen Kraftarm (3.2), welcher dem Rumpfteil (3.2) entspricht, auf.
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Wenn der Fahrer auf dem Klappsattels sitzt, ist das Gewicht des Fahrers, bedingt durch die ergometrische Biegung des Grundgerüstes, so verteilt, das die Last, die auf dem Gesäßteil (3.1) wirkt, etwas größer ist, als die Kraft, welche auf dem Rumpfteil (3.2) wirkt.
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Das heißt, der Kraftarm (3.2) übt auf den Rumpf des Fahrer eine etwas größere Kraft aus und der Oberkörper des Fahrers wird nach oben gedrückt.
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Durch die Zugkraft der Hände, die am Lenker angreifen, wird der Klappsattel im Gleichgewicht gehalten.
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Wird das Gewicht des Fahrers geringfügig auf den Rumpfteil (3.2) des Klappsattels verlagert, rotiert der Klappsattel um seine Drehachse (1.3) nach vom, aber durch die Stützkraft der Arme kann das Gleichgewicht wieder hergestellt werden. Das Gewicht des Fahrers kann natürlich auch auf dem Klappsattel auch so velagert werden, das das Hebelsystem sich im Gleichgewichtzustand befindet.
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Um bei längeren Fahrten die Hände, die Arme, den Schultergürtel sowie den Rücken zu entlasten, kann der Neigungswinkel des Klappsattels fixiert werden. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel geschieht dies mit Hilfe einer Stütze (4.2), die am vorderen Ende der Halterung (4), mit Hilfe eines Scharniergelenkes (4.3) befestigt ist. Sie wird manuell hochgeklappt und unter die zweite Querverbindung (1.2) des Klappsattels gestellt.
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Die hochgeklappte Stütze fällt per Federkraft in ihre Ausgangslage zurück, wenn das Rumpfteil (3.2) des Klappsattels kurz entlastet wird. Der Klappsattel ist dann um seine Drehachse (1.3) herum wieder frei beweglich.
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Will der Fahrer in den Pedalen stehend weiterfahren, muss er sich lediglich aus dem Klappsattel erheben und seinen Körperschwerpunkt über die Drehachse (1.3) hinweg nach vom bewegen. Dadurch rotiert der Klappsattel um seine Drehachse (1.3) herum nach vom und der Rumpfteil (3.2) senkt sich ab, während der Gesäßteil (3.1) sich nach oben bewegt.
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Will der Fahrer danach wieder sitzend weiterfahren, muss er mit dem Gesäß das äußerst Ende des Gesäßteils (3.1) nach hinten schieben und der Klappsattel richtet sich, um die Drehachse (1.3) rotierend, wieder auf.
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Dann kann er sich in die Auflagefläche des Klappsattel erneut ablegen.
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Beim Absteigen erhebt sich der Fahrer zunächst aus dem Klappsattel, sodass sich der Rumpfteil des Klappsattels, um die Drehachse rotierend, absenkt. Danach kann er ungehindert vom Fahrrad absteigen.
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Zu Fig. 2:
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2 zeigt auf welche Weise der Klappsattel auf einem herkömmlichen Fahrrad mit Diamantrahmen montiert ist.
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Die Drehachse (1.3) ist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel auf der Halterung (4) fest montiert. Diese Halterung (4) besteht aus einem waagerecht verlaufenden Träger (4.1), der wie ein herkömmlicher Fahrradsattel an der Sattelstange montiert ist und so auch in vertikaler und horizontaler Richtung verstellbar ist.
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Am vorderen Ende der Halterung (4) ist die Stütze (4.2) zur Fixierung des Neigungswinkels des Klappsattels befestigt. Sie kann bei Bedarf manuell aufgestellt und unter die zweite Querverbindung (1.2) des Grundgerüstes (1) des Klappsattels geklemmt werden.
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Unter 1 wurde schon beschrieben, wie die Stütze (4.2) betätigt wird.
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Zu Fig. 3:
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3 stellt einen sitzend fahrenden Fahrer dar.
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Der Fahrer liegt auf dem Gesäßteil (Lastarm) (3.1), bzw. auf dem Rumpfteil (Kraftarm) (3.2) auf dem Klappsattel. Da zwischen dem Gesäßteil (3.1) und dem Rumpfteil (3.2) die Drehachse (1.3) des Klappsattels liegt, bekommt er die Funktion eines zweiarmigen Hebelsystems.
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Der Fahrer liegt also wie auf einer Wippe auf dem Klappsattel und kann mit Hilfe der Arme und Hände, sowie durch Gewichtsverlagerung die Gleichgewichtslage des Hebelsystems verändern. Der Fahrer trägt hier zusätzlich eine ergonomisch geformte Platte (5), die unabhängig vom Klappsattel direkt vor die Brust des Fahrers befestigt wurde. Dadurch wird der Druck der durch den Rumpfteil (3.2) auf den Rumpf des Fahrers übertragen wird auf eine größere Fläche verteilt.
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Zu Fig. 4:
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4 stellt einen liegend fahrenden Fahrer dar, der, wie unter 3 beschrieben auf dem Klappsattel liegt.
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Hier wunde aber zusätzlich die Stütze (4.2) aufgestellt und unter die Querverbindung (1.2) geklemmt, wie unter 1 und 2 beschrieben. Dadurch wird der Neigungswinkel des Klappsattels fixiert und Schultern, Arme und Hände wenden entlastet. Der Fahrer kann so völlig entspannt in aerodynamisch optimaler Fahrhaltung fahren. Für noch mehr Komfort kann ein separat am Körper getragene, ergometrisch geformte Fläche (5) mit integrierter Kopfstütze (5.1) unter dem Trikot getragen (hier als einfache Linie angedeutet).
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Zu Fig. 5
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5 stellt einen in den Pedalen stehend fahrenden Fahrer dar. Der Fahrer hat gegebenenfalls die Fixierung der Drehachse (1.3) aufgehoben (die Stütze (4.2) ist heruntergeklappt), sich aus dem Klappsattel erhoben und seinen Körperschwerpunkt über die Drehachse (1.3) hinweg nach vom bewegt und das Rumpfteil (3.2) des Klappsattels hat sich abgesenkt.
