DE202014009064U1

DE202014009064U1 - Windschild für Fahrräder zur Reduktion aerodynamischer Widerstände und zur Steigerung des Fahrkomforts

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Publication number: DE202014009064U1
Application number: DE202014009064.5U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-15
Filing date: 2014-11-15
Publication date: 2014-12-15
Anticipated expiration: 2024-11-16

Abstract

Das Windschild für Fahrräder (1) zur Reduktion aerodynamischer Widerstände und zur Steigerung des Fahrkomforts, gekennzeichnet durch eine glatte und gebogene vertikal ausgerichtete konvexe Halbrohrform, beschreibt einen Parabelbogen um eine fiktiven Senkrechtachse. Es ist aus tiefgezogenem, dünnwandigem klarsichtigem Polycarbonat hergestellt. Die obere und untere Seite (6) sind nach innen zur Senkrechtachse gewölbt. Das Windschild (1) lenkt den Fahrtwind vorwiegend seitlich entlang der Seitenflächen (2) reibungsarm um die größte Angriffsfläche des Radfahrerkörpers und reduziert somit den Form- und Oberflächenwiderstand des Radfahrers erheblich. Das Windschild für Fahrräder versetzt den Nutzer in die Lage mit erheblich weniger Energieaufwand lange Strecken zu bewältigen und über eine längere Zeitspanne seinem Energiehaushalt besser zu nutzen. Es Ermöglicht dem Nutzer schneller zu fahren oder auch bei Nutzung eines Elektroantriebs den Akku erheblich zu schonen und somit den Aktionsradius des Gefährts substantiell zu steigern.

Description

Das Windschild (1) für Fahrräder hat eine glatte und gebogene Form und leitet den Fahrtwind vorwiegend seitlich entlang der Seitenflächen (2) ab (Reduktion des Form- und Oberflächenwiderstands).
Der leichte, zähe und leicht flexible Windschutz kann innerhalb weniger Sekunden mittels Klemmscheiben (3) mit Klemmöffnung (4) montagefrei, d. h. selbstklemmend (automatische Fixierung) auf einen Trekking-Bügellenker gezogen oder von ihm entfernt werden. Die seitlich angebrachten und leicht gewölbten Klemmscheiben (3) können verdreht und in unterschiedlicher Position fixiert werden. Sie ermöglichen somit unterschiedliche Lenkerpositionen bei Erhalt der empfohlenen und optimalen vertikalen Windschildposition (P). Die Klemmvorrichtung (3) aus thermoplastischem Kunststoff vermeidet, dass die Konstruktion sich durch Vibrationen während der Fahrt löst. Die Zähheit der Gesamtkonstruktion lässt kaum störende Vibrationsgeräusche oder ein Klappern des Objekts zu. Das Anbringen des Schildes auf anderen als o. g. Lenkertypen wird ermöglicht durch *Adaptionshilfen, die fest an verschiedenen Lenkertypen verschraubt werden können. Die Ränder des Objekts (5) gehen ineinander über und sind abgerundet, damit sich nichts am Schild verhakt und bei möglichem Kontakt mit dem Körper des Radlers keine ungewünschten Irritationen ausgelöst werden. Das Windschild aus tiefgezogenem, dünnwandigem klarsichtigen Polycarbonat beschreibt eine Parabelbogen um eine fiktive Senkrechtachse. Die Ober- und Unterseite des Schildes ist abgerundet gestaltet. Diese obere und untere Wölbung (6) gewährleistet eine oval-artige Frontalansicht der Ober- und Unterseite. Sie verkürzen ebenso wie die Seitenflächen (2) die Distanz zwischen Schildrändern (5) und Körper des Radlers.
Die o. g. Produktionsweise erlaubt leichte Modifikationen der Randgestaltung (5).
Die obere und untere Hälfte des Schildes (A und B) wird bei der Produktion spiegelgleich geformt. Diese Gleichheit erlaubt eine variable und kostengünstige Gestaltung der unteren Hälfte (B) des Schildes (d. h. freie Materialwahl thermoplastischer Kunststoffe) durch die Kombination mit klarsichtigen A-Hälften aus Polycarbonat. Die Produktion in zwei Hälften ermöglicht Variationen in Farbe, Höhenformat und Materialeigenschaft.
Die gebogene Form des Objekts lenkt den Fahrtwind, im Gegensatz zu herkömmlichen Windschildern, primär seitlich ab um die Reduktion des Luftwiderstandes weiter zu steigern. Bei Betrachtung der Oben-Ansicht bildet das Windschild zusammen mit der Körperhaltung des Radfahrers eine einheitliche ei-förmige und Widerstand reduzierende Form.
Der Fahrtwind des Radfahrers setzt sich aus Windstärke, Windrichtung und Radgeschwindigkeit zusammen. Dieser relative Wind wirkt auf den Radfahrer aus unterschiedlicher Richtung ein. Diese Einwirkung trifft auf eine Angriffsfläche, die sich aus Frontalansicht und Seitenansicht des Radlers zusammensetzt.
Im Gegensatz zu vergleichbaren Windschildern leitet das Windschild (1) den Relativwind entlang und mittels der Seitenflächen (2) reibungsarm um die größte Angriffsfläche des Radfahrerkörpers. Die Form und Position des Windschilds (P) erzeugt zusammen mit der Körperhaltung, Körperform, Bekleidung und Bewegung des Radfahrers, ungeachtet unterschiedlicher Relativwindrichtungen, ein Energieverbrauch reduzierendes Strömungsfeld. Die Ausgleichsströmungen hinter dem Radfahrer (Sogwirkung des Nachlaufwirbels) werden mit Hilfe des Windschildes ebenfalls reduziert.
Eine weitere Besonderheit hierbei ist, dass die spiegelgleiche obere und untere Hälfte des Schildes (A und B) in Interaktion mit dem Körper des Radlers und seiner relativen Bodennähe einen unterschiedlichen Effekt auf das Strömungsfeld ausübt. So wird der Unterdruck hinter dem Radfahrer mit Hilfe der während der Fahrt erzeugten Ventilation, die um den Oberkörper des Radfahrers fließt, minimiert.
Seitliche Belastungen, die durch Seitenwinde entstehen könnten, sind beim o. g. Entwurf, im Vergleich zu z. B. kabinenartigen, aerodynamisch geformten und ventilationsarmen Verkleidungen, auf ein alltagstaugliches Maß reduziert. Die Ergonomie und Gebrauchseigenschaften des Objekts ermöglichen Bewegungsfreiheit während der Fahrt, beim Auf- und Absteigen und bei der Nutzung im alltäglichen und Langstreckenverkehr unterschiedlicher Nutzergruppen.
Der klarsichtige Windschutz schützt den Körper des Radfahrers gegen Niederschläge (frontale Problemzonen), Kälte (Hände, Ohren, Kopf) und Insekten (Augen und Atemwege bei gebogener Körperhaltung). Der Hauptvorteil jedoch ist eine starke Reduktion des Fahrwindwiderstandes bei Erhalt notwendiger Körperventilation des Radfahrers. Bei Fahrten in der Dunkelheit, bei Sicht beeinträchtigenden Niederschlägen kann der Radfahrer in aufrechter Haltung über das Windschild, bei Erhalt substantieller energiereduzierender Eigenschaften, großzügig hinweg sehen.
Das Windschild für Fahrräder versetzt den Nutzer in die Lage mit erheblich weniger Energieaufwand lange Strecken zu bewältigen und über eine längere Zeitspanne seinen Energiehaushalt besser zu nutzen. Es ermöglicht dem Nutzer schneller zu fahren oder auch bei Nutzung eines Elektroantriebs, den Akku erheblich zu schonen und somit den Aktionsradius des Gefährts substantiell zu steigern.
Bezugszeichenliste

1: Windschild
2: Seitenflächen
3: Klemmscheibe
4: Klemmöffnung
5: Schildrand
6: obere und untere Wölbung
A: obere Hälfte des Schildes
B: untere Hälfte des Schildes
P: Positionierungsempfehlung des Windschildes

Zeichnungen:
I: 3D-Ansicht
II: Seitenansicht
III: Unten-/Obenansicht
IV: Seitenansicht der Positionierungsempfehlung
V: Windtunnelmodell (Frontalansicht) eines durchschnittlichen Radfahrers verschiedener Nutzerkategorien
VI: Windtunnelmodell (Seitenansicht) eines durchschnittlichen Radfahrers verschiedener Nutzerkategorien

*Adaptionshilfen: wird ggf. getrennt beantragt!

Fundstellen Patentamt: DE 40 29 284 A1/C2 (1992-03-19), DE 10 2007 042 208 A1 (2009-03-12), DE 10 2013 006 980 B3 (2014-08-21), DE 20 2007 002 82 641 (2007-07-05), DE 20 2010 011 560 U1 (2010-12-09), DD 295 042 A5 (1983-10-27), DE 40 11 342 A1 (1991-10-10), DE 202 13 656 U1 (2002-09-04), DE 10 2005 056 880 A1 (2007-05-31), DE 10 208 028 793 A1 (2010-01-07)
Fundstellen Web:

Windschutz Hamax,
http://rad-station.de/POLISPORT-WINDSCHUTZSCHEIBE-TRANSPARENT-71922_1063.html,
http://www.classic-cycle.de/Zubehoer-sonstiges/Windschild-fuer-Bonanzaraeder-Krate-oder-Stingray-Poloraeder.html,
BMW R 1150 850 R R28 Windschild Scheibe windshield 46637653639,
http://www.givi.de/produkte/windverkleidungen-spoiler
https://www.google.de/search?q=gestroomlijnde+ligfietsen&client=safari&rls=en&biw=1184&bi h=642&source=Inms&tbm=isch&sa=X&ei=d_FIVMbjKo3WPMeVgdgP&ved=0CAYQ_AUoAQ
https://www.google.de/search?q=gestroomlijnde+ligfietsen&client=safari&rls=en&biw=1184&bi h=642&source=Inms&tbm=isch&sa=X&ei=d_FIVMbjKo3WPMeVgdgP&ved=0CAYQ_AUoAQ
https://www.google.de/search?q=gestroomlijnde+fietsen&client=safari&rls=en&source=Inms&t bm=isch&sa=X&ei=UPJIVOPmBYnJObX5gMgD&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1184&bih=642

Literaturhinweis Web: http://de.wikipedia.org/wiki/Strömungswiderstandskoeffizient#cW-Werte_von_typischen_K.C3.B6rperformen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4029284 A1/C2 [0018]
DE 102007042208 A1 [0018]
DE 102013006980 B3 [0018]
DE 20200700282641 [0018]
DE 202010011560 U1 [0018]
DD 295042 A5 [0018]
DE 4011342 A1 [0018]
DE 20213656 U1 [0018]
DE 102005056880 A1 [0018]
DE 10208028793 A1 [0018]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://rad-station.de/POLISPORT-WINDSCHUTZSCHEIBE-TRANSPARENT-71922_1063.html [0018]
http://www.classic-cycle.de/Zubehoer-sonstiges/Windschild-fuer-Bonanzaraeder-Krate-oder-Stingray-Poloraeder.html [0018]
http://www.givi.de/produkte/windverkleidungen-spoiler [0018]
https://www.google.de/search?q=gestroomlijnde+ligfietsen&client=safari&rls=en&biw=1184&bi h=642&source=Inms&tbm=isch&sa=X&ei=d_FIVMbjKo3WPMeVgdgP&ved=0CAYQ_AUoAQ [0018]
https://www.google.de/search?q=gestroomlijnde+ligfietsen&client=safari&rls=en&biw=1184&bi h=642&source=Inms&tbm=isch&sa=X&ei=d_FIVMbjKo3WPMeVgdgP&ved=0CAYQ_AUoAQ [0018]
https://www.google.de/search?q=gestroomlijnde+fietsen&client=safari&rls=en&source=Inms&t bm=isch&sa=X&ei=UPJIVOPmBYnJObX5gMgD&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1184&bih=642 [0018]
http://de.wikipedia.org/wiki/Strömungswiderstandskoeffizient#cW-Werte_von_typischen_K.C3.B6rperformen [0018]

Claims

Das Windschild für Fahrräder (1) zur Reduktion aerodynamischer Widerstände und zur Steigerung des Fahrkomforts, gekennzeichnet durch eine glatte und gebogene vertikal ausgerichtete konvexe Halbrohrform, beschreibt einen Parabelbogen um eine fiktiven Senkrechtachse. Es ist aus tiefgezogenem, dünnwandigem klarsichtigem Polycarbonat hergestellt. Die obere und untere Seite (6) sind nach innen zur Senkrechtachse gewölbt. Das Windschild (1) lenkt den Fahrtwind vorwiegend seitlich entlang der Seitenflächen (2) reibungsarm um die größte Angriffsfläche des Radfahrerkörpers und reduziert somit den Form- und Oberflächenwiderstand des Radfahrers erheblich. Das Windschild für Fahrräder versetzt den Nutzer in die Lage mit erheblich weniger Energieaufwand lange Strecken zu bewältigen und über eine längere Zeitspanne seinem Energiehaushalt besser zu nutzen. Es Ermöglicht dem Nutzer schneller zu fahren oder auch bei Nutzung eines Elektroantriebs den Akku erheblich zu schonen und somit den Aktionsradius des Gefährts substantiell zu steigern.
Windschild (1) nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch obere und untere Wölbung (6). Die Ober- und Unterseite des Schildes (1). ist abgerundet gestaltet. Diese obere und untere Wölbung (6) gewährleistet eine oval-artige Frontalansicht der Ober- und Unterseite. Sie verkürzen ebenso wie die Seitenflächen (2) die Distanz zwischen Schildrändern (5) und Körper des Radlers.
Das Windschild (1) nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch Klemmscheiben (3) und Klemmöffnung (4). Das Windschild (1) Verfügt über zwei Klemmscheiben (3) mit Klemmöffnung (4). Eine montagefreie bzw. selbstklemmende Befestigung (automatische Fixierung) auf einem Trekking-Bügellenker oder einem andersartigen Fahrradlenker mittels *Adaptionshilfe ist hierdurch gewährleistet.
Das Windschild (1) nach Anspruch 1. und Anspruch 3. gekennzeichnet durch leicht gewölbte Klemmscheiben (3), die dreh- und fixierbar sind. Die seitlich angebrachten, leicht gewölbten Klemmscheiben (3) nach Anspruch 1. und 3. können verdreht und in unterschiedlichen Positionen fixiert werden. Sie ermöglichen somit unterschiedliche Lenkerpositionen bei Erhalt der empfohlenen und optimalen vertikalen Windschildposition. Die Klemmvorrichtung aus thermoplastischem Kunststoff vermeidet, dass die Konstruktion sich durch Vibrationen während der Fahrt löst.
Windschild (1) nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch eine obere und untere Hälfte (A und B). Die obere und untere Hälfte des Schildes (A und B) wird bei der Produktion spiegelgleich geformt. Diese Gleichheit erlaubt eine variable und kostengünstige Gestaltung der unteren Hälfte (B) des Schildes (d. h. freie Materialwahl thermoplastischer Kunststoffe) durch die Kombination mit klarsichtigen A-Hälften aus Polycarbonat. Die Produktion in zwei Hälften ermöglicht Variationen in Farbe, Höhenformat und Materialeigenschaft.
Das Windschild (1) nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch Position (P). Die Form und Position (P) des Windschilds (1) erzeugt zusammen mit der Körperhaltung, Körperform, Bekleidung und Bewegung des Radfahrers, ungeachtet unterschiedlicher Relativwindrichtungen, ein Energieverbrauch reduzierendes Strömungsfeld. Die Ausgleichsströmungen hinter dem Radfahrer (Sogwirkung des Nachlaufwirbels) werden mit Hilfe des Windschildes ebenfalls reduziert.
Das Windschild nach Anspruch 1., Anspruch 5. und Anspruch 6. gekennzeichnet durch eine spiegelgleiche obere und untere Hälfte (A und B) in Position (P). Eine weitere Besonderheit hierbei ist, dass die spiegelgleiche obere und untere Hälfte des Schildes (1) und (A und B) in Interaktion mit dem Körper des Radlers und seiner relativen Bodennähe einen unterschiedlichen Effekt auf das Strömungsfeld ausübt. Es entsteht zwischen Windschild und Radfahrerkörper während der Fahrt eine Ventilation, die sanft um den Oberkörper des Radfahrers fließt (= notwendige Körperventilation). Da die Sogwirkung, die vom Nachlaufwirbel hinter dem Radfahrer ausgeht, hiermit ausgeglichen und reduziert wird, hat die o. g. Körperventilation einen positiven bzw. keinen negativen Effekt auf die widerstandreduzierende Wirkung des Schildes.
Windschild (1) nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass das Format der Seitenflächen (2) auf ein alltagstaugliches Maß (Seitenwindbelastung und Ergonomie) reduziert ist. Seitliche Belastungen, die durch Seitenwinde entstehen könnten, sind beim Windschild (1) und Seitenflächen (2), auf ein alltagstaugliches Maß reduziert. Die Ergonomie und Gebrauchseigenschaften des Objekts ermöglichen Bewegungsfreiheit während der Fahrt, beim Auf- und Absteigen und bei der Nutzung im alltäglichen und Langstreckenverkehr unterschiedlicher Nutzergruppen.
Das Windschild (1) nach Anspruch 1., Anspruch 5. und Anspruch 7. gekennzeichnet durch Witterungsschutz und eine klarsichtige obere Hälfte (A). Der klarsichtige Windschutz (1) schützt den Körper des Radfahrers gegen Niederschläge (frontale Problemzonen), Kälte (Hände, Ohren, Kopf) und Insekten (Augen und Atemwege, nur bei gebogener Körperhaltung).
Das Windschild (1) nach Anspruch 1. und Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, dass Format und Position (P) freie Sicht ermöglichen. (bei Sicht beeinträchtigendem Licht und Witterungsverhältnissen). Die Position (P) und das Format des Schildes (1), erlaubt bei Fahrten in der Dunkelheit und bei Sicht beeinträchtigenden Niederschlägen, dass der Radfahrer in aufrechter Haltung bei Erhalt substantieller energiereduzierende Eigenschaften über das Windschild hinweg sehen kann.