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Fahrradähnliches Zweiradfahrzeug
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Die Erfindung betrifft ein fahrradähnliches Zweiradfahrzeug mit einem
aus vier gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehenden Rahmen, von denen der
obere Rahmenteil einen Sattel,der vordere Rahmenteil eine drehbar gelagerte und
mit einer Lenkstange verbundene Vorderradgabel und der untere Rahmenteil das Hinterrad
und das treibende Kettenrad eines Kettentriebs trägt, am vorderen oder unteren Rahmenteil
Fußstütze angebracht sind und zwischen dem oberen Rahmenteil und einer mit dem treibenden
Kettenrad drehfest verbundenen Kurbel ein beidseitig gelenkig gelagertes Pleuel
angeordnet ist.
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Normalerweise sind bei Fahrrädern die Rahmenteile untereinander und
mit den Streben der Kinterradgabel fest verschweißt oder verschraubt. Der Antrieb
erfolgt in bekannter Weise mittels Hubkraft über mit dem treibenden Kettenrad verbunde
Pedale. Der Sattel und das Lager der Vorderradgabel sind relativ zueinander und
zum Rahmen fest.
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Es sind auch zahlreiche fahrradähnliche Zweiradfahrzeuge bekannt geworden,
bei denen Sattel, lenkerachse und Tretlager
relativ zueinander
beweglich sind und die FUße des Fahrers parallel zueinander bewegt werden (vgl.
z.B. DE-PS 57 280, DE-PS 662 428, GB-PS 457 307, US-PS 1 377 886).
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Dabei trägt jedoch normalerweise ein fester Rahmen sowohl das Hinterrad
als auch die Vorderradgabel, so daß der Aohsabstand der Räder während der Fahrt
konstant bleibt. An dem starren, tragenden Rahmen sind verschiedene zusätzliche
Hebel und Kurbeln drehbar gelagert, welche die abwechselnd auf den Sattel und die
Fußstützen ausgeübten Kräfte in ein Antriebsdrehmoment umsetzen. Alle diese Konstruktionen
haben den Nachteil, daß sie notwendigerweise verhältnismäßig schwer sind, weil ebenso
wie bei einem Fahrrad ein in sich steifer, tragfähiger Rahmen vorhanden sein muß
und daneben ein im Vergleich zum Fahrrad sehr viel komplizierterer und schwerer
Antriebsmechanismus.
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Es ist auch schon bekannt (CH-PS 248 369), auf den steifen, tragenden
Rahmen zu verzichten und statt dessen einen aus vier gelenkig miteinander verbundenen
Teilen bestehenden, über ein Peuel auf den Kettentrieb einwirkenden Rahmen vorzusehen,
wobei dieselben Rahmenteile zwei Funktionen gleichzeitig übernehmen können, nämlich
zu tragen und zusktzlich ein Antriebs- Hebelsystem zu bilden. Auf diese Weise werden
die Rahmenteile zweifach genutzt und es stehen für die Antriebsübersetzung ohne
zusätzliches Gewicht lange Hebel zur Verfügung. Da sich alle Rahmenteile während
der Fahrt mit Bezug auf die Radachsen auf und ab sowie vor und zurück bewegen und
die Lenkstange an dieser Bewegung teilnimmt, kann der Fahrer durch Zurückziehen
und Vorschieben der Lenkstange ein zusätzliches Antriebsdrehmoment erzeugen.
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Weil bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art der Vortrieb abwechselnd
in zwei Phasen stattfindet, während der Fahrer sein Gewicht mal auf den Sattel und
mal auf die Fußstützen verlagert und sich Sattel und Fußstützen jeweils gegenläufig
auf und ab bewegen, kommt es für die Fahreigenschaften entscheidend darauf an, daß
der Vortrieb
in beiden Phasen angenähert gleich ist, weil sich beim
Fahren bergauf die maximale Steigung allein nach der Phase mit dem schwächeren Vortrieb
bestimmt und außerdem grundsätzlich das fahren als angenehmer empfunden wird, wenn
die Körperbewegungen in beiden Phasen gleichmäßig sind.
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Geht man davon aus, daß abwechselnd der Sattel und dann die Fußstützen
jeweils etwa mit gleicher Kraft entsprechend dem Gewicht des Fahrers belastet werden,
so sollten auch die Hübe des Sattels und der Fußstützen nicht allzu verschieden
sein, damit in beiden Phasen angenähert die gleiche mechanische Arbeit geleistet
und das gleiche Drehmoment am Hinterrad erzeugt wird.
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Bei dem bekannten Fahrzeug mit vierteiligenl Gelenkrahmen endet der
untere Rahmenteil an der Hinterradachse. Der hintere Rahmenteil erstreckt sich von
einem am hinteren Ende des unteren Rahmenteils unmittelbar neben der Hinterradachse
angeordneten Gelenk zu einem kurz vor dem Sattel am oberen Rahmenteil ausgebildeten
Gelenk . Unter BerUcksichtigung der durch die menschlichen Körpermaße gesetzten
konstruktiven Grenzen kann sich bei einer solchen Ausführung nur ein geringer Hub
des Sattels, noch dazu verbunden mit einer unangenehm starken Schrägstellung,ergeben,
so daß das Fahrzeug schon bei kleinsten Steigungen jeweils in derjenigen Phase,
in welcher der Sattel belastet wird, stehenbleibt und auch in der Ebene höhere Geschwindigkeiten
nicht erreicht werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Bewegungsablauf über beide Antriebsphasen
hinweg gleichmäßiger und harmonischer wird und dadurch auch die Fahrleistungen verbessert
werden.
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Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich
der untere Rahmenteil mit seinem hinteren Ende bis
über die Hinterradachse
hinaus erstreckt und als zweiarmiger Hebel wirkt.
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Durch die vorgeschlagene Verlängerung des unteren Rahmenteils nach
hinten über die Hintarradachse hinaus steht dort ein zusätzlicher Hebelarm zur Verfügung,
der während der Schwenkbewegungen des unteren Rahmenteils um die Hinterradachse
den Hub des Sattels wesentlich vergrößert und einen Momentenarm für die auf den
Sattel ausgeübte Kraft bildet. Weil auf diese Weise die Hubbewegung des Sattels
im wesentlichen durch den unteren und hinteren Rahmenteil erzeugt wird, braucht
der obere Rahmenteil nicht so stark gekippt zu werden, und die Schrägstellung des
Sattels kann minimal sein. Zum angenehmen Fahrerlebnis trägt weiterhin entscheidend
bei, daß wegen der ausgeglichenen Fahreigenschaften in beiden Antriebsphasen auch
die Körperbewegungen des Fahrers gleichmäßig sind, d.h. er schwebt, während er die
Beine ausstreckt und wieder anzieht, gleichmäßig auf und ab, und es ist vermieden,
daß er die Fußstützen ruckartig schnell nach unten drückt, aber dann jeweils bei
Belastung des Sattels in der Eörper- und Fahrbewegung ganz langsam wird. Die Ausgeglichenheit
der Kräfte und Bewegungen in beiden Phasen in Verbindung mit der Schwenkbewegung
des Lenkers in Fahrtrichtung vermittelt dem Fahrer den Eindruck des Reitens.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der untere
Rahmenteil soweit iiber die Hinterradachse hinaus, daß sich das Gelenk zwischen
dem hinteren und dem unteren Rahmenteil radial außerhalb des Hinterrads befindet.
Bei vorgegebenen Außenmaßen des Fahrzeugs ergibt sich dabei der längstmögliche,
den Hub des Sattels und das Antriebsdrehmoment vergrößernde Hebelarm, und es wird
der für die Steifigkeit und Robustheit des Rahmens wesentliche Vorteil getonnen,
daß der untere Rahmenteil einstückig aus zwei am hinteren Ende durch einen Steg
verbundenen parallelen Streben bestehen kann und ein einziges einfaches Lager zwischen
dem unteren und dem hinteren Lagerteil genügt.
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Es ist zur Überwindung der Totpunkt der Antriebsbewegung zwischen
den beiden abwechselnden Bewegungsphasen vorteilhaft, wenn zwischen dem Hinterrad
und dem treibenden Kettenrad mittels der Kette eine drehfeste Verbindung besteht.
Im Bereich der Totpunkt treibt dann das Hinterrad das vordere Kettenrad an. Andererseits
kann es wegen der erfindungsge mäß erreichten großen Hubhöhe des Sattels erwünscht
sein, das Fahrzeug rollen zu lassen, ohne daß sich der Sattel hebt und senkt. Um
auch einen solchen Fahrzustand zu ermöglichen, kann in zweckmäßiger Weiterbildung
der Erfindung zwischen dem getriebenen Kettenrad und dem Hinterrad eine willkürlich
lösbare Kupplung oder eine einstellbare Rutschkupplung angeordnet sein. Als weitere
Ausgestaltung kann dabei eine Gangschaltung vorgesehen sein.
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Besondere Maßnahmen müssen getroffen werden, wenn, ebenfalls zum gelegentlichen
Aussetzen der großen Hubbewegungen des Sattels, das Hinterrad eine Freilaufnabe
hat, wie sie bei Fahrrädern mit und ohne Rücktritt sowie mit offener oder Nabengangschaltung
oder auch ohne Gangschaltung vorkommt. Da in allen diesen Fällen der Freilauf kein
ausreichend starkes Schleppmoment erzeugt, um die beiden Totlagen, in denen die
Kurbel und das Pleuel gleichgerichtet sind, zu überwinden, ist in diesem Anwendungsfall
in bevorzugter Ausfahrung der Erfindung ein zwischen dem Pleuel und einem Rahmenteil
wirkender Federmechanismus vorgesehen, der vorzugsweise aus einer mit dem hinteren
Rahmenteil oder dem Pleuel gelenkig und mit dem jeweils anderen dieser beiden Teile
über wenigstens eine Feder verbundenen Stange besteht.
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Indem das neue Gerät aufgebockt wird, kann es auch als sog. Home-Trainer
verwendet werden, wobei der Einfachheit halber das Hinterrad durch eine Schwungscheibe
und das Vorderrad durch eine den vorderen Rahmenteil unterstützende rollende, Gleit-
oder Gelenkführung
ersetzt werden können.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. l eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der
Erfindung, Fig, 2 in Seitenansicht ein gegenüber Fig. 1 abgewandeltes AusfUhrungsbeispiel,
Fig. 3 a, b einen Querschnitt und eine Seitenansicht eines Gelenks des Fahrzeugrahmens,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Hinterradnabe, die zur Verwendung bei den Fahrzeugen
nach Fig. 1 und 2 geeignet ist.
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*) siehe Einfügung Seite 6a In den Zeichnungsfiguren sind sinngemäß
übereinstimmende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Das als Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug entspricht
hinsichtlich der Räder 1o,12, der Vorderradgabel 14 und des Lenkers 16 einem normalen
Fahrrad. Auch der Sattel l8 sowie der Kettentrieb, bestehend aus einem vorderen,
treibenden Kettenrad 20, einem auf der Achse des Hinterrads sitzenden getriebenen
Kettenrad 22 und einer Kette 24, sind handelsübliche Teile. Dasselbe gilt für das
normale Fahrradzubehör, wie z.B. Schutzbleche,
Fig. 5 eine Ausbildung
des erfindungsgemäßen Geräts als Standgerät zur Verwendung
Home-Trainer, Pig. 6 in Teildarstellungen Abänderungen des und 7 Standgeräts nach
Fig. 5
Lampen und Rückstrahler, Bremsen und Gangschaltung, Gepäckträger
und dgl.
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Eine Besonderheit des neuen Fahrzeuges sind zahlreiche Gelenke zwischen
den verschiedenen Teilen des Rahmens. Sämtliche dargestellten Gelenke haben eine
horizontale Drehachse.
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Im einzelnen besteht der Rahmen aus einem oberen Rahmenteil 26, welcher
über ein Gelenk 28 mit einem vorderen Rahmenteil 30 verbunden ist. Zu dem letzteren
gehört das Lager der Vorderrad gabel 14 und des Lenkers 16. Außerdem ist mit dem
oberen Rahmenteil 26 über ein Gelenk 36 ein hinterer Rahmenteil 32 verbunden, der
wiederum über Gelenke 42 mit einem unteren Rahmenteil 34 verbunden ist. Letzterer
ist außerdem über ein Gelenk 38 am vorderen Rahmenteil 30 angelenkt. Der hintere
Rahmenteil 32 und der untere Rahmenteil 34 bestehen jeweils aus Streben, die zu
beiden Seiten des Hinterrads parallel angeordnet sind. Die Streben des unteren Rahmenteils
34 reichen dabei mit ihrem hinteren Ende 44 über die Hinterradachse 40 hinaus. Das
hintere Ende 44 kann um z.B, lo bis 60° nach oben abgebogen oder abgewinkelt sein.
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Im Ausführungsbeispiel ist das Gelenk 38 aus fertigungstechnischen
Gründen getrennt von dem mit 46 bezeichneten Lager des treibenden Kettenrads 20.
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Dieses Lager ist fest an dem unteren Rahmenteil 34
angebracht,
so daß der Achsabstand zwischen den beiden Kettenrädern 20, 22 konstant ist. Mit
dem Kettenrad 20 ist gemäß Fig. 1 zu beiden Seiten des Lagers 46 je eine Kurbel
48 drehfest verbunden. Beide Kurbeln erstrecken sich vom Lager 46 aus in dieselbe
Richtung und sind gleich lang. Jede Kurbel 49 ist über ein an ihrem freien Ende
angebrachtes Gelenk 50 mit einer Pleuelstange 52 verbunden, welche am oberen Ende
über ein Gelenk 54 am oberen Rahmenteil 26 angreift. Die Gelenke 36 und 54 sind
im Beispielsfall mittels Klemmschellen 56 bzw. 58 am oberen Rahmenteil 26 befestigt,
so daß sie längs des Rohrs, welches den oberen Rahmenteil 26 bildet, verstellt werden
können. Auch der Sattel 18 ist in ähnlicher Weise längs des oberen Rahmenteils verstellbar.
I)as Gelenk 28 ist gleichfalls mittels einer Klemmschelle 62 verstellbar.
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Am vorderen Rahmenteil 3c sind im unteren Bereich in ihrer Höhe einstellbare
Fußstützen 60 angebracht.
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Wie ersichtlich, wird in derjenigen Bewegungsphase, in welcher der
Fahrer sein Gewicht auf den Fußstützen 60 abstützt, das Lager 46 des treibenden
Kettenrads 20 zusammen mit dem vorderen Rahmenteil 30 mit Bezug auf das untere Gelenk
50 des Pleuels 52 nach unten gedrückt, Nach Oberschreiten des unteren Totpunktes
wird dann das Lager 46 mit Bezug auf das Gelenk 50 wieder angehoben, wenn der Fahrer
in der nächsten Bewegungsphase sein Gewicht stärker auf den Sattel verlagert.und
dabei über den hinteren Rahmenteil 32 den unteren Rahmenteil 34 um dessen Abstützung
an der Hinterradachse 4c mit Bezug auf die Zeichnung
gegen den
Uhrzeigersinn verschwenkt.
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Die Drehung des Lagers 46 um das Gelenk 50 bedeutet wegen der drehfesten
Verbindung zwischen dem treibenden Kettenrad 20 und den Kurbeln 48 gleichzeitig
eine Drehung des Kettenrads 20, wodurch der Antrieb auf das Hinterrad erfolgt. Weiterhin
bringt die zyklische Bewegung der Kurbel 48 und des Pleuels 52 eine abwechselnde
Spreizung und Verengung des aus den Rahmenteilen 26, 30, 32, 34 gebildeten Gelenk-Vierecks
mit sich, was zu der erwünschten Relativbewegung zwischen dem Sattel 18, dem Lenker
16 und den Fußstützen 60 führt.
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Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel mit 26-Zoll-Rädern kann
der obere Rahmenteil 26 eine Länge von 85 cm und der vordere Rahmenteil 30 zwischen
den Gelenken 28 und 38 eine Länge von 6c cm haben. Die Pleuelstangen 52 sind im
Beispielsfall 38 cm "die Kurbeln 48 sind 12 cm, die Streben des hinteren Rahmenteils
32 sind 40 cm und die Streben des unteren Rahmenteils 34 sind zwischen dem Gelenk
38 und der Hinterradachse 40 37cm und im hinteren Abschnitt 44 18 cm lang. Die Abstände
zwischen den Gelenken am oberen Rahmenteil 26 können z.B. so eingestellt werden,
daß der Abstand zwischen den Gelenken 28 und 54 50 cm und der Abstand zwischen den
Gelenken 54 und 36 25 cm beträgt. Die Gelenke 42 und 50 enthalten Kugellager, während
die Gelenke 28, 36, 38 und 54 gemäß Fig. 3 as b ausgebildet sind. Darauf wird weiter
unten noch eingegangen.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 entspricht hinsichtlich des oberen
Rahmenteils 26 und des vorderen Rahmenteils 30 im wesentlichen der Ausführung nach
Fig. 1. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß der untere Rahmenteil 34, 44 ein
einziges zusammenhängendes Teil ist, denn die beiden Seitenteile sind hinter dem
Hinterrad durch ein sie verbindendes Stegteil miteinander vereinigt. Diese Konstruktion
gibt dem Rahmen eine größere Steifigkeit und gestattet, statt 2 Gelenke 42 mit Kugellagern
ein einziges Gelenk mit einer Kunststoffbuchse gemäß Fig. 3 a zu verwenden. Außerdem
führt die größere Länge des hinteren Teils 44 des unteren Rahmenteils 34 im Vergleich
zu Fig. l zu einem größeren Antriebs-Drehmoment in derjenigen Bewegungsphase, wo
das Gewicht auf dem Sattel ruht.
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An seinem vorderen Ende ist der untere Rahmenteil 34 über das Gelenk
38 hinaus verlängert und nach unten umgebogen Dort sind bei dieser Ausführung die
Fußstützen 60 angebracht. Darin liegt im Vergleich zu Fig. 1 ebenso eine Verbesserung
der beim Antrieb wirksamen Hebelübersetzung wie in der Anordnung des Lagers des
treibenden Kettenrads 20 vor dem Gelenk 38, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
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In einer praktischen Ausführung mit 26-Zoll-Rädern hat das Fahrzeug
nach Fig. 2 folgende Maße: der hintere Teil 44 des unteren Rahmenteils 34 ist 38
cm, die Kurbeln 48 sind 17 cm, die Pleuel 52 sind 46 cm und die übrigen Rahmenteile
sind so lang, wie oben zu Fig. l angegeben. Der mit Oc bezeichnete Knickwinkel
des
unteren Rahmenteils 34, 44 beträgt etwa 50°.
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Zur Beschreibung der Gelenke des Rahmens wird auf Fig. 3 a, b Bezug
genommen. Dort ist das eine von zwei gelenkig miteinander verbundenen Rahmenteilen
mit A bezeichnet, während das anderes jeweils aus zwei Streben bestehende Rahmenteil
mit Bl und B2 bezeichnet ist, Im Falle der Gelenke 34, 54 und 28 ist jeweils der
obere Rahmenteil 26 durch das Teil A in Fig. 3 a repräsentiert, während die parallelen
Streben des hinteren Rahmenteils 32 bzw. der Pleuel 52 sowie parallele Laschen an
der Klemmschelle 62 (Fig. 1) oder entsprechende Laschen, die mit dem vorderen Rahmenteil
30 verschweißt sind (Fig. 2) in Fig. 3 a durch die Bezugszeichen B1, B2 symbolisiert
sind. Hinsichtlich des Gelenks 38 bedeutet das Teil A den vorderen Rahmenteil 30,
und die Streben B1> B2 stellen den unteren Rahmenteil 34 dar. Im Falle des Gelenks
42 gemäß Fig. 2 entspricht das Teil A dem Steg, welcher die beiden Seitenteile des
unteren Rahmenteils 34, 44 miteinander verbindet, während mit Bl B2 die parallelen
Streben des hinteren Rahmenteils 32 bezeichnet sind.
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Gemäß Fig. 3 a ist mit dem Rahmenteil A ein rohrföriges Lagergehäuse
64 fest verbunden, z,B, verschweißt.
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Es enthält eine Lagerbuchse 66 aus Polyamid oder einem anderen als
Lagerwerkstoff geeigneten Kunststoff. Ein Bolzen 68 erstreckt sich durch die Buchse
66 und ist darin drehbar gelagert. Wie gezeigt, ist der Bolzen 68 ein wenig länger
als die Buchse 66
und das Lagergehäuse 64. Die Streben B1, B2 sind
durch Schrauben 70, welche sich durch Löcher in den Streben B1, B2 erstrecken und
in eine mittlere Gewindebohrung im Bolzen 68 eingeschraubt sind, fest mit diesem
verbunden.
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Das durch den Gelenkrahmen, die Kurbeln 48 sowie die Pleuel 52 gebildete
Hebelgetriebe hat zwei Totlagen, die während der normalen Fahrt bei jeder Umdrehung
des Kettenrads 20 überwunden werden müssen. Das ist kein Problem, wenn das hintere
Kettenrad 22 drehfest mit dem Hinterrad 12 verbunden ist, macht jedoch besondere
Vorkehrungen erforderlich, wenn es erwünscht ist, während der Fahrt, z.B. bergab,
die Auf- und Abbewegung des Sattels anzuhalten, jedoch mit dem Fahrzeug weiterzurollen.
Nachstehend seien zunächst zwei Lösungsmöglichkeiten dieses Problems an Hand Fig.
4 erläutert. Fig. 2 zeigt dann noch einen weiteren Vorschlag.
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Um einerseits die Überwindung der Totlagen sicherzustellen, andererseits
die Bewegungen des Sattels, der Fußstützen und des Lenkers während der Fahrt anzuhalten,
bedient sich die Ausführung nach Fig. 4 einer aus zwei zusammenwirkenden Reibscheiben
76 und 78 bestehenden Reibungskupplung, welche während der normalen Fahrt das Schleppmoment
von der mit 72 bezeichneten Nabe des Hinterrads 12, von dem in Fig. 4 nur Speichen
74 angedeutet sind auf das Kettenraa 22 - bei einem Fahrzeug mit offener Gangschaltung
wird das Kettenrad 22 durch einen Block von z.B. 3 oder 5 unterschiedlich großen
Kettenrädern ersetzt -überträgt.
Das Kettenrad 22 sitzt axial verschieblich,
aber z.B. mittels eines Keils undrehbar gehalten auf einem äußeren zapfenförmigen
Teil 73 der Nabe 72 und besteht in herkömmlicher Ausführung aus zwei radial übereinander
angeordneten Teilen 23 und 25, die durch einen nicht gezeigten Freilauf gekoppelt
sind. Die Reibscheibe 76 ist mittels zweier oder mehr angeschweißter Zapfen 80 undrehbar
an der Nabe 72 festgelegt, während die Reibscheibe 78 in.
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gleicher Weise über angeschweißte Zapfen 80, die in Löcher oder Schlitze
im radial äußeren Teil des Kettenrads 22 eingreifen, mit diesem undrehbar verbunden
ist. Das größte Drehmoment, welches die Kupplung 76, 78 übertragen kann, wird bestimmt
durch eine zwischen die Reibscheibe 78 und das Kettenrad 22 eingesetzte Tellerfeder
82, die durch eine auf die feststehende Achse 40 des Hinterrads t2 aufgeschraubte
Mutter 84 gespannt wird. Die Mutter drückt über den radial inneren Teil 23 des Kettenrads
22 und gegebenenfalls über eine die Reibung zwischen diesen beiden Teilen verringernde
Lagerscheibe oder ein Axial-Wälzlager 81 auf die Tellerfeder 82. Axial außerhalb
der Mutter 84 ist dann, wie in Fig. 4 gezeigt, die Achse 40 des Hinterrads fest
mit dem unteren Rahmenteil 34 verbunden, Die Reibung zwischen den beiden Reibscheiben
76 und 78 brauchtricht groß zu sein, um die erwähnten Totlagen zu überwinden,Die
Vorspannung der Tellerfeder 82 kann mit Hilfe der Mutter 84 durch eine einmalige
Einstellung für lange Zeit so eingestellt werden, daß die beiden Reibscheiben 76,
78 immer dann gegeneinander
rutschen, wenn der Fahrer dies wüscht
und su diesem--rMeE ~iñ Gewicht entgegengesetzt zur Bewegungsphase des Sattels und
der Pedale verlagert, also z.B, in einer Phase, wo er eigentlich sein Gewicht auf
den Sattel wirken lassen müßte, die Fußstützen belastet.
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Anhand Fig. 4 läßt sich noch eine weitere alternative Ausführungsform
der Erfindung erläutern.
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Statt einer auf ein bestimmtes maximales Drehmoment fest eingestellten
Rutschkupplung kann nämlich auch eine lösbare Kupplung Verwendung finden. Zu diesem
Zweck kann vorgesehen werden, daß der Druck auf die Reibscheiben 76, 78 während
der Fahrt verändert werden kann, indem z.B. die Mutter 84 fest mit einem Hebel 85
verbunden wird, an dem ein vom Fahrer zu betätigender Bowdenzug angreift. Der Zugdraht
des Bowdenzuges wirkt in der lösenden Drehrichtung auf den Hebel 85 und die Mutter
84, während in entgegengesetzter Drehrichtung, also in Richtung stärkerer Vorspannung
der Tellefeder 81, eine zwischen dem Hebel 85 oder der Mutter 84 einerseits und
dem hinteren Rahmenteil 34 andererseits eingespannte weitere Feder 83 wirkt. Die
Vorspannung der Feder 83 wird so eingestellt, daß die Kupplung 76, 78 unabhängig
davon, ob der Fahrer sein Gewicht richtig oder falsch verlagert, niemals rutscht,
Erst wenn der Fahrer mittels des Bowdenzuges und des Hebels 85 die Mutter 84 entgegen
der Wirkung der Feder 83 in Löserichtung aufdreht, können die Reibscheiben 76,78
gegeneinander rutschen, so daß der Sattel während der Fahrt in seiner Auf- und Abbewegung
anhält. Bei Verwendung einer kräftigen lösbaren Kupplung kann evtl. statt eines
fest auf der Radnabe sitzenden Kettenrads mit Freilauf ein drehbar auf der Nabe
sitzendes einfaches Kettenrad benutzt werden.
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Die praktische Ausführung nach Fig. 2 enthält eine normale Freilaufnabe
mit Rücktrittbremse. Die Nabe kann wahlweise auch ein Dreigang-Getriebe enthalten.
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Alternativ kann auch eine normale Freilaufnabe ohne Rücktrittbremse
mit oder ohne Gangschaltung beliebiger Ausführung Verwendung finden. Da normale
Freilaufnaben nur ein minimales Schleppmoment entwickeln, welches für die verwindung
der genannten Tot lagen nicht ausreicht, zeigt Fig. 2 eine Konstruktion, welche
das Problem der Totlagen auf andere Weise löst.
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Hierbei wird von der Tatsache ausgegangen, daß der Abstand zwischen
zwei bestimmten Punkten einerseits am hinteren Rahmenteil 32 und andererseits am
Pleuel 52 in derjenigen Totlage klein ist, in welcher sich der Sattel in seiner
höchsten Stellung befindet, und in derjenigen Totlage groß ist, in welcher der Sattel
die niedrigste Stellung hat.
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Wenn unter diesen Voraussetzungen eine in Fig. 2 mit 86 bezeichnete
Stange gelenkig am hinteren Rahmenteil 32 angebracht und z.B, mittels einer am oberen
Rahmenteil 26 gelagerten Rolle 88 so geführt wird, daß sie sich wenigstens in der
obersten Stellung des Sattels nach vorn bis über das Pleuel 52 hinaus erstreckt,
besteht die Möglichkeit, zwei Zugfedern So, 92 in der Weise zwischen der Stange
86 und dem Pleuel 52 aufzuspannen, daß z.B. die Feder 92 stark gespannt und gleichzeitig
die Feder 9o entspannt ist, wenn sich der Sattel in seiner höchsten Stellung befindet,
andererseits die Feder 90 unter starker Spannung steht und die Feder 92 entlastet
ist, während der Sattel die unterste Stellung einnimmt, Bei dieser Konstruktion
sorgt dann jeweils eine der beiden Federn dafür, daß das Pleuel 52 wieder aus der
Totlage bewegt wird.
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Praktisch dasselbe Ergebnis kann auch mit nur einer einzigen Feder
erreicht werden, welche etwa eine mittlere Stellung zwischen den beiden Federn 90
und 92 einnimmt und dann sowohl gespannt wird, wenn sich der Sattel in seine höchste
Stellung bewegt als auch dann, wenn er sich seiner untersten Stellung nähert.
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Es versteht sich, daß eine große Gestaltungsfreiheit bei der Formgebung
der einzelnen Rahmenteile, der Gelenke und der Hinterradnabe besteht. Nur der Einfachheit
halber sind die Rahmenteile im wesentlichen als gerade Stahlrohre dargestellt und
beschrieben. Ebenso wie bei Fahrrädern sind selbstverständlich auch geschwungene
Formen, Verkleidungen usw. möglich. Maßliche Abweichungen von den vorstehend beispielhaft
genannten Maßen bringen gewisse Änderungen der relativen Bewe gungen, Geschwindigkeiten
und Beschleunigungen mit sich, die sich jedoch in einem verhältnismäßig weiten Rahmen
nicht auf die grundsätzliche Funktionsfähigkeit auswirken. Nachdem einige Maße des
Rahmens festgelegt worden sind, findet man durch Verschiebung der Gelenkpunkte,
z.B. mittels Klemmschellen, wie im Zusammenhang mit Fig, 1 beschrieben, jeweils
sehr schnell die optimale Lage der Gelenke, bei welcher der Kraftaufwand beim Fahren
am geringsten und/oder die auf- und abschwingende Bewegung mit ihren wechselnden
Beschleunigungen am harmonischsten ist. In der Serienfertigung können dann die Klemmschellen
ersetzt werden durch fest angeschweißte Gelerkteile, wie z.B. in Fig, 3a gezeigt.
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Wie Fig. 1 zeigt, kann als Lampenhalter ein im wesentlichen U-förmiger
elastischer Bügel 94 vorgesehen sein, der mit seinem einen Schenkel bei 96 am Teil
26 und mit dem anderen Schenkel bei 98 am Teil 30 hinter dem diese Rahmenteile verbindenden
Gelenk 28 befestigt ist und in seiner Mitte die Lampe trägt. Durch entsprechende
Auswahl der Schenkellängen läßt sich erreichen, daß der
Lichtkegel
der Lampe ungeachtet der Bewegungen der Teile 26 und 30 stets die gleiche Winkellage
zur Fahrer bahn beibehält.
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Das in Fig. 5 gezeigte Standgerät (home-trainer) entspricht im wesentlichen
dem Fahrzeug nach Fig. 2 mit dem einzigen Unterschied, daß anstelle des Hinterrades
eine Schwungscheibe 100 vorgesehen ist, deren Achse 102 in horizontaler Lage in
einem standfesten Stativ 104 gelagert ist. Dabei stützt sich das Vorderrad 10 einfach
am Boden ab und wird im Betrieb des Geräts auf dem Boden hin- und herrollen.
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Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist demgegenüber das Vorderrad durch
eine Schwinge 106 ersetzt, deren oberes Ende bei 108 am vorderen Ende des vorderen
Rahmenteils 30 am hier undrehbar ausgebildeten Steuerkopf 110 und deren unteres
Ende bei 112 an einer bodenfesten Konsole 114 angelenkt ist, die starr mit dem Stativ
104 verbunden sein kann.
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Bei der Ausführung nach Fig. 7 rollt schließlich der mit einer Rolle
116 versehene Steuerkopf 110 auf der im wesentlichen horizontalen Oberfläche 118
eines Stativs 120 hin und her. Statt der Rolle 116 kann ggf. auch ein (nicht gezeigtes)
Gleitelement verwendet werden.
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Da das otandgerät nach den Figuren 5, 6 und 7 der bloßen Körperertüchtigung
dient, kann auf einem Freilauf im Antriebsystem verzichtet werden. Dabei kann dann
auch die Einrichtung zur Überwindung der Totlagen mit den Teilen 86, 88, 90 und
92 entfallen.
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Patent ansprüche