DE29701641U1 - Folding bike with small wheels or castors - Google Patents
Folding bike with small wheels or castorsInfo
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Description
Stand der Technik:
bei herkömmlichen Falträdern :State of the art:
for conventional folding bikes:
z.B. Moulton, Birdy, Brompton{siehe Encycleopedia 94/95 ISBN 1 898457 01 8 ),Bickerton portable,Hon Folder,(Moby Dick Verlag ISBN 3-922843-27-1)wird versucht, ein Fahrrad so zu falten, daß ein minimales Packmaß entsteht- Dazu sind diese Falträder meist ausgestattet mit einer Vielzahl von Klapp- Schiebe- und Drehelementen. Diese Elemente erfordern bei der Bedienung eine gewisse Sorgfalt. Mehrere Handgriffe müssen nacheinander ausgeführt werden, bis das Fahrrad verkleinert oder wieder fahrbereit ist.Dies ist insbesondere bei der Mitnahme in öffentlichen Verkehrsmitteln von Nachteil*Zudem bedeutet jedes dieser Elemente eine Schwächung oder Destabilisierung des Fahrradrahmens, oder bei gleicher Stabilität eine Erhöhung des Gewichts.Die meisten Falträder haben ein Gesamtgewicht von mindestens 10 kg.e.g. Moulton, Birdy, Brompton{see Encycleopedia 94/95 ISBN 1 898457 01 8 ),Bickerton portable,Hon Folder,(Moby Dick Verlag ISBN 3-922843-27-1)attempts are made to fold a bicycle so that it is as small as possible when packed. These folding bikes are usually equipped with a large number of folding, sliding and rotating elements. These elements require a certain amount of care when operating them. Several steps must be carried out one after the other until the bike is reduced in size or ready to ride again.This is particularly disadvantageous when taking it on public transport.In addition, each of these elements weakens or destabilizes the bike frame, or increases the weight with the same stability.Most folding bikes have a total weight of at least 10 kg.
Die meisten Falträder haben als Gesamtrahmenform In der Seitenansicht eine U- förmige Gestalt. Durch die
überlänge von Lenkstange, Rahmenrohr und Sitzstange sind diese Fahrräder nicht verwindungssteif.Es gibt
Falträder, die eine bessere Verwindungssteifigkeit besitzen(z.B. Moulton(siehe Encycleopedia 94/95 ISBN
1 898457 01 8 ), diese haben jedoch den Nachteil, daß sie recht umständlich zusammenzulegen oder zu falten
sind.
Problem:Most folding bikes have a U-shaped overall frame when viewed from the side. Due to the excessive length of the handlebar, frame tube and seat, these bikes are not torsionally rigid. There are folding bikes that have better torsionally rigidity (eg Moulton (see Encycleopedia 94/95 ISBN 1 898457 01 8 ), but these have the disadvantage that they are quite difficult to put together or fold.
Issue :
Meine Erfindung will ein Fahrrad schaffen, das in seinem Fahrverhalten weitgehened einem "normalen" Fahrrad entspricht, andererseits sehr leicht ist, eine hohe Verwindungssteifigkeit besitzt und innerhalb kürzester Zeit zusammenfaltbar ist.So soll es insbesondere den Gegebenheiten des städtischen Lebens und der Mitnahme in öffentlichen Verkehrsmitteln gerecht werden.Dabei wurde nicht ein kleinstmögliches Packmaß angestrebt, sondern ein Packmaß, das noch bequem in Bahn oder Bus mitgenommen werden kann.My invention aims to create a bicycle that is largely equivalent to a "normal" bicycle in terms of its handling, but is also very light, has a high torsional rigidity and can be folded up in a very short time. This means that it should be particularly suitable for the conditions of urban life and for being taken on public transport. The aim was not to achieve the smallest possible packing size, but rather a packing size that can still be easily taken on the train or bus.
Diese Probleme werden durch die Erfindung der verspannten Rahmenform nach Schutzanspruch 1 in Verbindung mit kleinen Rädern gelöst.These problems are solved by the invention of the braced frame shape according to claim 1 in conjunction with small wheels.
erreichte Vorteile:achieved benefits:
Die im Schutzanspruch 1 angegebene Erfindung schafft ein Faltrad , daß, obwohl es die meisten Eigenschaften eines normalen Fahrrades hat{ normale Fahreigenschaften, Stabilität), sehr schnell zusammengelegt werden kann, und zudem ein sehr geringes Eigengewicht benötigt.Die X- förmige Rahmengestalt hat bei gleichem Materialeinsatz gegegüber der herkömmlichen U-Form bekannter Falträder den Vorteil, daß sie weitaus verwindungssteifer ist.The invention specified in claim 1 creates a folding bike that, although it has most of the properties of a normal bicycle (normal riding characteristics, stability), can be folded up very quickly and also has a very low weight. The X-shaped frame design has the advantage of being much more torsionally rigid compared to the conventional U-shape of known folding bikes, while using the same amount of material.
Durch die verspannte Konstruktion ergeben sich zudem sehr positive Federeigenschaften für das gesamte Fahrzeug. Das Faltrad wiegt in ersten Prototypen 7 kg wenn es mit herkömmlichen Materialien gebaut ist. Das Zusammenfalten geschieht nach lösen des Sicherungsseiles sehr einfach , indem die Kreuzungstselle angehoben wird.Die Räder des Fahrrads können während des Faltens auf dem Boden bleiben. So muß man bei schlechtem Wetter keine verdreckten Teile berühren.Dsa Fahrrad kann auch in teilweise oder ganz gefaltetem Zustand geschoben werden. Es läßt sich auch in ungefaltetem Zustand gut tragen.The braced construction also results in very positive spring properties for the entire vehicle. The folding bike weighs 7 kg in the first prototypes when it is built with conventional materials. Folding is very easy after loosening the safety rope by lifting the crossing point . The wheels of the bike can remain on the ground while folding. This means that you don't have to touch dirty parts in bad weather. The bike can also be pushed when partially or fully folded. It can also be carried easily when unfolded.
Mehrere Ausführungsbeispiele werden anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert. Bs zeigen:Several embodiments are explained using Figures 1 to 6. Bs show:
Fig. 1 das Faltrad nach Schutzanspruch 1 Seitenansicht fahrbereit und gefaltetFig. 1 the folding bike according to claim 1 side view ready to ride and folded
Fig. 2 das Faltrad nach Schutzanspruch 2 Seitenansicht fahrbereit und gefaltetFig. 2 the folding bike according to claim 2 side view ready to ride and folded
Fig. 3 das Faltrad nach Schutzanspruch 2 fahrbereite Position in räumlicher AnsichtFig. 3 the folding bike according to claim 2 ready-to-ride position in spatial view
Fig. 4 Raumachsendarstellung zu allen AusführungenFig. 4 Spatial axis representation for all versions
Fig. 5 das Faltrad nach Schutzanspruch 3 ausgestattet mit Linearantrieb in räumlicher Darstellung.Fig. 5 the folding bike according to claim 3 equipped with linear drive in a three-dimensional representation.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Schutzanspruch wird im folgenden näher beschrieben.The further development of the invention according to the protection claim is described in more detail below.
In der Zeichnung Fig. 2 und der räumlichen Darstellung Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Schutzanspruch 2 wiedergegeben. Dazu folgende Erläuterung:In the drawing Fig. 2 and the spatial representation Fig. 3 an embodiment of the invention according to claim 2 is shown. The following explanation:
Das dargestellte Fahrzeug ist für den Gebrauch durch einen Erwachsenen konzipiert.Es hat 2 kleine Räder von ca 30 cm Durchmesser, einen konventionellen Antrieb mittels Tretkurbel und Kettentrieb auf das Hinterrad.The vehicle shown is designed for use by an adult. It has 2 small wheels of about 30 cm in diameter, a conventional drive using a pedal crank and a chain drive on the rear wheel.
Die Fahrgeometrie entspricht in etwa der eines normalen Fahrrades, mit der Ausnahme, daß das Tretlager etwas weiter hinten sitzt.The riding geometry is roughly the same as that of a normal bicycle , with the exception that the bottom bracket is positioned a little further back.
Der Rahmen ist so aufgebaut, daß sich vier Stut&zgr;elemente um eine Kreuzungstsstelle herum gruppieren, dort sind sie mittels Gelenkbolzen, welche in etwa eine Richtung lotrecht zur Rahmenebene haben, miteinander beweglich verbunden. Nach Schutzanspruch 1 treffen an der Kreuzungstselle alle 4 Stützelemente aufeinander. In der Weiterbildung nach Schutzanspruch 2 ist aber das obere Stützelement(3) etwas verkürzt, und dafür das Hinterradstützelement(6) im selben Maße verlängert, so daß es möglich ist, gegenüber der ursprünglichen Grundkonstruktion auf ein Gelenk zu verzichten.Die Stützelemente sind jeweils aus zwei Rohren gebildet, welche in Richtung der Lenklager(7a,7b) zusammengeführt sind,in Richtung der Kreuzungsstelle 4 aber in die Breite gehen .Es sind auch einrohrige Konstruktionen für die Stützelemente (3,4,5)denkbar ,wenn diese nach der Keuzungsstelle hin die entsprechende Verstärkung oder Verbreiterung aufweisen. Ich bin jedoch eher für eine Verbreiterung an der Kreuzungstsstelle, weil so gegenüber einer Verstärkungsmaßname Material gespart wird und also Gewicht. Durch diese Verbreiterung des gesamten Rahmens im Bereich der Kreuzungsstelle(18)in Richtung der Raumachse Y ist erreicht, daß Seitenkräfte, welche über die Lenklager, den Sattel und das Tretlager in den Kreuzförmigen Rahmen eingeleitet werden, gut aufgenommen werden können, und somit der Rahmen verwindungsgsteif ist. Da die Stützelemente(3,4,5 )hauptsächlich Zug und Druckkräfte aufnehmen müssen, sind sie im Verhältnis zum Hinterradstützelement(6) dünner ausgeführt. In einer Ausführung in Stahl reicht eine Dimensionierung von ca. 12xlmm im Querschnitt. Beim Hinterradstützelement (6) treten vor allem durch Momente, welche über das Tretlager eingeleitet werden, starke Torsionskräfte und Biegekräfte auf, wodurch eine stärkere Dimensionierung als bei den Stützelementen(3,4,5) nötig ist(ca.30xlmm) Alle Stützelemente(3,4,5,6)sind als Rohrelemente ausgeführt,genausogut können aber andere geschlossene Hohlprofile eingesetzt werden.The frame is constructed in such a way that four support elements are grouped around an intersection point, where they are movably connected to one another by means of hinge pins which are approximately perpendicular to the plane of the frame. According to claim 1, all 4 support elements meet at the intersection point. In the further development according to claim 2, however, the upper support element (3) is somewhat shortened and the rear wheel support element (6) is lengthened to the same extent, so that it is possible to dispense with a joint compared to the original basic construction. The support elements are each made of two tubes which are brought together in the direction of the steering bearings (7a, 7b) but widen in the direction of the intersection point 4. Single-tube constructions for the support elements (3, 4, 5) are also conceivable, if they have the appropriate reinforcement or widening towards the intersection point. However, I am more in favor of widening the intersection point because this saves material and therefore weight compared to a reinforcement measure. This widening of the entire frame in the area of the intersection point (18) in the direction of the spatial axis Y ensures that lateral forces, which are introduced into the cross-shaped frame via the steering bearings, the saddle and the bottom bracket, can be absorbed well, and the frame is thus torsionally rigid. Since the support elements (3,4,5) mainly have to absorb tensile and compressive forces, they are made thinner in comparison to the rear wheel support element (6). In a steel version, a dimension of approx. 12xlmm in cross section is sufficient. The rear wheel support element (6) is subject to strong torsional and bending forces, primarily due to moments introduced via the bottom bracket, which means that it needs to be dimensioned larger than the support elements (3,4,5) (approx. 30 x 30 mm). All support elements (3,4,5,6) are designed as tubular elements, but other closed hollow profiles can also be used.
Wenn die Falt-achsen(2) um die sich die Stützelemente gruppieren, genau senkrecht zur Rahmenebene angeordnet sind,stoßen die Räder beim zusammenfalten mit den Reifen aufeinender.If the folding axes (2) around which the support elements are grouped are arranged exactly perpendicular to the frame plane, the wheels and tires will collide with each other when folded.
Um das zu verbessern, habe ich die Faltachsen etwas schräg zur Ebene X-Z angeornet(ca. 7grad). Das obere Stützelement(3) und das untere Stützelement(4) greifen über Gelenke an der Lenksäule (1) an. Hier sind Kugelgelenke denkbar, oder Gelenke mit einer Achse als Lenkachse in Richtung der Lenksäule(1)und einer weiteren Achse,welche in der Raumrichtung Y liegt als Schwenkachse zur beweglichen Anbringung der Stützelemente (3,4). Dabei ist es wie in den Figuren 2 und 3 angedeutet möglich, die Lenklager(7a,7b) um die Lenksäule(1) herum auszuführen, die Lenklager(7a,7b)können aber auch hinter der Lenksäule angebracht sein, ähnlich wie bei früheren sogenannten Nackensteuerungen.To improve this, I arranged the folding axes slightly at an angle to the X-Z plane (approx. 7 degrees). The upper support element (3) and the lower support element (4) are attached to the steering column (1) via joints. Ball joints are conceivable here, or joints with an axis as a steering axis in the direction of the steering column (1) and another axis, which lies in the spatial direction Y as a pivot axis for the movable attachment of the support elements (3,4). As indicated in Figures 2 and 3, it is possible to place the steering bearings (7a, 7b) around the steering column (1), but the steering bearings (7a, 7b) can also be attached behind the steering column, similar to earlier so-called neck controls.
Das obere Zugelement(16), das untere Zugelement(17) und das Sicherungsseil(19) sind als Stahlseile ausgeführt. Auch textile Bänder oder Seile sind anstelle der Stahlseile möglich, sie ergeben ein weicheres Federungsverhalten des Rahmens. Auch eine zusätzliche Zugfeder ist im Zusammenhang mit diesen Zugelementen denkbar, um die Federeigenschaften des Rahmens noch zu erhöhen.The upper tension element (16), the lower tension element (17) and the safety cable (19) are made of steel cables. Textile bands or cables can also be used instead of the steel cables; they result in a softer suspension behavior of the frame. An additional tension spring is also conceivable in conjunction with these tension elements in order to further increase the spring properties of the frame.
Die Zugelemente (16,17) sind auf der Seite der Lenklager(7a,7b) mit den Enden der Stützelemente(3,4) verbunden, so daß sie die Lenkbewegung nicht mitmachen müssen. Das Sicherungsseil(19) wird nur in Ausnahmenfällen statisch belastet. Bei normaler Geradeausfahrt ist es nicht nötig, um dem Rahmen die nötige Stabilität zu geben. Die auftretenden Belastungen sind geringer als in den anderen Zugelementen. Deswegen ist das Sicherungsseil der geeignete Ort für eine lösbare Befestigungsstelle. Das Sicherungsseil kann an der Befestigungsstelle am Hinterradstützelement(6) gelöst werden, um den Faltvorgang einzuleiten.The tension elements (16, 17) are connected to the ends of the support elements (3, 4) on the side of the steering bearings (7a, 7b) so that they do not have to follow the steering movement. The safety cable (19) is only subjected to static loads in exceptional cases. When driving straight ahead normally, it is not necessary to give the frame the necessary stability. The loads that occur are lower than in the other tension elements. The safety cable is therefore the suitable place for a detachable fastening point. The safety cable can be released at the fastening point on the rear wheel support element (6) in order to initiate the folding process.
Mindestens das Zugelement(16),welches das Sattelstützelement(5) verspannt, soll längenverstellbar sein, damit der Sattel(15)in der Höhe (Z-Achse) an verschieden große Benutzer angepaßt werden kann. Zusätzlich soll der Sattel längs des Sattelstützelementes(5)verstellbar sein, damit bei Höhenverstellung die Lage des Sattels in X Richtung korrigiert werden kann.At least the tension element (16) which braces the seat support element (5) should be adjustable in length so that the saddle (15) can be adjusted in height (Z axis) to suit users of different sizes. In addition, the saddle should be adjustable along the seat support element (5) so that the position of the saddle can be corrected in the X direction when the height is adjusted.
(1) - Lenksäule, bildet mit Gabel, Vorderrad{13) und(1) - Steering column, forms with fork, front wheel{13) and
Lenker(8) eine Einheit.Handlebar(8) one unit.
(2) - Faltachsen(2) - Folding axes
(3) - ein Stützelement(3) - a support element
(4) - ein Stützelement(4) - a support element
(5) - Sattelstützelement(5) - Seat support element
(6) *- Hinterradstützelement, bildet mit Tretlager (9) ,(6) *- Rear wheel support element, forms with bottom bracket (9) ,
Kettenblatt (10) Hinterrad{14) eine Einheit (7a)- oberes Lenklager {7b)- unteres LenklagerChainring (10) rear wheel{14) one unit (7a)- upper steering bearing {7b)- lower steering bearing
(8) - Lenkstange(8) - Handlebar
(9) - Tretlager (10)- Kettenblatt (H)- Kette (12)- Ritzel (13)- Vorderrad (14)- Hinterrad (15)- Sattel (16)- oberes Zugelement( Verspannung) (17)- unteres Zugelement( Verspannung) (18)- Kreuzungsstelle (19)- Sicherungsseil (20)- Gelenkbolzen (21)- Faltgelenk(9) - bottom bracket (10)- chainring (H)- chain (12)- pinion (13)- front wheel (14)- rear wheel (15)- saddle (16)- upper tension element (bracing) (17)- lower tension element (bracing) (18)- crossing point (19)- safety rope (20)- hinge pin (21)- folding joint
(30)- Antriebsseile (31)- Pedale (32)- Umlenkrolle (33)- Geradführungen (34)- Freilaufrolle(30)- Drive cables (31)- Pedals (32)- Deflection pulley (33)- Straight guides (34)- Freewheel pulley
Claims (3)
ausgezeichnet dadurch, daßFolding bike according to claim 1 or 2
distinguished by the fact that
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