DE3700388A1

DE3700388A1 - Konstruktionsweise zum bau und umbau von fahrraedern fuer mehr verkehrssicherheit, gebrauchswert und komfort

Info

Publication number: DE3700388A1
Application number: DE19873700388
Authority: DE
Inventors: Michael Schelowsky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-01-08
Filing date: 1987-01-08
Publication date: 1988-07-21

Description

Das allgemein bekannte Fahrrad mit starr-angetriebenem Hinterrad, beweglich-lenkbarem Voderrad, Tretlager mit Kettenantrieb zum Hinterrad und Sitzposition in Höhe der Lenkstange stellen einen Stand der Technik dar, der ständig Unfälle verursacht durch folgende Konstruktions- und Fahreigenschaften:

1. Die Beweglichkeit des Vorderrades zwecks Lenkung ist immer dann eine Unfallursache, wenn der Fahrer durch innere oder äußere Umstände oder Anlässe am ständig notwendigen, sicheren und bewußten Lenken nur kurz fristig behindert ist und infolge
2. des an ungünstiger (höchster) Stelle plazierten Masseschwerpunktes des Fahrerkörpers das Gleichgewicht verloren geht und
3. infolge der Sattelhöhe über den Pedalen des Kurbel antriebs die Beinlänge des Fahrers in Notfällen kaum ausreicht, um schnell und sicher den Boden zu errei chen zum Abstützen bei Sturzgefahr.

Diese Mängel des Konzeptes üblicher Fahrrad-Konstruktionen erweisen sich als häufige Unfallursache besonders bei Kindern, alten und geschwächten Personen. Aber auch im Normalbetrieb ergibt sich aus der o. g. Eigenart eine stän dige Behinderung im Straßenverkehr, weil der Radfahrer zum ständigen Einpendeln seines Körperschwerpunktes über der Fahrspur seitlich ausschwenken muß als Unberechenbar keit für andere Verkehrsteilnehmer.

Diese Konstruktions- und Betriebsmängel lassen sich mit einigen Änderungen und Ergänzungen am üblichen Fahrrad beheben mit dem Erfolg, daß:

a) das lenkbare Rad als Hinterrad nachläuft, wobei das Fahrzeug vom vorderen, starren Antriebsrad richtungs stabil gezogen wird und zufällige, versehentliche Lenkfehler am Vorderrad nicht mehr möglich sind,
b) das Vorderrad beidseitig angetrieben wird mit einer kürzeren Kraftübertragung nicht vom üblichen Tretlager aus, wodurch der Fahrersitz um ca. 40 cm teifer ange ordnet werden kann mit dem entsprechend günstigeren Schwerpunkt der Fahrerlast,
c) die damit geschaffene Möglichkeit der Koppelung von zwei Fahrrädern seitlich-parallel nebeneinander zu einem vierrädrigem Fahrzeug gegeben ist. Dies vermei det die Unfallgefahr, wenn zwei persönlich zusammenge hörige Radfahrer, die nebeneinander fahren wollen, sich mit seitlich auspendelnden Fahrbewegungen verun sichern. (So wird das sichere Nebeneinander-Fahren zu einem neuartigen Komfort mit auch sozialem Wert.)
d) Das Transportieren von Lasten sowohl auf einem einzel nen, wie auf zwei gekoppelten Fahrzeugen sicherer ist als auf dem üblichen Fahrrad mit schwierigen Lastauf lagen auf beweglicher Lenkstange und schmalem Sattel,
e) der tiefer plazierte Fahrersitz aus einer Sitzschale mit Rücklehne bestehen kann, die mehr Halt bietet.

Mit Teillösungen befassen sich bereits verschiedene Kon struktionsvorschläge wie z. B-:

1. Patentanmeldung P 32 0 160 vom 2. 1. 82 mit einem ähnlichen Konzept: Antrieb des starren Vorderrades jedoch mit gegenläufigen Seilen und Lenkung des Hinterrades bei tiefliegendem Fahrersitz zwischen den Laufrädern.
2. Patentanmeldung P 33 45 831.6 vom 19. 11. 83 als "Liegerad" mit kettenangetriebenem, großem Hinterrad und gelenktem kleinem Vorderrad und Lenkgriffen unterhalb des fast liegenden Fahrerkörpers, der jedoch zum sicheren Be- und Entladen zusätzliche Stützräder benötigt.

Diese und ähnliche, andere Konstruktionen sind völlig neuartige Konzepte abweichend vom üblichen Fahrrad und können ihren Gemeinnutzen erst bei einer Massenproduk tion erbringen.

Dagegen wird bei der hier vorgeschlagenen Konstruktions weise die offenbar neuartige Aufgabe gestellt und ge löst, das bereits weltweit in Massen produzierte und verbreitete Fahrrad durch Umbau und Ergänzung zu einem neuartigen Fahrzeug umzuwandeln mit den o. g. Eigen schaften entsprechend der nachfolgenden Beschreibung mit Zeichnungen. Diese zeigen in

Fig. 1 das übliche Fahrrad in Seitenansicht,

Fig. 2 das durch Umbau und Ergänzung veränderte Fahr zeug in Seitenansicht ("Rückrad"),

Fig. 3 Vorderansicht des üblichen Fahrrades mit auf sitzendem Fahrer,

Fig. 4 Vorderansicht des veränderten Fahrzeugs mit einsitzendem Fahrer zum Vergleich der Höhe des Schwerpunktes,

Fig. 5 Rückansicht des veränderten Fahrzeugs,

Fig. 6 Vorderrad-Antrieb im Querschnitt durch die Rücktrittnabe mit Gangschaltung,

Fig. 7 Längsschnitt durch die Antriebsmechanik.

Umbau und Ergänzung üblicher Fahrräder kann eher als durch Verkauf völlig neuer Zweirad-Typen den Gemein nutzen erbringen, der als Steigerung der Verkehrssi cherheit, des Gebrauchswertes und des Fahrkomforts zu erreichen ist:

Am üblichen Fahrradrahmen (Fig. 1) ist das Oberrohr OR zu entfernen - beim Herrenrad völlig, beim Damenrad nur am Lenksäulenrohr LSR - und gemäß Fig. 2 durch die Verbundstrebe 3 zu ersetzen als feste Verbindung zwi schen Sitzrohr SR, Unterrohr UR und Lenksäulenrohr SLR. Die Verbindung kann durch Schrauben oder Schweiß naht erfolgen.

Das übliche Tretlager mit Tretkurbeln, Zahnkranz und Kette wird entfernt, so daß die leere Lagerhülse erhal ten bleibt für den Einbau eines Ständers bzw. eines Kopplungselementes 9 c.

Die beim üblichen Fahrrad bestimmte Hinterradgabel wird zur neuen Vorderradgabel umgerüstet durch die beid seitige Befestigung der Antriebs-Kombination 2:

An jedem Ausfallende der Rahmengabel wird je ein La schenpaar 2 b durch Schrauben- oder Schweißverbindung befes tigt. Dieses ist im Abstand der Rohrstärke des Gabel rahmens an einer Tretlagerhülse 2 c befestigt, die aus dem Teilabschnitt eines üblichen Tretlagers bestehen kann mit zugehörigen und eventuell zusätzlichen Kugel lagern und einer Hälfte der üblichen Tretlagerachse, zu 2 a fest verbunden und mit einem üblichen Zahnkranz. Am freien Ende der Tretlagerachse 2 a ist auf übliche Weise die Tretkurbel 2 d mit der Pedale montiert.

Um diese beiden Teile der Antriebs-Kombination 2 über extrem kurze Ketten mit üblichen Ritzeln zu verbinden, ist an der üblichen Nabe N ein zweites Ritzel R zu montieren, was u. U. eine Naben-Sonderkonstruktion er forderlich machen wird.

Die äußeren Laschen zu 2 b haben einen zusätzlichen Lappen mit einer Einkerbung nach vorn, um die Naben achse aufzunehmen, sowie eine Bohrung zur Befestigung der Stützstrebe des Gepäckbehälters 8.

Die Verbundstrebe 3 dient zugleich als Schiene für den Schalensitz 4 und dem an der Unterseite befindlichen Gleitschuh 4 a für eine verschiebbare Befestigung auf der Oberkante der Verbundstrebe 3. Am Schalensitz 4 kann eine Rückenlehne mit Nackenstütze angeformt sein.

Die Lenkung über das nachlaufende Hinterrad soll mit Hilfe eines Lenkbügels 5 a und daran drehbar befestigter Zuggriffe 5 b erfolgen.

Der Lenkbügel 5 a von der Breite einer üblichen Lenk stange ist mit dem üblichen Gabelschuh fest verbunden und hat an seinen Enden Achsbohrungen zur drehbaren Be festigung von Zugarmen mit an den Enden befindlichen Zugriffen 5 b.

Diese Vorrichtung bewirkt, daß der Fahrer für eine Rechtskurve den rechten Zugriff 5 b nach vorn zu ziehen hat. Bei beständiger Gradeausfahrt brauchen die Zug griffe 5 b nicht gehalten zu werden, so daß der Fahrer die Hände auch an der Krafthaltestange 7 haben kann ohne Verunsicherung der Fahrweise.

In der Mitte des Lenkbügels 5 a kann vor dem Gabelschuh die Halterung 5 c für einen Rücklicht-Dynamo angeformt sein.

Durch den Lenkbügel 5 a ist der Kurveneinschlag des Hinterrades auf ca. 60 Grad zur Fahrspur begrenzt durch Berührung mit der Verbundstrebe 3 am Unterrohr UR. Dieser Stellwinkel des Lenkrades reicht für das nor male Kurvenfahren und verhindert ein Durchschlagen als Unfallursache bei einer Winkelstellung nahe 90 Grad zur Fahrspur.

An Stelle der üblichen Lenkstange ist in der Verlänge rung des Lenksäulenrohres SLR ein abgewinkeltes, starres Schaftrohr 6 a befestigt zur Aufnahme des darin höhenver schiebbaren, feststellbaren Rückenholmes 6 b mit einer am Ende angeformten Rohrmuffe 6 c. Durch diese kann eine Schulterstange 6 d gechoben werden zur Befestigung eines Trag- und Kopplungselementes 9, einer Wetterschutzverklei dung 10 oder zum Anhängen von Lasten.

Anstelle des üblichen Fahrradsattels befindet sich in der ganzen Länge des Sitzrohres SR ein Gleitrohr 7 a mit angeformter Rohrmuffe in Form eines üblichen Lenkervor bau zur Befestigung der Krafthaltestange 7 b mit einer Höhenverstellbarkeit von 40 bis 45 cm. In Tiefstellung dient die Krafthaltestange 7 b als Zugwiderstand für den Fahrer, der von hier aus seine Beinkraft auf die Antrieb- Kombination 2 einwirken lassen kann.

An der Krafthaltestange sind in der Tief- und Hochstellung Wind- und Regenschutzvorrichtungen zu befestigen.

An den Enden der Krafthaltestange 7 b sind Handgriffe an geordnet, die jedoch im Unterschied zu übliche Formen den Rohrquerschnitt frei halten zur Aufnahme der Trag- und Kopplungselemente 9.

Der Gepäckbehälter 8 in geschlossener Form mit einem verschließbaren Deckel versehen, ist wie üblich am oberen Teil des Gabelrahmens und mittels Stützstreben an der Radnabe befestigt. Damit ist der Gepäckbehälter 8 ein kennzeichnendes Gestaltungselement dieser Konstruktions weise und läßt sich einbeziehen in die weiterführende Formgebung von Schutzverkleidungen und Leichtkarosserien. In die Stirnseite ist die Reflektorschale der Fahrbeleuch tung eingeformt. Ausbaufähig als Sitzgelegenheit für Kleinkinder bietet der Gepäckbehälter Sicherheiten incl. Anschnallgurte, wie sie beim üblichen Fahrrad nicht möglich sind.

Durch die Verwendung der Antriebs-Kombination 2 anstelle der üblichen Kurbeltretlager im unteren Winkelpunkt von Sitzrohr SR und Unterrohr UR bietet sich dort mit der leeren Tretlagerhülse die Möglichkeit an zu einer sta bilen Verkoppelung von zwei Fahrrädern seitlich neben einander zu einem neuartigen, vierrädrigen Fahrzeug ohne Behinderung der Kurbelbewegungen.

Zwei weitere Kopplungspunkte sind gegeben mit:

9 b im offenen Rohrquerschnitt der Krafthaltestange 7 b, 9 c dementsprechend im Schulterrohr 6 d, oder hier als ein durchgehendes Rohr durch beide Rohrmuffen 6 c. Gleichfalls gekoppelt werden müssen dann die Lenkbügel 5 a zwecks einheitlicher Lenkradbewegungen.

Als Tragelemente dienen die Verkoppelungen zur sicheren Befestigung von Lasten in aufliegenden oder hängenden Positionen mit zahlreichen Möglichkeiten.

Eine wesentliche Verbesserung des Fahrkomfort gegenüber üblichen Fahrrädern ist die dieser Konstruktionsweise gegebene Möglichkeit der Befestigung von Wind-Regen- und Sonnenschutzverkleidungen, ohne dabei einen wesent lich höheren Seitenwind- und Fahrwiderstand zu bieten, als dies ein üblicher Radfahrer mit seinem Körper dar bietet. Stattdessen lassen sich Schutzverkleidungen strömungsgünstig gestalten.

Die einfachste Form des Wetterschutzes stellt die Pele rine mit Kapuze dar, die an der Krafthaltestange 7 b, der Schulterstange 6 d und der Fußstange 10 a durch die leere Tretlagerhülse zu befestigen ist, wobei diePele rine am Fahrzeug befestigt bleiben kann, so daß sie den Fahrer (im Gegensatz zur Fahrradbenutzung) nicht als zusätzliches Bekleidungsstück belastet nach der Been digung einer Fahrt im Regen. Auf der Grundlage der hier vorgeschlagenen Konstruktionsweise sind Schutzverklei dungen weiterführenden Gestaltungen vorbehalten.

Die hier beschriebenen Einzelteile der Konstruktions weise zur Umrüstung üblicher Fahrräder sind als Mon tagesitz gedacht und als solche serienproduzierbare, eigenwertige Handelsware.

Der Montagesatz soll es ermöglichen, daß sowohl Fahr räder bzw. deren Einzelelemente im fabrikneuen Zustand wie auch alte Fahrräder umgerüstet werden können mit den damit verbundenen Beschäftigungsmöglichkeiten, um eine neue Entwicklung anzuregen für muskelkraft angetriebene Straßenfahrzeuge.

Mit den hier beschriebenen Eigenschaften der gesteiger ten Verkehrssicherheit, Gebrauchsnutzung und des Kom fort und eventuell weiteren Verbesserungen kann eine Entlastung der Städte von Stickoxyd-verursachen den Verbrennungsfahrzeugen eintreten. Damit würde die schon geplante ökologische Umgestaltung der Städte unterstützt werden können.

In diesem Sinn würden dann auch Solarzellen für zu sätzliche Betriebsenergien ihren sinnvollen Platz finden im Deckel des Gepäckbehälters 8 oder an Teilen der Schutzverkleidung 10 oder in zukünftigen, extrem leichten Karosserieteilen.

Claims

1. Konstruktionsweise zum Bau und Umbau von Fahrrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktionsteile nach Ansprüchen

2 für Antriebs-Kombination
3 für Verbundstrebe,
4 für Schalensitz mit Rücklehne,
5 für Lenkbügel mit Zugriffen,
6 für Rückenholm mit Schulterstange,
7 für Krafthaltestange,
8 für Gepäckbehälter,
9 für Trag- und Kupplungselemente,
10 für Schutzverkleidung

zugleich die Wesensmerkmale darstellen für die Neu konzeption von muskelgetriebenen Fahrzeugen mit mehr Verkehrssicherheit, Gebrauchsnutzen und Fahrkomfort sowie für neuartige Gestaltungsformen gegenüber herkömmlichen Fahrrädern.

2. Konstruktionsweise nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebs-Kombination für den beidseitigen Antrieb des Vorderrades aus folgen den Teilen besteht:

a) zwei üblichen Zahnkränzen mit zentral angeschweiß ten Kurbelachsen,
b) zur Montage jedes Zahnkranzes am Ausfallende der Rahmengaben erforderliche Laschenpaare, wobei jedes Laschenpaar im Abstand der Gabelrohrstärke an
c) die Lagerhülsen geschweißt ist, in der sich die erforderlichen Kugellager befinden,
d) Tretkurbeln mit Pedalen zur Befestigung üblicher Art an die Kurbelachsen (2 a),

sowie ferner dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils äußere Lasche jedes Laschenpaares eine Einkerbung hat zur Aufnahme der Achse des angetriebenen Rades, an dessen Nabe zu beiden Seiten ein übliches Zahn ritzel angeordnet ist im Gegensatz zur einseitigen Anordnung bei üblichen Fahrrädern.

3. Konstruktionsweise nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbundstrebe als Ersatzelement für das übliche Oberrohr (OR) besteht aus dem

a) Strebeteil als Schiene für den Schalensitz (4)
b) Zangenmuffe zur Schraubbefestigung am üblichen Sitzrohr (SR),
c) Verbundelement zur Befestigung am üblichen Unter rohr (UR) sowie am Lenksäulenrohr (LSR),

wobei alle Befestigungen auch durch Schweißnaht möglich sind.

4. Konstruktionsweise nach Anspruch 1 und 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schalensitz mit angeformter Rücklehne mit einem unterseitigen Gleitschuh (4 a) versehen ist zur verschiebbaren Befestigung auf der Verbundstrebe (3).

5. Konstruktionsweise nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lenkbügel mit Zuggriffen aus fol genden Teile besteht

a) Lenkbügel zur mittigen Befestigung am üblichen Gabelschuh des Lenkrades von ca. 50 cm Breite, mit an den Enden angeordneten Drehpunktbohrungen,
b) und den darin drehbar gelagerten Zugarmen mit den daran befestigten Zuggriffen,
c) einer am Lenkbügel mittig angeordneten Halterung der Rückleuchtenanlage.

6. Konstruktionsweise nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Rückenholm an Stelle der üblichen Lenkstange aus folgenden Teilen besteht:

a) einem abgewinkelten Schaftrohr als unbewegliche Verlängerung des Lenksäulenrohres (LSR),
b) dem im Schaftrohr (6 a) höhenverstellbaren Rücken holm mit
c) daran angeformter Rohrmuffe zur Aufnahme der
d) Schulterstange.

7. Konstruktionsweise nach Anspruch 1 und 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Krafthaltestange aus folgenden Teilen besteht:

a) dem Gleitrohr mit Rohrmuffe in Form eines "Lenker vorbau", höhenverstellbar angeordnet im üblichen Sitzrohr (SR) und
b) der eigentlichen Krafthaltestange, mittig in der Rohrmuffe befestigt, an den Enden mit Handgriffen versehen mit offen gelassenen Rohröffnungen zum Einschieben der Kopplungselemente (9).

8. Konstruktionsweise nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gepäckbehälter von etwa der Breite der Krafthaltestange (7) an der Vorderradgabel über dem Antriebsrad befestigt ist, aus einem festen, ge schlossenen Gehäuse mit angeformtem Lampenreflektor besteht und einen verschließbaren Deckel hat.

9. Konstruktionsweise nach Anspruch 1, 6, 7, dadurch ge kennzeichnet, daß Trag- und Kopplungselemente in Form von Stangen zwei Fahrzeuge zu einem vierrädrigen Fahr zeug verbinden können durch Einstecken in folgende Verbindungsöffnungen:

a) in die Rohrenden der Krafthaltestange (7 b),
b) in die Rohrenden der Schulterstange (6 b),
c) in die leere Rohröffnung der Tretlager bei üblichen Fahrrädern,

ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungs elemente (9 a) und (9 b) zugleich Tragelemente sind zur Befestigung von Lasten.

10. Konstruktionsweise nach Anspruch 1, 6, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß Schutzverkleidungen gegen Witterungseinflüsse abnehmbar zu befestigen sind an folgenden Punkten:

a) an der Schulterstange (6 d),
b) an der Krafthaltestange (7 b),
c) an den Trag- und Kopplungselementen (9).

11. Konstruktionsweise nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die unter Anspruch 2 bis 10 ge nannten Konstruktionsteile als Montagesatz zu ver stehen sind sowohl für den Umbau von üblichen Fahr rädern, wie auch für Neukonstruktionen von Wind- Wasser- Eisfahrzeugen, Solarzellen-angetriebenen Fahrzeugen und für die Gestaltung von strömungsange paßten Leichtkarosserien muskelgetriebener Nutzfahr zeuge.