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Zweirädriges Fahrzeug
mit einem Vorderrad und einem Hinterrad, die auf einer Grundlage,
etwa einer Straßenoberfläche, fahren,
mit zwei Stützrädern, die
an dem Fahrzeug beweglich montiert sind, einem Sitz für die das
Fahrzeug verwendenden Person, wobei der Sitz beweglich an dem Fahrzeug
befestigt ist, und einem flexiblen Stangensystem, das die Stützräder und
den Sitz miteinander verbindet, wobei das flexible Stangensystem
derart angeordnet ist, dass die Stützräder zwischen zwei Positionen
bewegt werden, wenn der Sitz bewegt wird.
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Ein
zweirädriges
Fahrrad hat typischerweise zwei Pedale, die der Fahrradfahrer während des
Fahrens mit seinen Beinen belastet. Die Energie, die auf diese Weise
erzeugt wird, wird über
eine Kette auf das Hinterrad des Fahrrads übertragen, dieses Rad ist daher
das Antriebsrad des Fahrzeugs.
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Während des
Fahrens sitzt der Fahrradfahrer gewöhnlich auf einem Sitz oder
auf einem Sattel, der im allgemeinen oberhalb der Pedale angeordnet ist.
Dadurch nimmt der Fahrer eine aufrechte Position ein, die es dem
Fahrradfahrer erlaubt, sich in bequemer Weise mit einem oder beiden
Beinen auf der Straßenfläche abzustützen, wenn
das Fahrradfahren unterbrochen wird und das Fahrrad daher nicht
mehr in der Lage ist, selbsttätig
die Balance zu halten.
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Es
gibt Fahrräder,
sogenannte Liegeräder, bei
denen die Pedale vor dem Sitz angeordnet sind. Während des Fahrens nimmt der
Fahrer eine liegende Position ein, die es schwierig macht, sich
mit einem oder beiden Beinen auf dem Boden abzustützen, wenn
das Fahrrad unterbrochen wird.
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Es
gibt Liegeräder,
die mit einem Schutzdach versehen sind, um den Fahrradfahrer gegen
Wind und Wetter zu schützen.
Ein solches Schutzdach ist häufig
im Weg, wenn der Fahrradfahrer sich mit der erforderlichen Schnelligkeit
und Sicherheit bei dem Stoppen auf dem Boden abstützen will.
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Wenn
das Fahrrad mit drei oder vier Antriebsrädern versehen ist, wird es
demgegenüber
immer stabil auf der Fläche
stehen, ohne dass der Fahrradfahrer gleichzeitig das Problem hat,
sich auf dem Boden abzustützen,
um das Fahrrad in dem Gleichgewicht zu halten, wenn es still steht.
Der Fahrradfahrer kann daher bequem die Füße auf den Pedalen lassen,
wenn er beispielsweise an einer roten Ampel stoppt und kann die
Fahrt sofort fortsetzen, wenn die Ampel auf grün schaltet.
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Drei-
oder vierrädrige
Fahrräder
sind jedoch nicht so manövrierfähig und
leicht zu fahren wie zweirädrige
Fahrräder
und es sollte hinzugefügt
werden, dass sie im allgemeinen einen relativ komplizierten Aufbau
haben und kostenaufwendig herzustellen sind.
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Aus
dem US Patent Nr. 601 109 ist eine Stütze mit zwei Stützrädern zur
Montage an einem normalen Fahrrad mit zwei Pedalen bekannt. Der
Sattel dieses Fahrrads ist derart angelenkt, dass sich das Stützrad bei
einem Druck auf dem Sattel abspreizen wird. Das auf diese Weise
zu lösende
Problem ist es zu verhindern, dass der Fahrradfahrer, der auf dem Fahrrad
fährt,
fällt,
während
das Fahrrad noch in Bewegung ist. Die Stützräder werden in keiner Position auf
der Antriebsbasis für
das Fahrzeug abgestützt sein.
Bei Stillstand ist das Fahrrad daher nicht in einem selbsttragenden
Gleichgewicht.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein zweirädriges Fahrzeug der in dem
Eingangsabsatz genannten Art zu schaffen, das einfach und kostengünstig herzustellen
und das derart angeordnet ist, dass es bei Stillstand einfach in
ein selbsttragendes Gleichgewicht gebracht werden kann.
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Die
neuen und einzigartigen Merkmale nach der Erfindung, durch die dies
erreicht wird, ist die Tatsache, dass die Stützräder in Beziehung zu der Drehachse
des rückwärtigen Rades
eine untere Stützposition
haben, in der sie auf der Basis gestützt sind, und eine höhere freie
Position, in der sie von der Basis frei sind.
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Das
flexible Stangensystem kann beispielsweise derart ausgebildet sein,
dass die Stützräder sich
in wenigstens in einer der Positionen auf der Straßenoberfläche abstützen und
in den anderen Positionen des Sitzes von der Straßenoberfläche frei sind.
Durch Veranlassen des Sitzes zu einer Bewegung in einer Richtung
kann der Fahrradfahrer so die Stützräder auf
die Straßenoberfläche bringen
und bei einem Stoppen das Fahrzeug in eine sichere stabile, sich
selbst abstützende
Position bringen. Bei dem Start kann der Fahrradfahrer ohne Schwierigkeiten die
Stützräder von
der Straßenoberfläche durch
einfaches Abheben des Sitzes in der entgegengesetzten Richtung abheben.
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Das
letztgenannte Manöver
kann beispielsweise von der Person, die das Fahrrad fährt, durch Drücken des
Sitzes nach hinten mit dem Rücken
vorgenommen werden und das erstgenante Manöver, indem die Person, die
das Fahrrad fährt,
sich stattdessen in dem Sitz nach vorne lehnt.
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Bei
einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungsform
kann das Stangensystem eine gegabelte Rahmenextension zum drehbaren
Aufnahme der Stützräder aufweisen.
Ein Rahmen kann vorgesehen sein, der zum Aufnehmen des Sitzes dient
und drehbar mit beiden Achsen des Hinterrades und dem Rahmen des
Fahrzeugs verbunden ist.
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Wenn
die Person, die auf dem Fahrrad fährt, sich in dem Sitz nach
vorne lehnt, wird der Abstand zwischen den Achsen der Stützräder und
dem Hinterrad erhöht,
bis die Stützräder auf
der Straßenoberfläche aufsetzen.
Wenn die Person, die das Fahrrad fährt, sich in dem Sitz zurücklehnt,
wird der Abstand verringert, so dass die Stützräder die Straßenoberfläche nicht
mehr erreichen können.
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Da
das Hinterrad des Fahrzeugs mit dem Rahmen über den drehbar befestigten
Rahmen des Sitzes verbunden sind, ist das Fahrrad nicht in sich selbst
stabil. Wenn die Stützräder in der
Fahrposition zu halten sind, muss die Person, die das Fahrrad fährt, daher
einen nach hinten gerichteten Druck auf das Fahrrad ausüben. Um
zu verhindern, dass das Fahrrad in unerwünschter Weise kollabiert, da
die Person beispielsweise während
des Fahrens im Freilauf bergab diesen Druck unwillkürlich verringert, kann
die eingenommene Fahrposition mittels einer Verriegelung zum Verriegeln
des Rahmens des Sitzes in Beziehung zu dem Rahmen fixiert werden.
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Der
Fahrradfahrer muss relativ stark gegen den Sitz drücken, um
das Fahrrad in die Fahrposition zu bringen, da dass dadurch erreichte
Moment um die Achse des Hinterrades wenigstens so groß wie das
gegendrehende Moment von dem Gewicht der das Fahrrad verwenden Person
sein muss.
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Um
den Verwender des Fahrrads von der Arbeit des Bringens der Stützräder in die
Fahrposition freizuhalten und diese in dieser Position zu halten, kann
das Fahrrad weiter eine Feder zum vollständigen oder teilweise Kompensieren
des Moments des Gewichts der Person aufweisen, so dass die Person, die
das Fahrrad fährt,
ohne Aufwand die Stützräder betätigen kann.
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Ein
effektiv wirkendes Ausführungsbeispiel des
Stangensystems kann ein erstes Paar von Stangen aufweisen, jedes
an einem Ende, das drehbar ein Stützrad trägt und an dem anderen Ende
drehbar mit dem Rahmen verbunden ist, und ein zweites Paar von Stangen,
das schwenkbar mit der jeweiligen Stange des ersten Paares von Stangen
mit dem Sitz, der wiederum drehbar mit dem Rahmen verbunden ist.
Dadurch wird das Fahrrad in sich selbst stabil.
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Die
zweite Stange kann schwenkbar mit der ersten Stange über eine
Buchse verbunden sein, die verlagerbar auf die erste Stange aufgesetzt
ist. Die zweite Stange kann auch schwenkbar sowohl mit dem Sitz
als auch mit der ersten Stange verbunden sein.
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Alternativ
kann die erste Stange verschwenkbar mit dem Rahmen über ein
Lager verbunden sein, das aus einem Zapfen besteht, der verlagerbar
in eine längliche
Kerbe eingreift.
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Die
erste Stange kann verschwenkbar mit dem Rahmen über eine Bohrung mit einer
Achse, die parallel zu der Achse des Hinterrads ist oder mit dieser
Achse einen Winkel bildet, verbunden sein. In dem ersten Fall behalten
die Antriebsräder
in allen Positionen ihre Orientierung bei, in dem letzteren Fall wird
die Orientierung geändert.
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Indem
die Schwenkachse in den beiden Lagern des ersten Paares von Stangen
miteinander einen Winkel mit nach unten weisender Spitze bilden, werden
die Führungsräder in vorteilhafter
Weise in Richtung aufeinander geführt, wenn sie von der Straßenoberfläche weggezogen
werden. Ihre Ebenen werden gleichzeitig einen spitzen Winkel mit
nach hinten weisender Spitze zueinander bilden, so dass die Räder aerodynamisch
der Form des Fahrrads folgen werden.
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Die
Erfindung wird jetzt in weiteren Einzelheiten erläutert, wobei
lediglich beispielhafte Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden. Dabei zeigt:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Fahrrads mit Stützrädern nach
der Erfindung in der Stützposition,
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2 das
in 1 gezeigt Fahrrad von hinten gesehen,
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3 das
in 1 gezeigte Fahrrad, wobei die Stützräder in der
Fahrposition sind,
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4 eine
schematische Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Fahrrads, wobei
die Stützräder nach
der Erfindung in der Fahrposition sind,
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5 eine
Ansicht der Stützräder für das Fahrrad
von 4 in einer Ansicht von hinten,
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6 das
Fahrrad von 4, wobei die Stützräder in der
Stützposition
sind,
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7 eine
Ansicht der Stützräder für das Fahrrad
von 6 in einer Ansicht von hinten,
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8 eine
schematische Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Fahrrads,
wobei die Stützräder nach
der Erfindung in der Fahrposition sind,
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9 eine
Seitenansicht der Stützräder für das Fahrrad
von 9 in einer Ansicht von hinten,
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10 das
Fahrrad von 8, wobei die Stützräder in der
Stützposition
sind,
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11 eine
Ansicht der Stützräder für das Fahrrad
von 10 in einer Ansicht von hinten,
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12 eine
schematische Seitenlängsansicht
eines vierten Ausführungsbeispiels
eines Fahrrads nach der Erfindung, wobei die Stützräder in der Fahrposition sind,
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13 eine
Ansicht der Stützräder für das Fahrrad
von 12 von hinten,
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14 das
Fahrrad von 13, wobei die Stützräder in der
der Stützposition
sind, und
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15 eine
Ansicht der Stützräder für das Fahrrad
von 14 in einer Ansicht von hinten.
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Die 1, 2 und 3 sind
schematische Ansichten eines Fahrrads von der Art, das als Liegerad
bezeichnet wird. Im Folgenden wird die Erfindung auf der Grundlage
dieser Art von Fahrrad beschrieben. Der Schutzbereich der Erfindung
ist jedoch nicht auf ein Liegerad beschränkt, die Erfindung kann bei
jeder anderen Art eines Fahrrads oder eines anderen zweirädrigen Fahrzeugs
angewendet werden.
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Das
Liegerad oder Fahrrad nach den 1, 2 und 3 ist
allgemein durch das Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. In 1 ist
schematisch ein Verdeck 2 zum Schützen des Fahrradfahrers nur
mit einer einfachen Linie dargestellt. Dieses schützt gegen
Wind und Wetter. Das Verdeck ist in den 3 und 3 nicht
gezeigt.
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Das
Fahrrad hat einen Rahmen 4, ein Vorderrad 5 und
ein Hinterrad 6. An der Vorderseite des Rahmens ist verschwenkbar
eine Längsstange 7 mit einer
Vordergabel 8 zum Montieren des Vorderrades. Hinten hat
der Rahmen gegabelte Rahmenextensionen 9 zur Aufnahme des
Hinterrades.
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Ein
Sitz 10 ist verschwenkbar auf dem Rahmen befestigt. Der
Fahrradfahrer 3 sitzt liegend in diesem Sitz, während er
während
des Fahrens die Pedale 11 vorne um eine Kurbelwelle 12 mit
einem antreibenden Kettenrad 13 betätigt.
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Eine
nicht dargestellte Kette ist über
das Kettenrad 13 und ein nicht gezeigtes Kettenrad auf
dem Hinterrad angeordnet. Während
des Fahrens des Fahrrads wird dieses von dem Fahrrad fahrer durch Betätigung der
Pedale und dadurch durch Erzeugen einer Kraft vorwärts bewegt,
die über
den vorerwähnten
Ketten- und Zahnradantrieb auf das Hinterrad übertragen wird.
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Es
ist bekannt, das ein zweirädriges
Fahrzeug während
des Fahrens ausbalanciert ist. Bei Stillstand kann das Fahrrad jedoch
die Balance nicht halten. Es wird daher umkippen, wenn der Fahrradfahrer
es nicht mit einem oder beiden Beinen auf dem Boden abstützt.
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Wenn
das Fahrrad und der Fahrradfahrer, wie in 1 gezeigt,
von einem Verdeck umschlossen sind, das wenigstens teilweise unten
geschlossen ist, ist es jedoch schwierig oder sogar unmöglich, sich
auf diese Weise an dem Boden abzustützen.
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Das
Fahrrad ist in den 1, 2 und 3 entsprechend
der Erfindung mit Stützrädern versehen,
die in den 1 und 2 in ihrer
Stützposition
sind. Der Fahrradfahrer hat jetzt keine Probleme damit, das Fahrrad
im Stehen balanciert zu halten. Die Stützräder besorgen dies. Der Fahrradfahrer
muss nicht einmal seine Füße von den
Pedalen entfernen.
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Die
Stützräder können aus
der in 1 und 2 gezeigten Positionen in die
Fahrposition 3 mittels der nachfolgend beschriebenen Anordnung
verbracht werden.
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Jedes
Stützrad 14 ist
drehbar an dem Ende einer Schwenkstange 15 befestigt, deren
anderes Ende über
ein Schwenklager 16 verschwenkbar an der gegabelten Rahmenextension 9 des
Rahmens 4 montiert ist, wobei die Schwenkachse sich schräg nach oben
unter einem Winkel von 60° zu
der Ebene senkrecht zu der Drehachse des Hinterrades erstreckt.
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Auf
der Schwenkstange 15 ist nahe dem Schwenklager 16 eine
Buchse 17 verlagerbar aufgesetzt mit einem Schwenkstift 18,
der drehbar mit einer zweiten Schwenkstange 19 verbunden
ist, die wiederum verschwenkbar mit dem Schwenklager verbunden ist
(nicht gezeigt) an dem Boden des Sitzes 10, der selbst
um ein Lager 20, das in den 2 und 3 gezeigt
ist, nach hinten und nach vorne gekippt werden kann.
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Wenn
der Fahrradfahrer sich nach vorne in eine Position bewegt, die im
Stand natürlich
ist, wird der Sitz nach vorne um das Kipplager 20 gekippt,
wodurch die Stützräder 14 durch
das oben erwähnte
flexible Stangensystem abgelenkt werden.
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Dieser
Vorgang erfolgt, da die zweite Schwenkstange 19 durch den
nach vorne kippenden Sitz nach unten gedrückt wird und dabei die Schwenkstange 15 der
Stützräder dazu
veranlasst, um das Schwenklager 16 zu verschwenken, bis
die Stützräder den
Boden erreichen und das Fahrrad balanciert halten. Diese Bewegung
wird ermöglicht,
da die Buchse 17 mit dem Schwenkstift 18 gleichzeitig dazu
in der Lage ist, sich zu drehen und in Bezug auf die Schwenkstange 15 zu
verlagern.
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Bei
dem Fahren wird der Fahrradfahrer automatisch den Sitz mit seinem
Rücken
als eine Reaktion auf die Kraft, die erforderlich ist, um die Pedale
zu betätigen,
nach hinten drücken.
Dadurch wird der Sitz nach hinten gekippt, wodurch der obige Vorgang umgekehrt
stattfindet mit dem Ergebnis, dass die Stützräder von dem Boden abgehoben
werden und die in 3 gezeigte Fahrposition einnimmt,
in der das Fahrrad wie jedes andere zweirädrige Fahrrad funktioniert.
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Aufgrund
der Tatsache, dass die Schwenkachsen der Schwenklager 16 nach
oben geneigt sind, werden die Räder 14 die
in 3 gezeigte geneigte Position annehmen, in der
die Stützräder vorteilhafter
Weise nahe aufeinander zu mit einer schräg nach hinten weisenden Ausrichtung
gezogen werden.
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Es
ist lediglich eine begrenzte Kraft erforderlich, um die Stützräder nach
oben und nach unten zu bewegen. Während des Fahrens im Freilauf
muss der Fahrradfahrer daher sich nur bequem in den Sitz zurücklehnen,
um bewirken zu können,
dass die Stützräder in der
Fahrposition bleiben.
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Die 4–7 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel 21 eines
Fahrrads nach der Erfindung. Entsprechende Teile sind durch dieselbe
Bezugszeile wie in den 1–3 bezeichnet.
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In
diesem Fall sind es die Stützräder 14,
die an der gegabelten Rahmenextension 9 befestigt sind,
während
der Sitz 10 an dem Rahmen 22 befestigt ist, der
schwenkbar sowohl mit der Achse 22 des Hinterrades 6 als
auch dem Rahmen 4 des Fahrrads über ein Schwenklager 24 drehbar
verbunden ist.
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Die
Stützräder 14 und
das Hinterrad 6 werden, wie erkennbar ist, derart in Bezug
aufeinander bewegt, dass die Stützräder, die
in den 4 und 5 gezeigte Fahrposition einnehmen,
wenn der Fahrradfahrer mit seinem Rücken gegen den Sitz nach hinten
rückt und
die Stützposition,
die in den 6 und 7 gezeigt
ist, wenn der Fahrradfahrer sich in dem Sitz nach vorne bewegt.
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Die
Stützräder können nur
in der Fahrposition, die in den 4 und 5 gezeigt
ist, gehalten werden, wenn der Fahrradfahrer so kräftig gegen
den Sitz drückt,
dass das Drehmoment, das sich dadurch um die Achse des Hinterrades
ergibt, wenigstens so groß ist
wie das gegendrehende Moment von dem Gewicht des Fahrrads und dem
Fahrradfahrer.
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Um
es dem Fahrradfahrer zu erleichtern, diese Last aufzubringen und
damit der Fahrradfahrer unter allen Bedingungen komfortabel fährt, ist
das Fahrrad mit einer Druckfeder 25 versehen, die ein Drehmoment
erzeugt, das vollständig
oder teilweise das Drehmoment, das von dem Gewicht des Fahrrads
und des Fahrradfahrers erzeugt wird, kompensiert.
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Eine
Raste 26 dient zum Blockieren der Druckfeder, wenn die
Stützräder in ihrer
Fahrposition sind, wie in 4 gezeigt.
Die Stützräder können nicht
in die Stützposition
gebracht werden, bis der Fahrradfahrer manuell die Raste freigegeben
hat. Diese Situation ist in 6 gezeigt.
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Es
ist selbstverständlich,
dass der Rahmen 23 des Sitzes 10 mit dem Rahmen 4 des
Fahrrads in jeder anderen bequemen Weise verriegelt werden kann.
Beispielsweise mittels einer Schnappverriegelung, die alternativ
verriegelt oder entriegelt.
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Die 8 bis 11 zeigen
ein drittes Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung. Auch in diesem Fall sind einander entsprechende
Teile durch dieselben Bezugszeichen wie in den 1 bis 3 angegeben.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
ist eine Variante gegenüber
derjenigen, wie sie in den 8–11 gezeigt
ist. In diesem Fall sind die Schwenkstangen 28 der Stützräder 14 drehbar
auf dem Rahmen 4 über
einen Schwenkstift 29 montiert, der drehbar und verlagerbar
in eine Kerbe 30 an dem Ende der jeweiligen Schwenkstange
eingreift. Der Sitz 10 ist fest mit einer Stange 32 verbunden,
die drehbar in ein Schwenklager 31 nahe der Kerbe 30 eingreift.
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Wenn
der Sitz 10 über
das Schwenklager 30 nach hinten oder nach vorne gekippt
wird, werden die Stützräder nach
hinten bzw. nach vorne zwischen der Antriebsposition, die in den 12 und 13 gezeigt
ist und der Stützposition,
wie sie in den 14 und 15 gezeigt
wird, verschwenkt in einer Weise, die derjenigen in den vorerwähnten Ausführungsbeispielen
entspricht. Die Schwenkbewegung wird möglich, da die Schwenkstifte 29 dabei
nach hinten und nach vorne in der Kerbe 30 der Schwenkstange 28 verlagert
werden. Dieselbe Funktion wird stattdessen erreicht durch Ausbilden
der Kerbe in dem Rahmen und der Schwenkstifte auf den Schwenkstangen.
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Es
ist zu beachten, dass das Stangensystem, dass in den 1 bis 3 und 8 bis 15 gezeigt
ist zum Verschwenken der Stützräder nach
hinten oder nach vorne zwischen der Fahrposition und der Stützposition
mit einem Getriebe ausgebildet ist, was den Effekt hat, dass der
Fahrradfahrer sich in den Sitz nicht erheblich bewegen muss, um die
Position der Stützräder zu ändern.