DE69011098T2

DE69011098T2 - Stabilisierungsvorrichtung für fahrzeuge.

Info

Publication number: DE69011098T2
Application number: DE69011098T
Authority: DE
Inventors: Donald Welton Shepherd
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2010-02-27
Also published as: WO1990009918A1; NO913348D0; EP0460043B1; AU5161690A; BR9007158A; CA2046291A1; DE69011098D1; JPH04502435A; JP2529619B2; FI914012A0; FI95014C; EP0460043A1; AU628942B2; FI95014B; NO178822C; US5419575A; IN175692B; KR920700986A; HU902232D0; DD293086A5

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stabilisierungsvorrichtung für ein einspuriges Räderfahrzeug, insbesondere für Fahrräder, die von einem Radfahrer angetrieben werden.
Der Radfahrer muß in städtischen Bereichen wegen Kreuzungen, sich langsam bewegenden Verkehrs und Verkehrsstauungen, Straßenarbeiten und anderen Hindernissen häufig stehenbleiben und losfahren. Diese Bedingungen stellen für Radfahrer in Städten und städtischen Bereichen übliche Situationen dar, die auch gefährlich werden können, wenn der Radfahrer unmittelbar anhalten muß und dabei möglicherweise sein Gleichgewicht verliert.
Unter solchen Verkehrsbedingungen muß der Radfahrer bei jedem Halt einen Fuß oder beide Füße auf den Boden stellen und in vielen Fällen teilweise absteigen. Das häufige und oftmals abrupte Anhalten und Losfahren im Verkehr ist für den Radfahrer äußerst unangenehm. Es kann auch möglicherweise durch einen Gleichgewichtsverlust oder ein durch Ärger und dergleichen bedingtes ungeduldiges Verhalten gefährlich werden, insbesondere wenn sich im Verkehr schwere Lastwagen bewegen.
Die Konstruktion des Fahrrades und die Körpermaße des Radfahrers führen oft dazu, daß die Sattel entweder zu nieder gestellt sind, um einen wirksamen Pedaldruck aufrechtzuerhalten, oder zu hoch, um bei einem Anhalten im Sattel zu bleiben. Dies kann zu einem häufigen Absteigen und Aufsteigen führen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Stabilisierungsvorrichtung für ein einspuriges Räderfahrzeug insbesondere für ein Fahrrad, die dem Radfahrer ermöglicht, das Fahrrad anzuhalten, ohne absteigen zu müssen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer derartigen Stabilisierungsvorrichtung, welche die Form eines Zusatzgerätes für bestehende Fahrräder aufweisen oder Teil eines hergestellten Fahrrades sein kann.
Gemäß der DE-A-174152 ist eine Stabilisierungsvorrichtung für ein einspuriges Räderfahrzeug vorgesehen, welche aufweist: einen Arm, von dem ein Ende schwenkbar an einem oder in der Nähe eines Radachszapfens des Fahrzeuges befestigt ist, und eine Querwelle, die mit dem anderen Ende des Arms verbunden ist; ein Paar Stabilisatoren, die an der Querwelle befestigt sind; und Mittel zur Bewegung des Arms zwischen einer angehobenen Position, in der die Stabilisatoren vom Boden entfernt sind, und einer abgesenkten Position, in der die Stabilisatoren mit dem Boden in Kontakt sind und das Fahrzeugrad vom Boden abgehoben ist. Bei dieser Konstruktion, die eine Stabilisierungsvorrichtung für ein Fahrrad betrifft, befindet sich ein Arm an jeder Seite des Fahrradrahmens, der an seinem inneren Ende an dem Fahrradrahmen nahe der Achse des Hinterrades angelenkt ist und sich schräg von dem Rahmen weg erstreckt, wobei die äußeren Enden der Arme durch eine Querwelle verbunden sind, die weit beabstandete Stabilisierungsräder trägt. Wenn die Arme gesenkt werden, wird das Hinterrad des Fahrrades vom Boden abgehoben und vom Gewicht entlastet und ein Großteil des gesamten Gewichts des Radfahrers und des Fahrrades, das nicht durch das Vorderrad geht, wird durch die Arme auf den Boden übertragen, so daß diese Arme eine starke und schwere Konstruktion aufweisen müssen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung trägt die Querwelle zwischen den Stabilisatoren befestigt ein Radeingriffselement, das von dem Fahrzeugrad erfaßt wird, wenn sich der Arm in seiner abgesenkten Position befindet, und der Arm weist ein Maß an Zusammendrückbarkeit in die Längsrichtung auf. Bei dieser Konstruktion wird ein Großteil des Gewichts des Radfahrers durch das Rad des Fahrzeuges auf den Boden und somit auf die Stabilisatoren übertragen, wenn sich der Stabilisator in seiner abgesenkten, betriebsbereiten Position befindet. Dies bedeutet, daß der Arm, der die Stabilisatoren trägt, nur einen sehr kleinen Teil des Gewichts des Radfahrers tragen muß und daher eine viel leichtere Konstruktion aufweisen kann als notwendig wäre, wenn das gesamte Gewicht, das normalerweise über das Rad auf den Boden übertragen wird, auf den Stabilisatorarm ausgeübt wird. Durch Übertragung des Gewichts durch das Fahrzeugrad wird das Gewicht auf den Stabilisator nahe dem Boden übertragen, so daß Kräfte, die durch Kippen und dergleichen entstehen, minimiert werden. Dadurch wird die Verwendung nur eines einzigen Armes anstelle von zwei Armen, wie zuvor beschrieben, möglich. Die Stabilität und Festigkeit der Stabilisierungsvorrichtung wird verbessert, wenn das Gewicht durch eine mit einem Flansch versehene Rolle übertragen wird, da somit Seitenkräfte zwischen der Rolle und dem Rad übertragen werden können, ohne den Arm wesentlich zu belasten.
Vorzugsweise ist der Arm ein federbelasteter teleskopischer Arm, der so befestigt ist, daß er um den hinteren Radachszapfen des Fahrzeuges schwenkbar ist. Die Federbelastung kann durch jedes elastische oder reaktionsfähige Mittel erzielt werden, wie eine Schraubenfeder, eine Gasfeder oder ein elastisches Material. Als Alternative kann der Arm nicht teleskopisch und in bezug auf den hinteren Radachszapfen exzentrisch befestigt sein, wobei der Arm elastische Mittel enthält, die das Maß an Zusammendrückbarkeit aufweisen. Die Vorrichtung kann so angeordnet sein, daß sie im angehobenen Zustand vom Rad entfernt ist, aber sich dem Rad allmählich beim Absenken nähert, und daß sie das Hauptgewicht des Fahrrades und Radfahrers durch das Rad, den Querschaft und die Stabilisatoren aufnimmt.
Wenn das Radeingriffselement eine mit einem Flansch versehene Walze ist, kann die Position der Flansche zur Anpassung an die verschiedenen Arten und Größen der Reifen vorzugsweise variabel sein. Als Alternative können verschiedene Walzen gewählt werden.
Vorzugsweise sind die Stabilisatoren Räder, obwohl jede geeignete reibungsarme Alternative wie Walzen usw. verwendet werden kann.
Somit ermöglicht die Erfindung einem Radfahrer bei dem Vorgang des Anhaltens, Stehens und neuerlichen Anfahrens jederzeit bequem sitzen zu bleiben. Sie hilft dem Radfahrer auch, die vollständige Kontrolle zu bewahren, indem er während dieses Ablaufs die Hände an den Griffen und Bremshebeln und beide Füße auf den Pedalen lassen kann. Da das Hauptgewicht des Radfahrers durch die Fahrzeugräder und Querwelle zu den Stabilisatoren übertragen wird, nimmt der Arm nur eine verhältnismäßig geringe Last auf, aber die Kombination von Arm, Hinterrad und Querwelle stellt eine starke Einheit dar, die im wesenflichen fähig ist, das Aufrechterhalten der Stabilität des Radfahrers und Fahrrades zu unterstützen, wenn dann Fahrzeug angehalten ist, obwohl berücksichtigt werden sollte, daß der Radfahrer möglicherweise etwas balancieren muß, was in jedem Fall von einem Fahrer eines einspurigen Räderfahrzeuges erwartet wird.
Somit kann der Radfahrer bei dem Vorgang des Anhaltens den Ständer absenken, wodurch er das Gleichgewicht besser halten kann, während er sich noch in der Vorwärtsbewegung befindet, und der Ständer ist sofort zurückziehbar, wenn der Radfahrer losfährt. Beide Stabilisatoren kommen in der abgesenkten Position gleichzeitig in Bodenkontakt.
Das Hinterrad des Fahrrades ist vom Boden abgehoben, wenn sich der Arm der vollständig abgesenkten Position nähert und während sich das Fahrrad noch in dem Anhaltevorgang mit Hilfe der Vorderbremse befindet. Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile:
1. Die Tatsache, daß der Radfahrer die vollständige Kontrolle behält, trägt dazu bei, ihm oder ihr und anderen Verkehrsteilnehmern eine größere Sicherheit zu bieten.
2. Der Radfahrer kann das Fahrrad mit dem Ständer in seiner untersten Position verriegelt parken und auf das Fahrrad wieder aufsteigen, während es noch stillsteht.
Wenn ferner das Fahrzeugrad drehbar ist, wenn die Stabilisatoren feststehen, ergeben sich zusätzliche Vorteile:
3. Bei einem Fahrrad, das mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen ausgestattet ist, kann der Radfahrer, da das Hinterrad frei drehen kann, den optimalen Gang zum neuerlichen Losfahren wählen, insbesondere in jenen Situationen, in welchen durch ein abruptes Anhalten die Wahl davor nicht getroffen werden konnte.
4. Wenn die Pedale im statischen Modus mit abgesenktem und in der Position verriegelten Ständer und angehobenem Hinterrad getreten werden, kann das Fahrrad in Räumen und im Freien unter jenen Bedingungen zu Trainingszwecken verwendet werden, unter welchen dies praktischer ist.
Ein erfindungsgemäßes Fahrrad kann natürlich als solches von Beginn an hergestellt werden oder eine bestehende Konstruktion sein, die verändert wurde.
Die Erfindung betrifft daher auch jene Bestandteile, die zur Durchführung der notwendigen Modifikation erforderlich sind.
Die Gesamtbreite der Stabilisierungsvorrichtung mit befestigten Rädern sollte bei einer Quermessung des Rades im allgemeinen nicht mehr als 250 mm betragen, so daß, wenn sich der Arm in der abgesenkten Position befindet, die Stabilisatoren auf einer ziemlich waagrechten Oberfläche eine ausreichend stabile Basis für den Radfahrer darstellen, so daß er oder sie das Gleichgewicht im Sitzen bei einem Stopp halten kann. Die bevorzugte Breite beträgt 175 bis 225 mm.
Die Arm sollte frei mit einer begrenzten Bewegung radial um den Umfang des Hinterrades schwenkbar sein, vorzugsweise mit für diesen Zweck gerade ausreichendem Spielraum. Wenn sich der Arm in der angehobenen oder vollständig zurückgezogenen Position befindet, beträgt der Abstand zwischen dem unteren Rand der Stabilisatoren und dem Boden vorzugsweise etwa 150 mm oder mehr, obwohl der Arm, falls erforderlich, in jeder Position vom Bodenniveau aufwärts gehalten werden kann.
Vorzugsweise befindet sich der Arm in allen Fällen in einem Winkel zu der Senkrechten, wenn er in der abgesenkten Position verriegelt ist, so daß er das Zurückziehen der Stabilisierungsvorrichtung unterstützt, wenn diese gelöst wird. Ein derartiges Zurückziehen wird weiter gefördert, wenn auf das Fahrzeugrad ein Vorwärtsantrieb ausgeübt wird. Es ist jedoch wünschenswert, daß der Winkel klein ist, möglicherweise im Bereich von 5º bis 10º, da dies zur Stabilität beiträgt, wenn sich der Arm in der abgesenkten Position befindet.
Der Ständer kann abgesenkt werden, um mit dem Boden in Kontakt zu gelangen und das Hinterrad durch irgendein geeignetes Mittel anzuheben, zum Beispiel ein hydraulisches Stellglied. Wenn die Vorrichtung jedoch eine Kombination mit einem Fahrrad und daran befestigt ist, kann das Absenkmittel eine Spule, die durch eine Rücktrittbewegung des Radfahrers gedreht wird, und eine biegsame Verbindung wie eine Kette oder ein Kabel umfassen, das auf die Spule gewickelt und mit dem Arm verbunden ist, vorzugsweise indem es an der Querwelle befestigt ist. Die Spule kann auf der Hauptpedalwelle oder dem Rohr zwischen der Tretkurbel und der Pedalwellennabe oder dem Tretlager an der zu dem Hauptantriebszahnkranz gegenüberliegenden Seite des Fahrrades angeordnet sein.
Die Spule weist vorzugsweise eine Nut mit unterschiedlicher Tiefe um ihren Umfang auf, in die eine biegsame Verbindung eingesetzt und aufgespult werden kann, indem der Radfahrer die Tretkurbel mit einer Rücktrittbewegung dreht. Das andere Ende der biegsamen Verbindung kann an einem mit einem Flansch versehenen Kranz an der Querwelle befestigt sein. Die Rücktrittbewegung und das daraus resultierende Aufspulen der biegsamen Verbindung senkt den Ständer aus seiner angehobenen oder zurückgezogenen Position, bis er mit dem Boden in Kontakt gelangt und das Hinterrad angehoben wird.
Für eine rasche Ausführung des Absenk- und Zurückziehvorganges des Ständers ist ein wesentliches Merkmal dieser Erfindung, daß der Ständer, wenn er vollständig abgesenkt ist, im wesentlichen mit einem kleinen aber signifikanten Winkel zu der Senkrechten gehalten wird, d.h. nicht in die vollständig senkrechte Position gezogen wird, wodurch gewährleistet wird, daß die biegsame Verbindung jederzeit gespannt ist und daß das schnellstmögliche Zurückziehen stattfindet, wenn die bewegliche Verbindung gelöst wird. Normalerweise beträgt ein Mindestzwischenraum für das Hinterrad des Fahrrades in der angehobenen Position etwa 6 mm.
Die Spule ist vorzugsweise angrenzend an das Rohr oder die Pedalwelle oder an die Hauptantriebskette angeordnet. Sie kann an dem Rohr oder der angrenzenden Tretkurbel angeordnet und mit ihrem Kern permanent daran befestigt sein. Die Spule weist vorzugsweise einen ausreichenden Durchmesser innerhalb der Begrenzungen des Farradrahmens auf, so daß die Maximalgeschwindigkeit zur Absenkung des Ständers durch die Rücktrittbewegung des Radfahrers mit einer Hebelübersetzung optimiert wird, die den zusätzlichen Pedaldruck minimiert, der von dem Radfahrer zu dem Zeitpunkt ausgeübt werden muß, zu dem das Hinterrad vom Boden abgehoben ist.
Die Breite d.h. Dicke der Spule sollte minimal gehalten werden, wobei die Spule gleichzeitig die notwendige starre Konstruktion und Fähigkeit aufweist, die biegsame Verbindung in der Nut aufzunehmen, und beträgt normalerweise etwa 9 mm in der Breite, obwohl dies schwanken kann, um besonderen Umständen gerecht zu werden, aber normalerweise ist sie so konstruiert, daß sie ein Minimum an Raum zwischen der Tretkurbel und der Pedalwellennabe oder dem Tretlager einnimmt.
Die biegsame Verbindung ist vorzugsweise in der Umfangsnut der Spule an dem Punkt geringster Tiefe der Nut verankert, wobei die Tiefe der Nut so bemessen ist, daß, wenn die biegsame Verbindung durch die Rücktrittbewegung des Radfahrers aufgespult ist, die Tiefe der Nut fortlaufend zunimmt, wodurch eine erhöhte Hebelübersetzung auf den Ständer über die biegsame Verbindung ausgeübt wird, ohne daß eine gleich große Erhöhung in dem vom Radfahrer ausgeübten Pedaldruck in dem kritischen Moment erforderlich wäre, in dem die Ständerräder mit dem Boden in Kontakt gelangen und das Hinterrad des Fahrrades mit den mit einem Flansch versehenen Walzen in Eingriff gelangt und vom Boden abgehoben wird.
Vorzugsweise ist der Kern der Spule auf der Hauptpedalwelle oder der Tretkurbel verriegelt und so konstruiert, daß er nur mit dem Hauptkörper der Spule in Eingriff steht und diesen dreht, wenn der Radfahrer zurücktritt, wodurch die biegsame Verbindung aufgespult und der Ständer abgesenkt wird.
Der Hauptkörper der Spule dreht sich daher vorzugsweise nicht, wenn der Radfahrer vorwärts tritt. Dies kann erzielt werden, indem zwischen dem Kern und dem Hauptkörper der Spule ein System von federbelasteten Klinken eingesetzt wird, die an dem Hauptkörper der Spule befestigt sind und über geeignet profilierte Zähne laufen, die auf dem Kern an seiner Grenzfläche mit dem Hauptkörper der Spule in der Art eines "Freilaufs" ausgebildet sind. Die Klinken greifen vorzugsweise nur in die Zähne ein, wenn ein Rücktritt ausgeführt wird.
Dementsprechend ist der Hauptkörper der Spule vorzugsweise nicht verriegelt, um vorwärts zu drehen (innerhalb der Grenzen, die durch die Länge des Kabels auferlegt werden), d.h. um im gelösten Zustand der Vorwärtstretbewegung zu entsprechen und somit das Abspulen der biegsamen Verbindung zu ermöglichen und dadurch den Ständer in seine vollständig angehobene oder zurückgezogene Position zu heben. Diese "Freilauf-" Anordnung ist eine bevorzugte Alternative zu einem System von einer oder mehreren Kupplungen (oder Klinken, die von dem Radfahrer betätigt werden müssen) und ermöglicht das unmittelbare Absenken des Ständers. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn der Radfahrer abrupt stehenbleiben muß. Die Bewegung kann weiter durch das progressive Aufspulen der Spule beschleunigt werden, auf das zuvor Bezug genommen wurde.
Die Spule ist vorzugsweise entweder teilweise oder im wesentlichen von dem feststehenden Gehäuse umgeben, das vorzugsweise an der Pedalwellennabe und/oder einem geeigneten Punkt an den angrenzenden Rahmenelementen starr befestigt ist. Das Gehäuse dient dazu, die Spule zu schützen, die biegsame Verbindung in der Nut zu halten und kann auch einen Befestigungspunkt für die teleskopische Verstrebung darstellen, auf die zuvor Bezug genommen wurde, wenn diese verwendet wird.
Als Mittel zur automatischen Verriegelung des Ständers in der abgesenkten Position, mit dem Hinterrad vom Boden abgehoben, kann eine federbelastete Klinke mit derselben Dicke oder Breite wie die Spule vorgesehen sein. Diese kann an dem feststehenden Gehäuse befestigt sein und in geeignet geformten Kerben im Rand der Spule eingreifen, wenn die vollständig abgesenkte Position erreicht ist. Die Klinke kann durch ein Kabel und einen zweckdienlich angeordneten, an der Griffstange befestigten Hebel gelöst werden, der die Spule entriegelt, um das Zurückziehen des Ständers zu ermöglichen. Es kann ein geeigneter Anschlag vorgesehen sein, der an dem feststehenden Gehäuse befestigt sein kann oder als Alternative die Form einer Hülse auf der biegsamen Verbindung aufweisen kann, um die vollständig abgesenkte Position anzuzeigen.
Die Klinke ist vorzugsweise auch zum automatischen Eingriff mit einem zweiten Satz von Kerben im Umfang der Spule angeordnet, wenn die biegsame Verbindung vollständig abgespult ist und der Ständer die angehobene oder zurückgezogene Endposition erreicht hat. Diese zweite Verriegelung würde jede Tendenz der Spule, das Abspulen über einen gewünschten Punkt hinaus fortzusetzen, kontrollieren und eine gewisse notwendige Kompression oder Spannung in der gegenwirkenden Verstrebung aufrechterhalten, wenn sich der Ständer in seiner angehobenen Endposition befindet. Die Klinke würde sich automatisch aus dieser zweiten Position lösen, wenn die Spule während des Rücktritts vom Radfahrer gedreht wird. Natürlich kann eine Reihe von Kerben vorgesehen sein.
Zum sofortigen Zurückziehen des Ständers, so daß der Radfahrer sich nach einem Anhalten vorwärtsbewegen kann, wird vorzugsweise eine mechanische Feder oder ein anderes geeignet reaktionsfähiges Mittel wie Gas verwendet. In einer möglichen Anordnung enthält das Zurückziehmittel eine Kipphebelverbindung, die sich zwischen dem Arm und einem Fixpunkt auf dem Fahrradrahmen erstreckt, und die Feder ist zum Auseinanderziehen des Kipphebels angeordnet.
Die Erfindung kann einen Ständer mit Rädern vorsehen, der rasch zum Boden gesenkt werden kann, während sich das Fahrrad noch in der Vorwärtsbewegung und im Bremsvorgang befindet, wodurch der Radfahrer das Gleichgewicht halten und die vollständige Kontrolle ausüben kann, indem er die Griffe und benachbarten Bremshebel umfaßt, während er im Sattel bleibt und die Füße auf den Pedalen läßt.
Die Erfindung kann durch eine einfache Abfolge von Vorgängen beim Stehenbleiben, während des Stehens und beim Losfahren auch zur Sicherheit und zu einem bequemeren Fahren für den Radfahrer beitragen. Diese Abfolge von Vorgängen umfaßt normalerweise:
i) Die anfängliche Betätigung der Bremsen und insbesondere Belassen einer Hand auf dem Betätigungshebel für die Vorderbremse.
ii) Das Aufspulen einer biegsamen Verbindung durch eine begrenzte Rücktrittbewegung, von welcher Verbindung ein Ende an einer Spule auf oder in der Nähe einer Pedalwelle an der gegenüberliegenden Seite des Hauptkettenantriebs befestigt ist und deren anderes Ende an einem Ständer befestigt ist, der eine Querwelle umfaßt, die an einem Arm befestigt ist, der schwenkbar an dem Fahrradrahmen im Bereich der hinteren Radnabe befestigt ist. Die Spule ist so konstruiert, daß das rasche Aufspulen der biegsamen Verbindung, das rasche Absenken zum Boden der Räder auf der Querwelle und Anheben des Hinterrades des Fahrrades in einem Ausmaß, daß es frei drehen kann, gewährleistet sind. In dieser Position wird sie automatisch durch eine richtig befestigte Klinke verriegelt.
iii) Das Losfahren aus dem Stillstand und sofortige Zurückziehen des Ständers durch Ziehen eines Hebels, der in der Nähe eines Handgriffs auf der Griffstange befestigt ist, und der über ein Kabel eine Klinke öffnet, welche die Spule und somit den Ständer löst. Der Ständer wird sofort zurückgezogen, und die Klinke greift automatisch in ein zweites Paar von Kerben am Spulenrand ein, um diese in einer feststehenden Position zu verriegeln.
Bei einigen möglichen Konstruktionen kann das Fahrrad auch für Freizeit- und Sportzwecke verwendet werden, einschließlich der statischen Heimtrainer, und kann auch einen Ständer zum Parken enthalten, der das Aufsteigen des Radfahrers auf das Fahrrad und das anschließende Losfahren erleichtert.
Die Erfindung kann auf verschiedene Weisen in die Praxis umgesetzt werden, und ein Fahrrad mit einer erfindungsgemäßen Stabilisierungsvorrichtung wird nun anhand eines Beispiels mit Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen und vereinfachten Zeichnungen beschrieben, von welchen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht des hinteren Teiles eines Fahrrades ist, wobei verschiedene Bauteile der Deutlichkeit wegen weggelassen wurden, und die Stabilisierungsvorrichtung in der abgesenkten oder betriebsbereiten Position zeigt;
Figur 2 eine schematische Draufsicht auf den hinteren Teil des Fahrrades ist, welche die Stabilisierungsvorrichtung in ihrer oberen oder nicht betriebsbereiten Position zeigt;
Figur 3 eine Schnittansicht in einem vergrößerten Maßstab der in Figur 1 und 2 dargestellten Vorrichtung entlang der Linie III-III von Figur 2 ist;
Figur 4 ein Schnitt durch einen spulenbildenden Teil der Stabilisierungsvorrichtung ist;
Figur 5 ein Schnitt entlang der Linie V-V in Figur 4 ist; und
Figur 6 ein Schnitt ähnlich Figur 3 ist, der eine modifizierte Konstruktion zeigt.
Fig. 1 zeigt den hinteren Teil eines Fahrrades 10, umfassend ein Hinterrad 11 und eine hintere Radnabe 12, einen Hinterreifen 13, zwei zum Sitz verlaufende Streben 14, zwei im Kettenbereich verlaufende Streben 15, eine Tretkurbel 17 (Figur 4) und eine Pedalachse 18. Diese Bauteile sind auf normale Weise miteinander verbunden. Der Rest des Fahrradrahmens und die meisten der Übertragungsteile wurden der Deutlichkeit wegen weggelassen. In diesem Fall sind die Übertragungsteile an der abgewandten Seite des Rahmens, wie in Figur 1 gesehen, und umfassen auf der Radnabe 12 einen Antriebszahnkranz 19, der in der Praxis normalerweise einen Teil einer Kettenschaltung darstellt.
Zusätzlich zu den erwähnten Standardbauteilen umfaßt das Fahrrad einen Ständer 21, ein Spannkabel 22, eine Rückzugfeder 23 und eine Spule 24. Der Ständer 21 umfaßt einen teleskopischen Arm 25, dessen eines Ende schwenkbar an dem Hinterradzapfen befestigt ist und an dessen anderem Ende eine Querwelle 26 starr befestigt ist. Zwei Räder 27 sind zur freien Drehung an der Querwelle 26 befestigt.
Wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, ist der teleskopische Arm 25 nur an einer Seite der Hinterradnabe befestigt, wodurch Komplikationen mit Ketten- oder anderen Schaltungsanordnungen vermieden werden, und schwenkt auf einem Träger 71, der an dem Rahmen angrenzend an die Nabe befestigt ist. Der Träger 71 umfaßt eine senkrechte Platte 72, die mit einer Öffnung zur Aufnahme des hinteren Radzapfens versehen ist und an zwei Klemmplatten 73 starr befestigt ist, die eine der im Kettenbereich verlaufenden Streben 15 umgeben und durch ein Paar von Muttern und Schrauben 74 gegen die Strebe gepreßt werden.
Die Welle 26 trägt auch eine Walze 51, die eine Trommel 50 mit einer gerippten Oberfläche und Flansche 52 umfaßt. Die Walze dreht frei und wird verwendet, wenn der Ständer 21 in die vollständig abgesenkte Position gebracht wird. Die Walze 51 nimmt das Hauptgewicht des Fahrrades und des Radfahrers durch das Schließen des teleskopischen Arms 25 auf, wobei der Arm 25 mitwirkt, indem er die Last aufnimmt und dem Radfahrer das Balancieren beim Stehen erleichtert.
Wenn der Arm 25 nicht in Betrieb oder in der vollständig angehobenen Position ist, wie in Figur 2 dargestellt, ist er auseinandergezogen und hält dadurch einen Zwischenraum zwischen der mit Flansch versehenen Walze und dem Hinterrad 13 des Fahrrades von zum Beispiel 6 mm aufrecht und wenn der Arm in die betriebsbereite oder vollständig abgesenkte Position gebracht wird, die in Figur 1 dargestellt ist, wird er durch seine teleskopische Bewegung fortlaufend geschlossen, wodurch die mit Flansch versehene Walze 51 mit dem Hinterrad 11 in vollständigen Kontakt gebracht wird, das gleichzeitig mit einem Abstand von zum Beispiel 25 mm vom Boden abgehoben wird. Die Tatsache, daß sich die mit Flansch versehen Walze 51 frei drehen kann, erleichtert diesen Endvorgang zur Aufnahme der Last bei gleichzeitiger Anhebung des Hinterrades deutlich, während sich das Fahrrad nach wie vor in der Vorwärtsbewegung befindet.
Die Gesamtbreite der beiden Räder 27 beträgt im allgemeinen etwa 200 mm. Dies wird als wünschenswerter optimaler Bereich für den normalen Gebrauch angesehen, obwohl die Räder 27 in der Praxis für bestimmte Anwendungen weiter voneinander entfernt sein können.
Es versteht sich, daß die Vorrichtung so konstruiert ist, daß gewährleistet ist, daß die Hauptlast kontinuierlich von dem Hinterrad 11 des Fahrrades, auf die Walze 51 und somit durch die beiden Räder 27 der Vorrichtung auf die Straße aufgenommen wird, und daß der Arm 25 jederzeit zur Aufnahme solcher Lasten mitwirkt.
Die Flansche 52 auf der Walze 51 halten die Vorrichtung in der abgesenkten Position und durch ihren engen Sitz um das Reifenprofil zentriert. Zur Erzielung eines solchen engen Sitzes kann die Walze 51 einfach durch eine Trommel mit einem anderen Abstand zwischen den Flanschen 52 ersetzt werden, oder der Abstand kann einstellbar gemacht werden. Die Flansche bieten eine seitliche Stütze für den Arm 25 und verringern durch die Verriegelung der Stütze an dem Hinterrad 11 die seitlichen Belastungen, so daß die beiden gemeinsam reagieren, falls das Fahrrad zufällig kippt, wenn sich die Vorrichtung in der abgesenkten Position befindet und der Radfahrer noch aufsitzt.
Der teleskopische Arm 25 umfaßt ein äußeres Rundrohr 55, das an seinem oberen Ende an den Träger 71 angelenkt ist, und eine Innenhülse 56, die sich in das Rohr 55 schieben läßt. An ihrem unteren Ende trägt die Hülse eine Gabel 57, an der die Querwelle 26 starr befestigt ist. Das Rohr 55 weist am Boden einen feststehenden Kranz 58 auf, und eine Druckfeder 59 umgibt den Bodenteil der Hülse 56 zwischen dem Kranz 58 und der Oberseite der Gabel 57. Um ein Drehen der Hülse 56 in dem Rohr 55 zu vermeiden, gleitet ein Stift 60, der von der Hülse absteht, in einem länglichen Schlitz 61 in dem Rohr 55 und begrenzt auch die Bewegung der Hülse 56 nach außen, um die Hülse in dem Rohr zu halten. Eine zweite Druckfeder (nicht dargestellt) erstreckt sich zwischen dem oberen Ende der Hülse 56 und einer axial bewegbaren Auflagescheibe in dem oberen Ende des Rohres 55 und an dieses angrenzend. Die axiale Position der Scheibe kann zur Einstellung der Vorbelastung der zweiten Druckfeder durch einen Gewindestift 62 eingestellt werden, um Radfahrern mit unterschiedlichem Gewicht zu entsprechen.
Die beiden frei drehenden Räder 27 auf der Querwelle können jede geeignete Zusammensetzung aufweisen, um die notwendigen Vorteile von geringem Gewicht, Festigkeit und geringen Kosten zu erzielen. In diesem Beispiel beträgt der Durchmesser 120 mm und die Breite 20 mm, obwohl diese Maße wie auch das Profil natürlich den Umständen entsprechend variieren können.
Auf der Querwelle 26 befindet sich auch ein mit Flansch versehener Kranz 64, der als Befestigungspunkt für das Kabel 22 und ebenso für die Rückzugfeder 23 dient. Der Kranz 64 ist so nahe wie möglich am Mittelpunkt der Querwelle 26 angeordnet, um eine gleichmäßige Belastung für das Anheben und Absenken darzustellen.
Eine Spannung, die den Ständer 21 in die nicht betriebsbereite Position bringt, wird durch die Rückzugfeder 23 erzeugt, die auf einer koaxialen Strebe 81 montiert ist, die an ihrem oberen Ende an der Platte 72 befestigt ist und einen feststehenden oberen Kranz 82 trägt, der die Auflage für das obere Ende der Feder 23 bildet, sowie einen gleitbaren unteren Kranz 83, der die Auflage für das untere Ende der Feder 23 bildet. Der untere Kranz ist an der Gelenkverbindung 84 eines Kipphebels befestigt, die zwei Verbindungen 85, 86 umfaßt. Das äußere Ende einer der Verbindungen 85 ist an einem Träger 87 angelenkt, der an dem Rohr 55 befestigt ist, während das äußere Ende der anderen Verbindung 86 an dem unteren Ende einer Stütze 88 angelenkt ist, die starr an der Platte 72 befestigt ist und von dieser nach unten hängt. Das untere Ende der Stütze trägt auch eine Führung, nicht dargestellt, in der das Kabel 22 läuft.
Das untere Ende der Strebe 81 weist einen Anschlag 89 auf, der verhindert, daß der Kipphebel vollständig gerade wird, wenn sich der Stabilisator in der oberen Position befindet, wie in Figur 2 dargestellt, obwohl er fast gerade ist, um Trägheitskräften zu widerstehen, die durch die Bewegung des Fahrrades über eine rauhe Oberfläche entstehen und dazu neigen, den Stabilisator hoch- und niederzuklappen. Die Strebe 81 weist einen Zwischenanschlag 90 auf, um die untere oder betriebsbereite Position des Stabilisators zu definieren.
Das Spannungskabel 22 verläuft zwischen dem Kranz 64 und der Spule 24, die ihrerseits an der rechten Seite des Rahmens am Pedalrohr 18 und dem Tretlager oder der Pedalwellennabe 19 befestigt ist.
Die Spule 24 ist in den Figuren 4 und 5 ausführlicher dargestellt. Sie liegt in einem äußeren Gehäuse 28, das in bezug auf den Rahmen befestigt ist, und umfaßt zwei Scheiben 29 mit einem Nockenelement 31, das zwischen den Scheiben 29 angeordnet ist. Das Nockenelement 31 besitzt eine Nockenfläche 32, die eine Nut 33 mit unterschiedlicher Tiefe zwischen den Scheiben 29 definiert. Die Scheiben 29 sind an einem konzentrischen Mittelring 34 befestigt, der eine Reihe von federbelasteten Klinken 35 aufnimmt; drei sind dargestellt, aber in der Praxis wird eine wesentlich größere Anzahl verwendet. In dem Ring 34 ist ein Kern 36 angeordnet. Der Kern ist an der Pedalachse 18 befestigt und weist eine Reihe von Zähnen 37 auf, die in die Klinken 35 eingreifen können.
Der äußere Umfang der Scheiben 29 weist eine Kerbe 38 auf. Eine federbelastete Klinke 41, die in bezug auf das Gehäuse 28 befestigt ist, ist für den Eingriff mit der Kerbe 38 angeordnet. Die Klinke 41 weist ein Lösungskabel 42 auf, das zu einem Bedienungshebel (nicht dargestellt) führt, der zum Beispiel an den Griffstangen befestigt ist. Das Spannungskabel 22 ist an der Nockenfläche 32 befestigt und geht durch eine Öffnung (nicht dargestellt) in dem Gehäuse 28.
Es wird nun die Bedienung der Vorrichtung beschrieben. Wenn das Fahrrad in der normalen Bewegung durch die Pedale angetrieben wird, befindet sich der Ständer 21 in der angehobenen Position, wie in Figur 2 dargestellt, wobei der teleskopische Arm 25 auseinandergezogen ist und die Walze 51 einen Abstand zu dem Reifen 13 aufweist. Die Achse 18 dreht (in der Darstellung gegen den Uhrzeigersinn) den Kern 36 und die Klinken 35 laufen über die Zähne 37. In dieser Position steht die Klinke 41 mit der Kerbe 38 in Eingriff. Die Spule 24 dreht sich daher nicht.
Wenn ein Anhalten notwendig ist, wird der Ständer 21 in die in Figur 1 dargestellte Position abgesenkt, wie in der Folge beschrieben wird. Die Räder 27 kommen mit dem Boden in Kontakt, die mit Flansch versehene Walze 51 gelangt mit dem Hinterrad 11 in Eingriff und das Hinterrad des Fahrrades wird etwa 25 mm vom Boden abgehoben. Dies wird durch einen Rücktritt erzielt.
Wenn der Radfahrer zurücktritt, wird das Rohr 18 im Uhrzeigersinn gedreht, wie dargestellt, und dadurch der Kern 36 entsprechend gedreht. Die Klinken 35 greifen in die Zähne 37 und die Spule 24 wird gedreht, bis die Klinke 41 mit der Kerbe 38 in Eingriff steht. Dadurch wird das Kabel 22 um die Nockenfläche 32 gewunden, wodurch der Ständer 21 gegen die Wirkung der Feder 23 abgesenkt wird. Das Kabel 22 wird in der Nut 33 der Spule an dem Punkt mit geringster Tiefe verankert. Die Nockenfläche 32 ist so konstruiert, daß sobald die biegsame Verbindung durch die Rücktrittbewegung des Radfahrers aufgespult ist, die Tiefe der Nut 33 fortlaufend zunimmt, wodurch über das Kabel 22 eine zunehmende Hebelübersetzung auf den Ständer 21 ausgeübt wird, ohne daß eine gleich große Zunahme im Pedaldruck von dem Radfahrer erforderlich wäre. In dem kritischen Moment, wenn die Räder 27 mit dem Boden in Kontakt kommen und die gemeinsam Last des Radfahrers und Fahrrades aufnehmen, wenn das Hinterrad vom Boden abgehoben ist, sind die Tiefe der Nut 33 und die Hebelübersetzung maximal.
Mit dem Ständer 21 in der abgesenkten Position kann der Radfahrer das Fahrrad zum Stehen bringen, ohne daß er oder sie die Füße von den Pedalen nehmen muß und ohne das Gleichgewicht zu verlieren. Der Ständer 21 wird durch den Eingriff der Klinke 41 in der abgesenkten Position gehalten.
Wenn der Radfahrer losfahren möchte, wird der Ständer 21 angehoben. Zum Anheben des Ständers 21 wird die Klinke 41 unter Verwendung des Lösungskabels 42 gelöst. Somit kommt die Klinke aus dem Eingriff mit der Kerbe 38, und die Feder 23 hebt den Ständer 21. Infolgedessen wird das Spannungskabel 22 von der Nockenfläche 32 abgespult, wobei die Spule 24 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, bis die Klinke 41 wieder in die Kerbe 38 eingreift. Der Ständer 21 wird dann wieder in der angehobenen Position gehalten.
Wenn der Ständer in Betrieb ist, wird durch das Einspannen des Reifens zwischen den Flanschen 52 der Walze 51 eine positive Übertragung des Großteils des Gewichts des Radfahrers über das Hinterrad 11, die Walze 51, die Querwelle 26 und die Räder 27 zu dem Boden erzeugt, während die Flansche 52 gewährleisten, daß die seitlichen Belastungen aufgrund eines leichten Kippens des Fahrrades oder einer Ungleichmäßigkeit des Bodens ebenso zwischen der Welle 26 und dem Hinterrad 11 übertragen wird. Somit ist das rechteckige Rahmenwerk, das durch das Hinterrad 11, die Nabe 12, den Arm 25 und die Querwelle 26 gebildet wird, sehr steif und der Arm 25 wird selbst während eines Kippens nicht übermäßig belastet.
Eine modifizierte Konstruktion ist in Figur 6 dargestellt. Die modifizierte Konstruktion ist mit Ausnahme der in der Folge beschriebenen Weise mit jener identisch, die mit Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben wurde, so daß diese Beschreibung nicht wiederholt wird. Bei der modifizierten Konstruktion erstreckt sich die biegsame Verbindung 22' von der Spule 24 durch ein Rohr (nicht dargestellt), das an dem Fahrradrahmen am vorderen Ende der im Kettenbereich verlaufenden Streben 15 befestigt ist und in der Draufsicht die Form eines liegenden S aufweist, um die biegsame Verbindung zu der Seite des Fahrradrahmens zu lenken, die jener, an der die Spule 24 befestigt ist, gegenüberiiegt, d.h. zu der Seite des Rahmens, an der die Antriebskette angeordnet ist. Die biegsame Verbindung 22' erstreckt sich vom hinteren Ende des Rohres nach rückwärts und nach unten, unterhalb des unteren Weges der Antriebskette und an der dem Arm gegenüberliegenden Seite des Hinterrades 11' und ist an der Querwelle 26' durch einen Kranz 64' an der gegenüberliegenden Seite der Walze 51' an der Gabel 57' befestigt, durch welche die Querwelle 26' an dem Arm befestigt ist.
Wenn sich die Stabilisierungsvorrichtung in der abgesenkten Position befindet, neigt das wirkende Gewicht dazu, die Querwelle 26' nach rückwärts zu bewegen, da die Achse der Querwelle 26' hinter der Senkrechten durch die Achse der hinteren Radnabe 12' liegt. Wenn sich die Klinke 41 in der Kerbe 38 auf den Scheiben 29 der Spule 24 befindet, wird daher die biegsame Verbindung 22' gespannt gehalten, wodurch der Rückwärtsbewegung der Querwelle widerstanden wird und die Gabel 57' und der Arm 25' zumindest teilweise aus dem Verdrehmoment um die Längsachse des Arms 25' gelöst werden, das dadurch erzeugt wird. Die modifizierte Konstruktion neigt daher dazu, steifer und stabiler zu sein, wenn das Fahrrad steht.
Obwohl in der beschriebenen modifizierten Konstruktion die Spule 24 an der Seite des Fahrrades gehalten wird, die jener des Zahnkranzes gegenüberliegt, und ein Rohr dafür vorgesehen ist, daß die biegsame Verbindung 22' von einer Seite des Fahrrades zu der anderen gehen kann, ist es möglich, die Spule an derselben Seite wie den Zahnkranz anzuordnen.

Claims

1. Stabilisierungsvorrichtung für ein einspuriges Räderfahrzeug, umfassend: einen Arm (24), von dem ein Ende schwenkbar an einer oder in der Nähe einer Radachse (12) des Fahrzeuges befestigt ist, und eine Querwelle (26), die mit dem anderen Ende des Arms verbunden ist; ein Paar Stabilisatoren (27), die an der Querwelle befestigt sind; und Mittel (22, 24) zur Bewegung des Arms zwischen einer angehobenen Position, in der die Stabilisatoren vom Boden entfernt sind, und einer abgesenkten Position, in, der die Stabilisatoren mit dem Boden in Kontakt sind und das Fahrzeugrad vom Boden abgehoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwelle (26) ein zwischen den Stabilisatoren (27) befestigtes Radeingriffselement (51) trägt, das von dem Fahrzeugrad erfaßt wird, wenn sich der Arm in seiner abgesenkten Position befindet, und daß der Arm (25) ein Maß an Zusammendrückbarkeit in die Längsrichtung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Fahrzeugrad drehbar ist, wenn die Stabilisatoren feststehend sind.

3. Stabilisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, worin das Radeingriffselement eine Walze (51) ist, die eine Umfangsfläche aufweist, die mit der Lauffläche des hinteren Reifens (13) des Fahrzeuges in Eingriff bringbar ist, und Flansche (52), die mit den gegenüberliegenden Seiten des Reifens passend in Eingriff bringbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Stabilisatoren Räder oder Walzen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Arm ein federbelasteter teleskopischer Arm ist, der so befestigt ist, daß er um die hintere Radachse (12) des Fahrzeuges schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, welche Mittel (62) umfaßt, die eine Vorbelastung der Feder einstellen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Radeingriffselement (51) im angehobenen Zustand von dem Fahrzeugrad (11) entfernt ist, sich aber dem Rad beim Absenken fortlaufend nähert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Gesamtbreite der Stabilisatoren (27) nicht mehr als 250 mm beträgt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Gesamtbreite der Stabilisatoren (27) zwischen 175 und 225 mm beträgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Verbindung mit einem Fahrrad und an diesem befestigt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin der Arm (25) in einem Winkel zur Senkrechten im Bereich von 50 bis 100 liegt, wenn sich der Arm in der abgesenkten Position befindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, worin das Absenkmittel für den Arm (25) eine Spule (24) umfaßt, die durch eine Rücktrittbewegung des Fahrers gedreht wird, sowie eine biegsame Verbindung (22; 22'), die um die Spule gewickelt und mit dem Arm verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin die biegsame Verbindung (22') entlang des hinteren Rades (11) des Fahrrades an der dem Arm (25) gegenüberliegenden Seite verläuft.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, welche Federrückzugmittel (23, 81-88) enthält, die den Arm (25) in die angehobene Position spannen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, welche eine Kipphebelverbindung (84, 35, 86) enthält, die sich zwischen dem Arm (25) und einem Fixpunkt (88) auf dem Fahrradrahmen erstreckt und wobei die Feder (23) zum Auseinanderziehen des Kipphebels angeordnet ist.