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Hintergrund
der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft Sitze und genauer Fahrradsitze, die Fahrer mit
zwei getrennten Tragflächen
tragen.
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Seit
der Erfindung des ersten Fahrrads haben Fahrer 34 (2)
eifrig nach bequemeren Sitzen gesucht. Der konventionelle Fahrradsitz
weist ein längliches
und schmales Horn auf, das sich in den Schambogen A des Fahrers
einkeilt und das linke und rechte Hüftbein B, C des Fahrers auseinanderdrückt. Diese
Keilwirkung des konventionellen Fahrradsitzes hat beträchtliche
schädliche
Auswirkungen auf die menschliche Anatomie.
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Das
Nervensystem, das Muskelfunktion und Blutfluss in dem gesamten Körper sowie
in dem Becken- und Beinbereich steuert, ist für eine optimale Funktion von
der Zirkulation von Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit
(cerebrospinal fluid, CSF) um und durch das Gehirn und das Rückenmark
abhängig.
Es wird angenommen, dass eine geeignete Zirkulation von CSF teilweise
durch die präzise
Bewegung der Beckenstruktur und des Rückgrats einschließlich einer
hin- und hergehenden Bewegung des Sakroiliakalgelenks D, E erreicht
wird, die CSF durch die gesamte neurologische Anatomie pumpt. Unglücklicherweise
hindern konventionelle Sitze die Bewegung des Sakroiliakalgelenks
D, E, weil das Auseinanderdrücken
der Hüftbeine
auf das Sakroiliakalgelenk D, E einwirkt.
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Für eine optimale
Leistung von jedem, der mit einer athletischen Aktivität beschäftigt ist,
ist es notwendig, dass das geeignete Ausmaß an Bewegung in dem Sakroiliakalgelenk
zuge lassen wird. Es ist genauso wichtig, dass ein minimales und
ein maximales Ausmaß an
Bewegung nicht überschritten werden,
weil entweder zu viel oder zu wenig Bewegung in dem Sakroiliakalgelenk
sich störend
auf einen geeigneten CSF-Fluss auswirken kann. Eine Verhinderung
der geeigneten Bewegung hindert somit den optimalen CSF-Fluss, was
eine verringerte neurologische Funktion zur Folge hat. In einigen
Fällen
kann der Verlust optimaler neurologischer Funktion zu einem Verlust
von Stärke
und Ausdauer führen und
Unbehagen verursachen.
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Jüngste Studien
haben konventionelle Fahrradsitze auch mit Impotenz bei Männern in
Verbindung gebracht. Wenn auf das Kreuzbein und das Steißbein eingewirkt
wird, kann die Funktion der vitalen Nerven in der Lendenwirbelsäule behindert
werden, und es kann in manchen Fällen
zur Impotenz beigetragen werden. Ferner ist der Nervus pudendus (pudendal
nerve) in dem Becken so angeordnet, dass er unmittelbar durch konventionelle
Fahrradsitze zusammengedrückt
werden kann. Daher verspürt der
männliche
Fahrer Unbehagen, und die Sensitivität der männlichen Genitalien wird gehemmt.
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Jüngste Konstruktionen
haben den Sitz gabelförmig
vorgesehen, um Fahrer mit zwei Tragflächen an den Sitzbeinhöckern F,
G des Fahrers (2) zu tragen. Dies ist erwünscht, weil
die Sitzbeinhöcker
zum Tragen des Fahrers besonders ausgestaltet sind. Einige dieser
Konstruktionen lassen es sogar zu, dass sich die Tragfläche in einer
begrenzten Weise bewegt. Jedoch schaffen es auch diese Konstruktionen
nicht, der Komplexität
menschlicher Anatomie vollständig
Rechnung zu tragen, indem sie zu viel Bewegung in einige Richtungen
erlauben und sämtliche
Bewegung in andere Richtungen beschränken.
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Somit
ist es wünschenswert,
einen Fahrradsitz bereitzustellen, der den Fahrer an den Sitzbeinhöckern trägt, um ein
Drücken
gegen den Nervus pudendus zu verhindern und dadurch das Unbehagen zu
verringern. Es ist ferner wünschenswert,
einen Fahrradsitz bereitzustellen, der den geeigneten Bewegungsbereich
in alle Richtungen zulässt,
um die Funktion des Sakroiliakalgelenks und den Fluss von CSF durch
die gesamte neurologische Anatomie zu verbessern. Verbesserungen
des Flusses von CSF erhöht
Stärke
und Ausdauer und verringert Unbehagen. Ferner verringert eine korrekte
Funktion des Sakroiliakalgelenks das Auftreten von Impotenz unter männlichen
Fahrradfahrern.
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US-A-4,512,608
offenbart einen Sattel mit einem Sitzabschnitt und einem Verbindungsabschnitt, die
aus Federdraht gebildet sind. Diese Abschnitte stellen eine relativ
steife Elastizität
bereit, um eine sehr beschränkte
Bewegung der Sitzanordnung um drei allgemein untereinander senkrechte
Achsen zu erlauben. Das Ausmaß an
Bewegung um jede der Achsen ist prinzipiell durch die inhärente Steifheit
der Komponenten, die sich biegen, um solche Bewegungen zuzulassen,
und jegliche andere zwischen ihnen verbundene Komponenten beschränkt.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Fahrradsitz nach Anspruch 1.
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Es
wird daher in der Praxis der Erfindung ein neuer Fahrradsitz zum
Tragen eines Fahrers an den Sitzbeinhöckern des Fahrers bereitgestellt,
der dabei einen geeigneten Bewegungs bereich des Sakroiliakalgelenks
des Fahrers zulässt,
um eine gewünschte CSF-Zirkulation
durch die neurologische Anatomie des Fahrers aufrecht zu erhalten,
wodurch Stärke und
Ausdauer erhöht,
Unbehagen minimiert und das Auftreten von Impotenz reduziert wird.
Der Sitz weist eine starre Tragstange mit einem Tragarm auf, der mit
einem oberen Ende von ihr verbunden ist. Mindestens ein Sitzelement
ist mit dem Tragarm durch ein Drehgelenk verbunden, das es dem Sitzelement erlaubt,
sich um drei Achsen zu drehen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist der Fahrradsitz auch ein Rollenlager-Tragelement auf, das
an dem oberen Ende der Stange befestigt ist, wobei der Tragarm durch
dieses verläuft.
Somit kann sich das Tragelement drehen. Bevorzugt sind Anschläge an einem äußeren Lagerring
des Tragelements befestigt, und ein Anschlagstift ist an dem inneren
Lagerring zwischen den Anschlägen
befestigt, um die Drehung des Tragarms auf 60° zu begrenzen.
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Das
Tragelement bildet bevorzugt eine den Tragarm aufnehmende Öffnung,
in der der Tragarm aufgenommen ist, und ein Drehstift verbindet
den Tragarm drehbar in der Aufnahmeöffnung, die dimensioniert ist,
um es dem Tragarm zu erlauben, sich um ungefähr 4° relativ zu dem Tragelement
zu drehen. Der Tragarm ist bevorzugt entlang seiner Länge flexibel,
um eine elastische Deformation von weniger als ungefähr 20° zu erlauben.
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Ein
zweites Sitzelement ist ebenfalls vorgesehen, und die zwei Sitzelemente
sind auf gegenüberliegenden
Seiten der Tragstange angeordnet. Die Sitzelemente sind verschiebbar
mit dem Tragarm für eine
Verschiebung entlang einer Länge
des Tragarms verbunden, wodurch der Sitz für verschieden große Fahrer
eingestellt wird. Jedes der Sitzelemente ist bevorzugt in Richtung
auf eine im Wesentlichen horizontale Stellung vorgespannt.
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Das
Drehgelenk weist bevorzugt ein Kugelgelenk auf. Das Drehgelenk erlaubt
es den Sitzelementen, sich um ungefähr 2° um jede der drei Achsen zu
drehen.
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In
der Praxis der Erfindung wird ferner ein neues Fahrrad mit einem
Rahmen, mindestens einem Rad, das drehbar an dem Rahmen montiert
ist, und einem Antriebsmechanismus für die Übertragung von Energie von
dem Fahrer auf das Rad bereitgestellt. Ein Fahrradsitz wird bereitgestellt,
wie er vorher beschrieben wurde.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Fahrradsitz zum Tragen eines Fahrers bereitzustellen, der die Freiheit
des Sakroiliakalgelenks des Fahrers erhöht, um normal zu funktionieren.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Fahrrad mit einem Sitz zum Tragen eines Fahrers bereitzustellen,
der die Zirkulation von CSF durch die neurologische Anatomie des
Fahrers verbessert, um Stärke
und Ausdauer zu erhöhen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Diese
und andere erfinderische Merkmale, Vorteile und Aufgaben werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
betrachtet wird, in denen in den verschiedenen Ansichten gleiche
Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Fahrers auf einem Fahrrad
ist, das einen Fahrradsitz gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist,
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2 eine
schematische Darstellung einer Beckenstruktur eines Fahrers ist,
die durch den Fahrradsitz aus 1 getragen
wird,
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3 eine
Ansicht von hinten in teilweisem Querschnitt des Fahrradsitzes aus 1 ist,
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4 eine
fragmentarische Seitenansicht in teilweisem Querschnitt ist, die
ein Rollenlager-Tragelement des Fahrradsitzes aus 1 darstellt,
und
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5 eine
Querschnittsansicht des Rollenlagers aus 4 entlang
der Linie 5-5 in 4 ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Unter
detaillierterer Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen 1 und 2 einen
Fahrradsitz 20 mit einer Tragstange 22, einem
Rollenlager-Tragelement 24, einem Tragarm 26,
einem Paar von Drehgelenken 28 und einem Paar von Sitzelementen 30.
Der Fahrradsitz 20 ist an einem Fahrrad 32 oder
einer anderen Transportvorrichtung montiert, um einen Fahrer 34 während des
Betriebs des Fahrrades 32 zu tragen.
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Das
Fahrrad 32 weist einen im Wesentlichen starren Rahmen 36 mit
einer im Wesentlichen aufrechten Stange 38 auf, mit der
die Tragstange 22 verbunden ist. Ein Paar von Rädern 40, 42 ist
drehbar an dem Rahmen 36 montiert, und ein Antriebsmechanismus 44,
bevorzugt eine konventionelle Pedal-, Kettenrad- und Kettenanordung, ist funktionell
an dem Rahmen 36 befestigt. Der Antriebsmechanismus 44 ist
auch funktionell mit mindestens einem der Räder, bevorzugt dem Hinterrad 40,
für die Übertragung
von Energie von dem Fahrer 34 auf das Rad 40 gekoppelt.
Das Fahrrad weist auch einen Steuermechanismus 46 auf,
der funktionell mit dem Rahmen 36 und dem Vorderrad 42 gekoppelt
ist, um das Fahrrad zu steuern. Der Fahrradsitz 20 ist
angeordnet, um den Fahrer 34 in einer Position zu tragen,
aus der Fahrer den Antriebsmechanismus und den Steuermechanismus
betätigen
kann.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 3 ist die
Tragstange 22 bevorzugt zylindrisch und ist ausreichend
stark, um den Fahrer ohne eine nennenswerte Deformation zu tragen.
Die Stange 22 ist zwischen einem oberen Ende 48 und
einem unteren Ende 50 länglich,
das in der aufrechten Stange 38 des Rahmens 36 aufgenommen
ist. Die Stange 22 ist ausgestaltet und dimensioniert,
um verschiebbar mit der aufrechten Stange 38 des Rahmens 36 verbunden
zu sein, um eine Einstellung für
Fahrer verschiedener Höhe
vorzusehen.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 weist
das Rollenlager-Tragelement 24 einen äußeren Lagerring 52,
einen inneren Lagerring 54, eine Vielzahl von Rollenlagern 56 und
einen Kern 58 auf. Der äußere Lagerring
ist starr an dem oberen Ende 48 der Stange 22 befestigt,
und die Rollenlager 56 trennen den inneren Ring 54 von
dem äußeren Ring 52, um
eine relative Drehung der konzentrisch ausgerichteten äußeren und
inneren Ringe 52, 54 zuzulassen. Der Kern 58 ist
drehfest an dem inneren Lagerring 54 befestigt und in diesem
angeordnet, und der Kern 58 bildet eine den Tragarm aufnehmende Öffnung 60,
durch die der Tragarm 26 verläuft, wodurch der Tragarm 26 mit
der Tragstange 22 verbunden ist. Somit erlaubt es das Rollenlager-Tragelement 24 dem
Tragarm und den verbundenen Sitzelementen 30, sich um eine
in den 3 und 5 dargestellte, im Wesentlichen
in Querrichtung verlaufende Achse Y zu drehen.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 6 ist ein
Paar voneinander beabstandeter Anschläge 62, 64 an
dem äußeren Lagerring 52 nahe
seiner Oberseite befestigt, und ein Anschlagstift 66 ist
an dem inneren Lagerring 54 befestigt. Der Anschlagstift 66 erstreckt
sich von dem inneren Ring 54 in einer allgemein radialen
Richtung nach außen
in eine Position zwischen den voneinander beabstandeten Anschlägen 62, 64.
Wenn sich der innere Ring 54 in dem äußeren Ring 52 dreht,
bewegt sich der Anschlagstift 66 zwischen den Anschlägen 62, 64 vor und
zurück,
und die Anschläge
fungieren, um den Bewegungsbereich des inneren Ringes 54,
des Kerns 58 und des Tragarms 26, der durch den
Kern verläuft,
zu beschränken.
Bevorzugt drehen sich der Tragarm 26 und die verbundenen
Sitzelemente um einen Winkel α von
ungefähr
60° aus
einer im Wesentlichen horizontalen Position in eine Position, in der
die oberen Flächen 65 der
Sitzelemente dem Steuermechanismus 46 zugewandt sind.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 und 5 verbindet
ein Drehstift 68 den Tragarm 26 drehbar im Inneren
der Tragarmöffnung 60,
und die Tragarmöffnung 60 ist
größer dimensioniert
als die Breite des Tragarms, um es dem Tragarm zu erlauben, sich
um den Drehstift 68 zu drehen. Der Tragarm dreht sich bevorzugt
um einen Winkel β von
weniger als ungefähr
5°. Bevorzugt
dreht sich der Tragarm 26 um ungefähr 2° zu jeder Seite seiner Mittelposition,
sodass β bevorzugt
ungefähr
4° ist.
Somit drehen sich der Tragarm 26 und die verbundenen Sitzelemente 30 um
eine in den 1 und 3 dargestellte,
im Wesentlichen aufrechte Achse X.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 und 5 erstreckt
sich der Tragarm 26 in Querrichtung von den gegenüberliegenden
Seiten des Tragelementes 24 und ist bevorzugt durch das
Tragelement 24 mit der Stange 22 verbunden. Der
Tragarm ist bevorzugt flexibel, sodass er sich unter dem Gewicht
des Fahrers elastisch entlang seiner Länge deformiert. Jede Seite
des Tragarms biegt sich unabhängig
unter dem Gewicht des Fahrers. Wenn das volle Körpergewicht des Fahrers auf
eines der Sitzelemente aufgebracht wird, erlaubt es der Tragarm
dem Sitzelement, sich um einen Winkel γ von ungefähr 10° nach unten zu biegen. Wenn
das Dreifache des Körpergewichtes des
Benutzers auf eines der Sitzelemente aufgebracht wird, erlaubt es
der Tragarm dem Sitzelement, sich um einen Winkel δ von weniger
als ungefähr
20° nach
unten zu biegen. Somit erlaubt es der Tragarm dem Sitzelement, sich
um eine Tiefenachse Z zu drehen, und der Sitz 20 polstert
den Fahrer gegen Stoßbelastungen,
die während
des Fahrens auftreten.
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Das
erste und das zweite Drehgelenk 28 weisen jeweils einen
Drehblock 70 auf, der verschiebbar an dem Tragarm für eine Bewegung
entlang der Länge
des Tragarms montiert ist. Die Drehblöcke 70 sind auf gegenüberliegenden
Seiten des Tragelementes 24 angeordnet und verschieben
sich, um sich an verschiedene Fahrergrößen anzupassen. Stellschrauben 80 verlaufen
durch die Unterseite der Drehblöcke 70 und
stoßen
gegen den Tragarm 26, um die Drehblöcke 70 und die befestigten
Sitzelemente 30 an Ort und Stelle zu fixieren. Somit können die
Sitzelemente 30 angeordnet werden, um die Sitzbeinhöcker F,
G von fast jedem Fahrer 34 zu tragen. Die Drehblöcke bilden
im Wesentlichen kugelförmige
Aufnahmen 72, und im Wesentlichen kugelförmige Drehkugeln 74 sind
in den Aufnahmen 72 aufgenommen, um Kugel-Drehgelenke zu
bilden.
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Das
erste und das zweite Sitzelement 30 sind mit den Drehkugeln 74 durch
Verbindungsstäbe 76 und
Befestigungsplatten 78 verbunden. Die Verbindungsstäbe 76 erstrecken
sich von den Kugeln 74 und aus den Aufnahmen 72 nach
oben und sind mit Unterseiten der Befestigungsplatten 78 verbunden, die
wiederum mit den Unterseiten der Sitzelemente 30 in Verbindung
stehen. Somit erlauben es die Drehgelenke den Sitzelementen, sich
in jede Richtung relativ zu den Drehblöcken 70 zu drehen.
Daher dreht sich jedes der Sitzelemente 30 aufgrund des
Drehgelenks 28 um einen jeweiligen Satz aufrechter, in Querrichtung
verlaufender und Tiefenachsen X',
Y', Z' oder X'', Y'', Z'' (siehe z.B. 3). Bevorzugt
beschränkt
jedes der Drehgelenke das entsprechende Sitzelement 30 auf
eine Drehbewegung von ungefähr 2° um die in
Querrichtung verlaufenden und Tiefenachsen Y', Z' oder
Y'', Z''. Wie vielleicht am besten in 3 gezeigt
ist, sind die Tiefenachsen Z' und
Z'' zueinander und zu der
Tiefenachse Z parallel, um die sich der Tragarm 26 biegt.
Bevorzugt sind die Tiefenachsen Z' und Z'' von
der Tiefenachse Z gleich beabstandet. Die aufrechten Achsen X' und X'' sind normalerweise zueinander (z.B.
wenn der Tragarm 26 nicht gebogen ist, wie es in 3 gezeigt
ist) sowie zu der aufrechten Achse X parallel, um die sich der Tragarm 26 dreht.
Dasselbe kann über
den Zusammenhang der in Querrichtung verlaufenden Achsen Y' und Y'' und ihre Beziehung zu der in Querrichtung verlaufenden
Achse Y gesagt werden, um die sich der Tragarm 26 dreht.
Wieder wird jedes der Sitzelemente 30 für eine Drehbewegung in jede
Richtung um die jeweiligen Achsen X', Y',
Z' oder X'', Y'', Z'' getragen. Außerdem sind die Sitzelemente 30 als
eine Folge davon, dass sie an dem Tragarm 26 getragen werden,
auch um die Achsen X, Y, Z bewegbar.
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Das
erste und das zweite Sitzelement 30 sind bevorzugt kreisförmig und
auf gegenüberliegenden
Seiten des Tragelementes angeordnet. Die Sitzelemente weisen die
obere Fläche 65 auf,
die für
eine Anlage an die Sitzbeinhöcker
des Fahrers konkav ist. Die obere Fläche weist eine Krümmung ε von ungefähr 30° mit einem
Krümmungsradius
von weniger als ungefähr
18 cm (7 Inch) und bevorzugt ungefähr 17,15 cm (6,75 Inch) auf.
Die Sitzelemente 30 können
für eine
zusätzliche
Bequemlichkeit gepolstert sein. Die Sitzelemente sind bevorzugt
in die horizontale Position vorgespannt. Dies wird erreicht, indem die
Sitzelemente beschwert werden oder indem ein elastisches Element
an den Sitzelementen befestigt wird.
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In
der vorliegenden Erfindung werden Kräfte von dem Fahrradsitz 20 auf
die geeignetste Beckenstruktur, die Sitzbeinhöcker F, G, übertragen. Auf diese Weise
sitzt der Fahrer auf dem Teil der Beckenstruktur, der am besten
für das
Sitzen ausgestaltet ist. Der Sitz 20 vermeidet das Ausüben von
Druck auf empfindliche Nerven und empfindliches Gewebe und minimiert
Drücke
auf die beim Fahrradfahren verwendeten Muskeln. Der optimale Bewegungsbereich
in dem Sakroiliakalgelenk wird bewahrt, und CSF-Fluss durch die
neurologische Anatomie des Fahrers ist ungehindert und sogar verbessert,
wodurch Ausdauer, Durchhaltevermögen
und die Gesamtleistung optimiert werden.
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Somit
wird ein Fahrradsitz offenbart, der Drehgelenke, ein Rollenlager-Tragelement
und einen drehbaren, flexiblen Tragarm einsetzt, um einen Fahrer
zu tragen, während
er es den Sitzelementen erlaubt, sich mittels zweier Drehmechanismen
in jede Richtung um jede der drei Achsen zu drehen. Während bevorzugte
Ausführungsformen
und besondere Anwendungen dieser Erfindung gezeigt und beschrieben
worden sind, ist es für
den Fachmann ersichtlich, dass viele andere Modifikationen und Anwendungen
dieser Erfindung möglich
sind, ohne von den hierin beschriebenen erfinderischen Konzepten abzuweichen.
Zum Beispiel könnten
die gegabelten Sitzelemente in ein einziges Sitzelement mit sich
unabhängig
drehenden Hälften
verbunden werden. Es ist daher darauf hinzuweisen, dass diese Erfindung
in dem Bereich der beigefügten
Ansprüche
anders als speziell beschrieben ausgeführt werden kann und dass die
Erfindung mit Ausnahme des Bereichs der beigefügten Ansprüche nicht beschränkt werden
soll. Obwohl einige der Merkmale der Erfindung in Abhängigkeit
beansprucht werden können,
hat jedes Merkmal Vorzüge,
wenn es unabhängig
verwendet wird.