DE8909156U1

DE8909156U1 - Fahrrad

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Publication number: DE8909156U1
Application number: DE8909156U
Authority: DE
Original assignee: Nattefort Norbert Dipl-Ing 5653 Leichlingen De
Current assignee: Nattefort Norbert Dipl-Ing 5653 Leichlingen De
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1990-11-29
Anticipated expiration: 1999-07-29

Description

Norbert Nattefort
Fahrrad

Gattung;

Die Erfindung bezieht sich auf ein ouskelkraffcbetriebenss Zweirad, kurz Fahrrad genannt, wotei der Fahrer auf einem SIts mit nach hinten geneigter Rückenlehne sitzt und die Psdalarie sich vor d«m Sitz befindet.

Stand der Technik:

Fahrräder dieser E-.uart werden häufig als "Liege-" oder "Sesselfahrräder" äezsichnet und sind seit vielen Jahren bekannt; erste Patente gab es aciir.o. v«r der Jahrhundertwende. Einen Aufschwung erlebt das Liegeradkonzept erneut seit den 70er Jahren, ausgehend von den USA.

Einen Vorzug der Liegeräder gegenüber konventionellen Fahrrädern stellt die bequeme, entspannte Sitzposition dar, ein weiterer ist der verminderte Luftwiderstand durch Verkleinerung der Stirnfläche von Fahrzeug mit Fahrer, so daß &khgr;&ngr;&Lgr; längeren Stracken, vor allem in der Ebene, höhere Durchschnittsgeschwindigkeiten bei gleichem Leistungseinsatz erzielt werden können.

Eine weitere Absenkung des Luftwiderstandes läßt sich durch eine Teilverkleidung bzw. Vollverkleidung erreichen, wobei für den Alltagsgebrauch nur eine Teilverkleidung in Frage kommt.

Am praxisgerechtesten bezüglich Benutzung von zur Zeit üblichen Fahrradwegen sind einspurige Liegeräder.

Kritik am Stand der Technik:

Den geringsten Luftwiderstand bietet ein Fahrzeug mit möglichst flacher Sitzposition (annähernd waagerecht liegende Beine und flache Rückenlehne).

Um dieses Ziel zu erreichen werden im wesentlichen zwei Fahrzeugkonzepte angewandt:

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Norbert Nattefort Fahrrad

a) Der Fahrer sitzt relativ hoch schräg vor dem Hinterrad, wobei ein kleines Vorderrad unter den Beinen angeordnet ist.

b) Der Fahrer sitzt tiaf zwischen den beiden Rädern.

Vorzüge von a):

hohe Wendigkeit

Nachteile von a):

kleines Vorderrad erforderlich,, das jedoch hoch belastet ist, dadurch hohe Rollreibung

- Bremsvermögen durch hochliegenden Schwerpunkt und kurzen Radstand eingeschränkt

- großer Abstand zwischen Pedalerie und Boden (schnelles Abstützen in kritischen Situationen schwierig)

Vorzüge von b):

hohes Bremsvermögen durch langen Radstand und weit hinten liegendem Schwerpunkt geringer Abstand zwischen Pedalerie und Boden möglich

Nachteile von b):

eingeschränkte Wendigkeit bei niedriger Sitzposition besteht die Gefahr, ira Straßenverkehr übersehen zu werden, die eigene Rundumsicht ist eingeschränkt

Es ist schwierig, einen guten Kompromiß zwischen hoher Sitzposition für die Übersicht im Verkehr und flacher Sitzposition zur vollen Ausnutzung des Liegeradkon'.epteg und Erzieluno möglichst geringen Luftwiderstandes zu finden.

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Norbert Nattefort
Fahrrad

Der Erfindung liegt folgende Aufgabe zugrunde:

Es soll ein Fahrrad geschaffen werden, das die Vorzüge von flacher, niedriger Sitzposition (geringer Luftwiderstand, geringer Abstand von Pedalerie zum Boden, hohes Bremsverssögsn) sir.srssits und hchsr, aufrechter Fahrerpcs it icr. andererseits (Übersicht, Gesehenwerden im Verkehr) miteinander verbindet bzw. bei Bedarf zur Verfügung hat.

Lösung:

Das Ziel wurde mit folgendem Konzept erreicht: Als Grundkonzept wurde ein Zweirad gewählt, bei dem der Fahrer auf einem Sitz mit nach hinten geneigter Rückenlehne sitzt und das Tretlager sich vor dem Sitz befindet. Der Sitz ist auf einem Rahmen befestigt. Im Bereich unter dem Sitz ist gelenkig, mit horizontaler, sich quer zur Fahrzeuglängsachse befindender Achse, eine Hinterradschwinge am Rahmen gelagert. Diese schwinge nimmt das Hinterrad auf und ist in verschiedenen Winkeln relativ zum Rahmen arretierbar, so daß sie,bezogen auf die Verbindungslinie der RadaufStandspunkte Winkel zwischen senkrecht nach unten bis flach nach oben einnehmen kann. Das Hinterrad nimmt dabei Positionen zwischen "unter der Sitzfläche" und "hinter der Rückenlehne" ein. {siehe Abbildungen 1 und 2).

Die beschriebene Veränderung der Lage der Hinterradschwinge schafft einerseits ein Fahrzeug mit hoher Sitzposition und kurzem Radstand, das wendig ist und gute Obersicht und Gesehenwerden im Straßenverkehr garantiert sowie andererseits ein langes, flaches Fahrzeug mit geringst möglichem Luftwiderstand und den anderen gefordeten Vorzügen. Auch Zwischenpositionen können eingenommen werden. So läßt sich das Fahrzeug individuell an den Fahrer und an die Verkehrssituation anpassen.

Norbert Nattefort F -hrrad

AusfOhrungsbeispiel:

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das auf den Abbildungen 1 bis 6 dargestellt ist.

Forderungen aufgestellt:

Es soll eine Lenkvorrichtung geschaffen werden, deren Betätigungselemente möglichst wenig Verletzungsgefahr für den Fahrer darstellen sowie eine angenehme, entspannte Armhaltung ermöglichen.

Gute Aerodynamik Wetterschutz Aktiver und passiver Unfallschutz

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Norbert Nattefort
Fahrrad

AusfQhrungsbeispj. el

Als Rahmen des Fahrrades wird ein kastenförmiges Hohlprofil (1) aus faserverstärktem Kunststoff in Sandwichbauweise verwandt. Die Längenausdehnung des Hohlprofils(1) ist dabei

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größer als die Breitenausdehnung.

Der Rahmen, wie das Hohlprofil(1) im Folgenden bezeichnet wird, nimmt in seinem vorderen Teil die Pedalerie(7) auf. Oben auf dem Rahmen ist an seinem hinteren Ende der Sitz(3) befestigt. Unter dem Sitz(3) ist mit horizontaler, sich quer zur Fahrzeuglängsachse befindender Drehachse (19) eine Hinterradschwinge (2) drehbar gelagert. Sie ist als Bügel ausgeführt,der auf der,der Drehachse(19) abgewandten Seite,offen ist, und nimmt das Hinterrad(18) auf.

Das Vorderrad(11) befindet sich am vorderen Ende des Rahmens(IJ Die Hinterradschwinge(2) ist über einen Verstelimechanismus in verschiedenen Winkeln relativ zum Rahmen arretierbar. Der versfceiimechanismus besteht aus:

einem an der Hinterradschwinge(2) befestigten Kettenradsegment(20), das senkrecht zur Drehachse(19) steht und das z.B. eine kreisförmige Außenkontur aufweist, wobei der Mittelpunkt des Kreises sich auf der Drehachse(19) befindet; einer Kette(21), die auf dem Kettenradsegment(20) abwälzt und mit ihrem auf dem Kettenradsegment liegenden Ende dort befestigt ist;

eines G-'Timif ederelement { 22) , das am anderen Ende der Kette (2t) befestigt und über einen Bolzen in verschiedenen Löchern(23) am Rahmend) befestigbar ist, wobei die Löcher (23) in Richtung der Fahrzeuglängsachse unterschiedliche Abstände zur Drehachse(19) der Hinterradschwinge(2) aufweisen.

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Norbert Nattefort
Fahrrad

Durch die verschiedenen Bef estigungsposi t-.ionen (23 ) des Federe lernen tes ( 2 2 ) ändert sich der Ruhewinkel der Hin ter r adschw i rige (2) zum Rahmen(1), so daß der Rahmen(1) unterschiedliche Neigungen zur Verbindungs1inie(35) der Radaufstandspunkte einnimmt, der Sitz(3) unterschiedliche Höhen einnimmt und der Radabstand von Vorderrad zu Hinterrad sich ändert. Das Vorderrad(11) ist in einer Vorderradgabel(27) gelagert. Diese wiederum ist um die Lenkachse(34) drehbar in einer hohlen Kugelkalotte(5) aus faserverstärktem Kunststoff in Sandwichbauweise gelagert. Die Kugelkalotte ist über Laqerböcke(30) und Bolzen (29) um eine horizontale, sich quer zur Fahrzeuglängsachse befindenden, durch den Kugelmittflpunkt gehenden Achse(32) drehbar in einem fest mit dem Rahmen(1) verbundenen Bügel(29), der kreisförmigen Grundriß aufweist, gelagert. Um die Geometrie der Vorderradaufhängung nicht zu verändern, wird bei Veränderung der Stellung der Hinterradschwinge(2) relativ zum Rahmend) die Kuge lkalotte (5) mit Vorderradgabel und Vorderrad um die Achse(32) so gedreht, daß die Lenkachse(34) immer den gleichen Winkel zur Verbindungslinie der Radaufstandspunkte(35) einnimmt.

Die Drehung der Kugelkalotte(5) ist über zwei Stangen(24,26) und einen Umlenkhebel(25) mit der Drehung der Hinterradschwinge (2) gekoppelt. Stangen und Umlenkhebel liegen im kastenförmigen Rahmen(1). Der Umlenkhebel(25) ist drehbar am Rahmen(1) gelagert. Die vordere Stange(26) ist gelenkig mit Abstand "c" zu der Drehachse(32) an der Kugelkalotte (S) sowie gelenkig am umlenkhebel(25) gelagert. Die hintere Stange(24) ist am Umlenkhebel ( 25 ) sowie mit Abstand "a" zur Drehachse(19) an der Hinterradschwinge(2) gelenkig gelagert.

An die Vorradgabel(27) sind unterhalb der Kugelkalotte(5) zwei kugelförmige Schalen (6) mit seitlichen Abflachungen so zu befestigen, daß sie mit der Kugelkalotte(5) eine vollständige Kugel mit seitlichen Abflachungen unter 45° unten bilden, die nur einen Schlitz für das Vorderrad freiläßt.

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Norbert Nattefort
Fahrrad

Die vordere LeuchteilO) ist in eines der·Kugelteile(6) integriert.

An die Kugelkalotte(5) schließt eine Plexiglashaube(4) mit kreisförmigem- Querschnitt an. Das erlaubt eine gute Anströmung des Fahrzeugkörpers und damit eine gute Aerodynamik. Die Plexiglashaube ist in der Mitte quer zur Fahrzeuglängsachse geteilt, so daß zwei identische Haubenteile entstehen. Der hintere Haubenteil ergänzt entweder den vorderen Teil zu einer langen Wetterschutzhaube oder ist auf dem vorderen Teil abgelegt, so daß ein im Sitzbereich offenes Fahrzeug entsteht.

Die Sitzschale(3> besteht aus einem seitlich, oben und unten umlaufenden Rahmen aus faserverstärktem Kunststoff in Sandwichbauweise, der ein gespanntes Netz(9) als Rückenlehne sowie eine gepolsterte Sitzfläche(12) aufweist. Die Seitenteile der Sitzschale wirken als Schutz bei seitlichem Aufprall bzw. bein: Umkippen des Fahrzeugs.

Norbert Nattefort
Fahrrad

Die Lenkvorrichtung besteht aus je einem nahezu waagerecht liegenden Lenkhebe 1, (13 ) mit annähernd senkrechtes Handgriff (3 1)_ rechts und links vom Fahrer, die über Lager ait horizontaler, sich quer zur Fahrzeuglängsachse befindender Drehachse(14) an der Sitzschale(3) gelacrsrt: sind?

Umlenkhebeln(15), die an der gleichen Lagerwelle wie die Lenkhebel (13) befestigt sina,sowie

Übertragungsstangen(16) zur Vorderradgabel(27). Die Übertragungsstangen(16) sind gelenkig an den ümlenkhe^ bein(15) und gelenkig an der Vorderradgabel(27) gelagert. Die Lagerpunkte an der Vorderradgabel befinden sich im gleichen Abstand "x" rechts und links neben der Lenkachse(34). Alternativ zu der beschriebenen Konfiguration können die Stangen(16) anstatt direkt an der Vorderradgabel rechts und links der Drehachse an einem drehbar am Rahmen(1) gelagerten Zwischenhebel(17), von dem aus die Bewegung über eine weitere gelenkig am Zwischenhebel(17) und der Vorderradgabel(27) gelagerten Stange(33) auf die Vorderradgabel übertragen wird. In beiden Fällen wird bei Herunterdrücken des rechten Lenkhebel;; der linke Lenkhebel hochgedrückt und das Fahrzeug lenkt nach rechts, sowie umgekehrt.

Claims

Norbert Nattefort Fahrrad Schutzansprüche:

1. Fahrrad mit einem Rahmend), an dem im vorderes Bereich das lenkbare Vorderrad (H) sowie im hinteren Bereich ein Sitz(3) mit nach hinten geneigter Rückenlehnelö) befestigt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Hinterradschwings (2) ,- ,-. &igr; dar das Hinterrad'18} gelsjert ist, um eine horizontale, rieh quer zur Fahrzeugläßr.; achse befindende Achse (13: am aahaen(l) drehbar gelager-v- jnd in "-rschiedenen Winkeln relativ zum Rahmend) arretierbar ist, so daß unterschiedlicher Radstaiid und untersch-.sdJ.jhe Sitzhöhe einstellbar sind.

2. Fahrrad nach An&jruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drehachse(19) der üinterradschwinge (2) im Bereich unter dem Sitz(.l) befindet,

3. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achse des Hinterrades (18) bezogen auf die Verbindungslinie der RadaufStandspunkte (35) Positionen zwischen etwa senkrecht unter der Drehachse (19) der Hinterradschwinge (2) ur.d schräg Ober und hinter der Drehachse(19) einnimmt, je nach Arretierungsposition der Hinterradschwinge(2).

4. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung der Hinterradschwinge(2) am Rahmen(l) über eine Kette(21) erfolgt, die an der Hinterradschwinge(2) im Abstand "a" (s. Abbildung 4) unterhalb der Drehachse(19) befestigt ist und durch Bolzen in unterschiedlichen Löchern(23) am Rahmen(1) befestigbar ist, wobei die Löcher (23) in der Richtung der Fahrzeuglafigsäüiise üntriiunieuliCne AusCäüue ZuI DiehäCnse (19) dri Hin terradschwinge(2) aufweisen.

Norbert Nattefort
Fahrrad

5. Fahrrad nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende der Kette(21), welches dicht an der Hinterrads -.hwinge (2) befestigt ist, sich ein Federelement(22) anschließt, welches durch Bolzen in den verschiedenen Löchern(23) am Rahmend) befestigbar ist.

6. Fahrrad nach einem der Ansprüche 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß an der Hinterradschwinge(2) ein Kettenradsegment(20), das eine kreisförmige Außenkontur mit Radius "a" aufweist, so befestigt ist, daß der Kreismittelpunkt auf der Drehachse(19) der Hinter_adschwinge(2) liegt und das Kettenradsegment(20) senkrecht zur Drehachse(19) steht, wobei die Kette(21) über das Kettenradsegment abwälzt.

7. Fahrrad nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kette(21), welches auf dem Kettenradsegment;20) liegt, mit dem Kettenradsegment fest verbunden ist.

8. Fahrrad nach einem der Ansprüche 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der kreisförmigen Außenkontur des Kettenradsegments(20) nicht auf der Drehachse ( 19) der Hinterradschwinge(2) liegt.

9. Fahrrad nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenradsegment(20) eine andere als eine kreisförmige Außenkor!tnr aufweist.

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Norbert Nattefort
Fahrrad

10. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderrad(11) in einer Vorderradgabe 1{27) gelagert ist, die um die Lenkachse(34) drehbar an einem Zwischenteil(5) gelagert ist, welches um eine horizontale, sich quer zur Fahrzeuglängsachse befindende Achse(32) drehbar am Rahmen(1) gelagert ist.

11. Fahrrad nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil(5) als hohle Kugelkalotte ausgeführt ist.

12. Fahrrad nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelkalotte(5) über zwei Lagerböcke(30) mit zwei Bolzen(28) um eine horizontale, sich quer zur Fahrzeuglängsachse befindende, durch den Kugelmittelpunkt gehende Achse (32) drehbar an einem fest mit dem Rahmen verbundenen Bügel mit kreisförmigem Grundriß(29) gelagert ist.

13. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Stange(26) mit einem Abstand "c" zur Drehachse (32) des Zwischenteiles(5) an der Vorderradgabel (27) gelenkig gelagert ist und die Stange{26 über einen am Rahmen (1) drehbar gelagerten Umlenkhebel(25) ihre Bewegung auf eine weitere Stange(24) überträgt, welche mit einem Abstand "b" zur Drehachse(19) an der Hinterradschwinge (2) gelenkig gelagert ist, so daß bei Drehung der Hinterradschwinge(2) um die Achse(19) die Vorderradgabel(17) und das Zwischenteil(5) um die Achse(32) gedreht werden.

14. Fahrrad nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen(24) und (26) zu einer Stange zusammengefaßt sind und der Umlenkhebel(25) wegfällt.

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Norbert Nattefort

Fairrad

15. Fahrrad nach einem der Ansprüche 13 oder 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerpunkte der Stangen (24) und (26), bzw. die Lagerpunkte der diese beiden Stangen ersetzenden Stange an der Vorderradgabel(27) (Abstand "c" zur Drehachse(32)) einerseits und an der Hinterradschwinge ( 2 ) (Abstand "b" zur Drehachse(&iacgr;9)) andererseits so gewählt sind, daß bei Verdrehung der Hinterradschwinge(2) am die Achse(19) relativ zum Rahmen(1) sich der Winkel der Lenkachse(34) zur Verbindungslinie(35) der Radaufstandspunkte nicht verändert.

16. Fahrrad nach einem der Ansprüche 1 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hohlkugelförmige Teile mit seitlicher Abflachung(6) so an der Vorderradgabel(27) befestigbar sind, daß sie mit der Kugelkalotte(5) eine Kugel mit zwei seitlichen Abflachungen unten unter 45° zur Horizontalen bilden, welche nur einen Schlitz für das Vorderrad freiläßt.

17. Fahrrad nach einem der Ansprüche 6, 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet, daß anstatt eines Kettenradsegmentes ein vollständiges Kettenrad mit den beschriebenen Außenkonturen und den beschriebenen Lagen der Mittelachse verwendet wird.