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Die
Erfindung geht aus von einem Fahrrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Ein
derartig konzipiertes, ausschließlich mit Muskelkraft betriebenes
Fahrrad ist in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, die durch
den Einsatzzweck und die gewünschten
Fahreigenschaften maßgeblich bestimmt
sind. So sind die Körpergröße und die
Körperproportionen
des Fahrers bestimmend für
die Größe des Fahrradrahmens,
während
die Lage des Lenkers und der Radstand vom Einsatzzweck des Fahrrades
und den Vorlieben des Fahrers abhängig sind. Nicht nur im sportlichen
Bereich, sondern auch im privaten Bereich besteht das Bestreben,
den unterschiedlichen Anforderungen an das Fahrrad optimal Rechnung
zu tragen, was dazu führt,
dass beispielsweise für
Trainingsfahrten, Rennen und Fahrten in der Ebene, in bergigem Gelände oder über Kurz-
oder Langstrecken geometrisch unterschiedlich gestaltete Fahrradrahmen
gefahren werden. Während
ein Teil dieser Anforderungen durch spezielle, unveränderbare
Fahrradkonstruktionen oder durch Vorsehen manueller Einstellmöglichkeiten
am Fahrrad erfüllt
werden kann, sind bisher bekannte Veränderungen der so genannten
Rahmengeometrie umständlich
und nicht zufrieden stellend.
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Aus
der WO 93/21056 A1 ist es bekannt, die Sattel- und die Lenkerposition
durch ein Verbundsystem zwischen Sattel und Lenker zu verändern. Dies
geschieht z. B. dadurch, dass die den Sattel und den Lenker tragenden
Stützen
als in dem Fahrradrahmen gleitfähig
gelagerte Plunger ausgebildet sind, die über den oberen Rahmenholm hydraulisch
kom munizieren, so dass ein Einschieben der Lenkerstütze ein
Ausschieben der Sattelstütze
und umgekehrt zur Folge hat. Durch ein Absperrventil ist die jeweilige
Stellung von Lenker und Sattel fixierbar. Hierdurch ist zwar die
Position des Benutzers auf dem Fahrrad insofern etwas verbessert,
als dass auch bei geneigter Fahrt eine zu starke Vorneigung oder
zu starke Rückneigung
des Körpers
des Radfahrers bis zu einem gewissen Grad vermieden ist, jedoch
ist eine Radstandsveränderung
des Fahrers mit diesem Verbundsystem nicht möglich.
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In
dem DE-Gebrauchsmuster 296 14 967 U1 ist zwar eine Veränderung
der Rahmengeometrie durch Radstandsveränderung offenbart, indem der
Hinterbau des Fahrradrahmens mittels eines Exzenters verstellt wird.
Die Durchführung
der Verstellung ist jedoch umständlich,
weil der Fahrer hierzu vom Fahrrad absteigen muss, um den Exzenter
mit einem zusätzlichen
Werkzeug neu einstellen zu können.
Danach wird das Fahren durch Besteigen des Fahrrades fortgesetzt
werden.
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Auch
DE 43 34 392 A1 beschreibt
ein Fahrrad, bei dem während
der Fahrt eine Einstellung des Sattels bzw. des Lenkers vorgenommen
werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass der Sattel mit einer ersten
Verstelleinrichtung höhenverstellbar
ist und der Lenker mittels einer zweiten Verstelleinrichtung ebenfalls
höhenveränderbar
ist, wobei die erste und zweite Verstelleinrichtung gegenläufig wirkend
miteinander gekoppelt sind.
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DE 100 25 901 A1 offenbart
ein Fahrrad, mit mindestens einer Verstelleinrichtung, insbesondere
zur Höhenverstellung
des Sattels bzw. des Lenkervorbaus, bei der die Verstelleinrichtung
eine doppeltwirkende Kolben-/Zylinderanordnung mit zwei Zylinderräumen aufweist,
die durch einen Kolben voneinander getrennt sind. Dabei ist die
den ersten Zylinderraum begrenzende Fläche des Kolbens größer als
die den zweiten Zylinderraum begrenzende Fläche des Kolbens und eine Feststelleinrichtung
zum Feststellen des Kolbens vorgesehen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrrad vorzuschlagen, bei dem während des
Fahrens auf einfache Weise eine Höheneinstellung des Lenkers
wie auch eine optimale Einstellung des Radstandes im Sinne einer verbesserten
Fahrstabilität,
einer erhöhten
Fahrsicherheit und eines verbesserten Fahrkomforts erreichbar ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angegeben.
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Die
durch diese Lösung
erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine umfassende
und optimale Anpassung vornehmlich des Radstandes an die geländemäßigen Gegebenheiten
während
des Fahrens möglich
ist. Dabei wird der Lenker vom Radfahrer während des Fahrens nach vorn
und abwärts
oder nach oben und rückwärts verschwenkt,
je nachdem, ob z. B. eine Bergauffahrt oder eine Bergabfahrt unmittelbar bevorsteht,
und infolge der Lenkerverstellung wird der Hinterbau des Fahrrads
selbsttätig
eingestellt, indem die Hinterbauwippe durch die Kraft des hinteren
Verstellgliedes verschwenkt wird mit der Folge, dass sich dadurch
die Hinterradschwinge und damit die Drehachse des Hinterrads nach
vorn bzw. hinten verstellt. Dadurch ist eine vom Fahrer während des
Fahrens bewirkte Radstandsänderung,
d.h. eine Veränderung
des Abstandes der Aufstandspunkte von Vor derrad und Hinterrad des
Fahrrades auf dem Geländeboden
voneinander, möglich,
woraus eine verbesserte Fahrstabilität und ein optimales Fahren
in der Ebene und am Hang, und zwar sowohl aufwärts als auch abwärts erfolgt.
Durch diese je nach auftretender Geländesituation schnell durchführbaren
Verstellvorgänge
werden ferner insbesondere der Lenkwinkel und die Sattelhöhe indirekt
beeinflusst und dadurch die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort weiter
verbessert.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann die Vorbaugabel als pneumatisch-hydraulische
Teleskopgabel derart ausgebildet sein, dass sie ein hydraulisches
Stellglied aufweist, das der Beeinflussung der Arbeitslänge und
der Dämpfung
der Vorbaugabel unter Nutzung von Energie aus dem ersten und/oder
zweiten Stellglied dient. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
kann der Hinterbau mit einer Stützstrebe
mit integriertem pneumatischem Dämpfer-/Federelement
ausgerüstet
sein, um Energie aus dem zweiten Stellglied nutzen zu können. Weiterhin
ist es besonders vorteilhaft, wenn das erste und das zweite Stellglied
und die Vorbaugabel über
ein gemeinsames Steuerventil miteinander verknüpft sind, um die gewählte Einstellung
des Hinterbaus und der Vorbaugabel sichern zu können.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer, in den anliegenden Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispieles
des Fahrrades in neutraler Fahrposition in der Ebene,
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2 eine
Seitenansicht entsprechend 1 in „bergauf"-Fahrposition,
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3 eine
Seitenansicht entsprechend 1 in „bergab"-Fahrposition,
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4 eine
Schnittdarstellung durch einen Längenabschnitt
einer Vorbau-Lenkeinrichtung,
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5 eine
Darstellung einer ersten hydraulischen und pneumatischen Verknüpfung von
Stellgliedern,
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6 eine
Schnittdarstellung durch eine Feder- und Dämpfereinrichtung der Stützstrebe
des Hinterbaus,
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7 eine
Darstellung einiger beim Bergauffahren auftretenden Kräfte,
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8 eine
Darstellung einiger beim Bergaufahren auftretenden Kräfte, und
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9 + 10 eine
Darstellung einerzweiten und dritten fluidischen Verknüpfung von
Stellgliedern,
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11 + 12 zwei
weitere und einfache Ausführungsbeispiele
zur Einstellung des Radstandes des Fahrrades.
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Wie
es insbesondere aus 1 ersichtlich ist, umfasst das
gezeigte Fahrrad einen Hauptrahmen 1 mit einem Hinterbau 2 für das Hinterrad 3,
eine in einem Lenklager 4 an dem Hauptrahmen angelenkte
Lenkeinrichtung 5 mit einem schematisch angedeuteten Fahrradlenker 7 für das Vorderrad 6 sowie
einen Sattelmodul 8 und einen Tretkurbeltrieb 9.
Der Abstand zwischen den Berührungspunkten
der Räder 3, 6 des
Fahrrades auf dem Erdboden E bildet den so genannten Radstand R.
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Der
Hinterbau 2 besteht im gezeigten Beispiel aus einer Hinterradschwinge 10,
die mit dem Hauptrahmen 1 über das obere Ende einer in
dessen unterem Bereich gelagerten, zweiarmigen Hinterbauwippe 11 verbunden
ist und die an ihrem, die Achse 12 des Hinterrades 3 aufnehmenden
hinteren Ende über
eine Stützstrebe 13 an
dem Hauptrahmen 1 gefedert abgestützt ist. Die Lagerung der Hinterbauwippe 11 an
dem Hauptrahmen erfolgt über
ihr Mittelgelenk 14, während
die Drehachse 15 des Tretkurbeltriebs 9 nunmehr
an dem unteren Ende der Wippe 11 vorgesehen ist, so dass
der Tretkurbeltrieb an dieser Stelle gelagert ist. Im Bereich der
oberen Anlenkung der Hinterradschwinge 10 an der Hinterbauwippe 11 greift
ein sich andererseits an dem Hauptrahmen 1 abstützender
Verstellzylinder 16 als ein zweites Stellglied mit einem
beidseitig beaufschlagbaren Kolben 17 an. Die Stützstrebe 13 ist
als Teleskopdämpfer
ausgeführt
und weist ein Dämpferelement 18 mit einer äußeren Zugkammer 19 und
einer äußeren Druckkammer 20 (6)
auf. Beide Kammern umgeben die pneumatische Hauptdämpfungseinrichtung,
die aus einer inneren Druckkammer 21 und einer inneren
Zugkammer 22 besteht. Ferner ist eine weitere Druckkammer 23 in
dem Dämpferelement
ausgebildet, die mit der äußeren Druckkammer 20 gleichsinnig
wirksam ist.
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Die
Lenkeinrichtung 5 umfasst, wie in den 1 und 4 gezeigt
ist, vorzugsweise eine teleskopische Vorbaugabel 24 aus
zwei Gabelholmen 25 mit je einem darin geführten, das
Vorderrad 6 tragenden Standrohr 26, wobei die
Vorbaugabel nach dem bekannten Doppelbrückenprinzip 32 aufgebaut
und in dem Lenklager 4 des Hauptrahmens 1 gelagert
ist. In den Gabelholmen sind Kolben-Zylinder-Einheiten eingegliedert,
die mehrere Kammern ausbilden. Diese Kammern sind so angeordnet,
dass der eine Gabelholm eine vorzugsweise als Federelementwirksame
pneumatische Vorkammer 27 und weiter ein hydraulisches
Dämpferelement 28 mit
Zugseite 29a und Druckseite 29b hat und dass der
andere Gabelholm vorzugsweise ebenfalls eine pneumatische Vorkammer 27 hat
und weiter eine pneumatische Federkammer 30 und einen hydraulischen
Verstellzylinder 31, der einen Hydraulikraum 31a hat,
aufweist. Der Zylinder 31 ist für die Beeinflussung der Arbeitslänge der
Vorbaugabel vorgesehen.
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Die
beiden Vorkammern 27 können
geschlossene Kammern sein, deren Luftinhalt als Federelement wirkt.
Sie können
aber auch eine übliche
Federeinheit, z. B. eine Metallfeder, enthalten und ins Freie münden, falls
dies gewünscht
wird. Sie können
des Weiteren an pneumatische Energiespender angeschlossen sein,
wie noch klar wird.
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An
der oberen Gabelbrücke 32 der
Vorbaugabel 24 ist mit seinem Schwenkgelenk 33 (1)
ein den Fahrradlenker 7 tragendes, vertikal bewegbares
Schwenkteil 34, z. B. ein zweiarmiger Hebel in Form eines Dreieckteiles,
angelenkt, an dem ein mit Verstellrylinder 35 beidseitig
druckbeaufschlagbarem Kolben als erstes Stellglied angreift, der
sich andererseits z. B. an der unteren Gabelbrücke 32 abstützt.
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Wie
aus 5 hervorgeht, sind die Verstellzylinder 16, 31, 35 und
das Dämpferelement 18 in
einer ersten Ausführungsform
hydraulisch und pneumatisch miteinander verknüpft. Zu diesem Zweck sind Rohr- und/oder
Schlauchleitungen 37, 38, 50, 51 und 52 vorgesehen,
wobei die Leitung 37 eine Luftleitung ist und die übrigen Leitungen
Hydraulikleitungen sind. Über
die Luftleitung 37 kommuniziert die Zugseite 19 des Dämpferelements 18 mit
dem Pneumatikraum 16.1 des zweiten Verstellzylinders 16,
und über
die Hydraulikleitung 38 kommuniziert der Hydraulikraum 16.2 des
Verstellzylinders 16 mit dem Hydraulikraum 35.1 des
ersten Verstellzylinders 35. Der andere Hydraulikraum 35.2 des
Verstellzylinders 35 ist mit dem Hydraulikraum 31a des
Verstellzylinders 31 der Vorbaugabel 24 verknüpft. Die
betreffende Verknüpfung
ergibt sich aus einer ersten Stellung 36.1 eines manuell
betätigbaren,
mit der Hydraulikleitung 38 verbundenen Steuerventils 36 (5),
das in einer zweiten Stellung 36.2 eine Sperrung der Leitung 38 zwischen
dem Hydraulikraum 16.2 des Verstellzylinders 16 mit
dem ersten Hydraulikraum des Verstellzylinders 35 und der
Verbindungsleitung 50 zwischen dem zweiten Hydraulikraum
des Verstellzylinders 35 und dem Hydraulikraum 31a des
Verstellzylinders 31 bewirkt. Gleichzeitig wird in der
zweiten Stellung des Steuerventils 36 mittels der Leitungen 51 und 52 eine
Hydraulikverbindung zwischen einem Steuerelement 53 des
anderen Gabelholmes 25 der Vorbaugabel 24 und
dem Verstellrylinder 35 hergestellt.
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Das
Steuerelement 53 kann z. B. ein kleiner Zylinder sein,
dessen Kolben 53a über
die beiden Leitungen 51 und 52 verstellt wird,
so dass die Kolbenstange 53b die Ventileinheit 29c in
dem Kolben 29d teilweise schließt. Dadurch wird das Dämpferglied 28 mit
Druckenergie aus dem ersten Stellglied 35 gesteuert, um
einen plötzlichen
und schnellen Eintaucheffekt der Gabelholme 26 in ihre
Außenrohre
zu vermeiden.
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Mit
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eines Fahrrads lassen
sich der Radstand R (1) und die Federhärten und/oder
Dämpfungseigenschaften
der betreffenden Federelemente des Fahnads so beeinflussen, dass
die Möglichkeit
einer sofortigen Anpassung dieser Parameterwährend des Fahrens an den momentanen
Anwendungsfall, d. h. an die gerade angetroffenen Geländeeigenschaften,
besteht, ohne also vom Fahrrad absteigen zu müssen.
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So
lässt sich
beim Aufwärtsfahren
(2 und 7) auf ansteigendem Gelände, z.B.
Bergauffahren, bei Stellung 36.1 (5) des Steuerventils 36 am
Beginn oder während
des Bergauffahrens eine durch das natürliche Fahrverhalten des Fahrers
(Erheben vom Sattel 8 nach vorne) bedingte Schwerpunktverlagerung des
Fahrers nach vorne in Verbindung mit einer Verschwenkung des Schwenkteiles 34 und
des Fahrradlenkers 7 gemäß dem angedeuteten Pfeil nach
vorn und unten bewirken, dass gemäß 5 aus dem
Hydraulikraum 16.2 des Verstellzylinders 16 Druckflüssigkeit
verdrängt
wird, und zwar hinein in den Hydraulikraum 35.1 des Verstellzylinders 35 über die
Hydraulikleitung 38. Dies hat zur Folge, dass der Radstand
auf R1 verkürzt wird,
so dass sich das Hinterrad 3 also näher zum Vorderrad 6 verstellt.
Gleichzeitig stellt sich an der Hinterradschwinge 10 eine
weichere Federhärte
bei im Wesentlichen unveränderfer
Dämpfung
ein. Auch wird die aktive Länge
der Vorbaugabel 24, d. h. deren Arbeitslänge, aufgrund
des Druckanstieges in dem Hydraulikraum 35.2 des Verstellzylinders 35 und
der daraus folgenden Beaufschlagung des Hydraulikraumes 31a des Verstellzylinders 31 verkürzt, was
dem Fahrer eine sicherere Position auf dem Fahrrad gibt.
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Beim
Abwärtsfahren
(3 und 8) auf einem Gelände mit
Gefälle,
z. B. Bergabfahren, lässt
sich und aufgrund der natürlichen
Schwerpunktverlagerung des Fahrers nach hinten (auf den Sattel 8 setzen)
aus dem gemäß dem Pfeil
nach oben und rückwärts gerichtetem
Verschwenken des Schwenkteils 34 durch den Fahrradlenker 7 bewirken,
dass bei Stellung 36.2 (5) des Steuerventils 36 mittels
des Verstellzylinders 35 Druckflüssigkeit aus dem Hydraulikraum 31a des
Verstellzylinders 31 in der Vorbaugabel 24 abgezogen
und damit die Arbeitslänge
der Vorbaugabel wieder vergrößert wird.
Gleichzeitig wird der Hydraulikraum 16.2 des Verstellzylinders 16 für die Verstellung
der Hinterbauwippe 11 über
die Verbindungsleitung 38 von dem Hydraulikraum 35.1 des
Verstellzylinders 35 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, so dass
dadurch die Verstellung der Hinterradschwinge 10 nach hinten
bewirkt und der Radstand R des Fahrradesauf den Radstand R2 verlängert wird.
Mit der genannten Verschwenkung des Schwenkteils 34 und
des Lenkers 7 geht gemäß 5 auch
ein Druckanstieg in dem Pneumatikraum 16.1 des Verstellzylinders 16 und
in dem über
eine Pneumatikleitung 37 daran angeschlossenen Dämpferelement 18 der
Stützstrebe 13 einher,
so dass die Stützstrebe
und damit das Hinterrad 3 leichter einfedern kann und dafür einen
größeren Federweg
zur Verfügung
hat.
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Die
vorteilhaften Auswirkungen der vorstehend beschriebenen Verstellung
des Lenkers 7 und des Radstandes R auf die Fahreigenschaften
eines erfindungsgemäß ausgestatteten
Fahrrades sind auch aus den 7 und 8 erkennbar.
Darin bezeichnen:
- P:
- den Fahrer,
- S:
- den Schwerpunkt des
Fahrers,
- E:
- das Gelände,
- FG:
- die Gewichtskraft
des Fahrers,
- FF:
- die Gewichtskraft
des Fahrrades,
- Ks:
- den sich verändernden
Abstand zwischen der Achse 12 des Hinterrades 3 und
dem Mittelgelenk 14 der Hinterbauwippe 11,
- W:
- Wirkungslinie des
Systems Fahrer/Fahrrad,
- R1, R2:
- die Rasabstände des
Fahrrades auf dem Gelände.
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Die
Darstellung nach 7 (Bergauffahren bzw. ansteigendes
Gelände)
zeigt den Schwerpunkt S des Fahrers P beim Bergauf-Wiegetritt auf
den Kurbeltrieb 9, wobei der Fahrer nicht auf dem Sattel
sitzt und die Wirkungslinie seiner Gewichtskraft FG nach
vorn verlagert ist, wobei der Lenker 7 vorher nach vorn
und unten verschwenkt worden ist und sich der verkürzte Radstand
R1 eingestellt hat. Es ist erkennbar, dass sich beim Aufwärtsfahren
die gemeinsame Wirkungslinie W der Gewichtskräfte des Systems Fahrer/Fahrrad
sehr nahe am Mittelgelenk 14 der Wippe 11 verläuft. Hierdurch
ist das Hinterrad 3 gewichtsmäßig entlastet, wodurch die Verkürzung des
Radstandes, d. h. das Vorschieben der Hinterradschwinge 10 in
Fahrrichtung, begünstigt
ist und leichter erfolgen kann. Durch die untere Stellung des Lenkers 7 und
den verkürzten
Radstand R1 ist das Bergauffahren wesentlich erleichtert und sicherer.
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Die
Darstellung nach 8 zeigt die sich bei Bergabfahrt
bzw. bei Fahrt auf abfallendem Gelände einstellenden Verhältnisse.
Hierbei hat der Fahrer P den Lenker 7 in die obere und
hintere Stellung verschwenkt. Die Wippe 11 und die Hinterradschwinge 10 sind
ebenfalls nach hinten verstellt, so dass der größere Radstand R2 eingestellt
ist. Die gemeinsame Wirkungslinie W der resultierenden Gewichtskraft
aus dem Gewicht FG des Fahrers P und dem
Gewicht FF des Fahrrades verläuft aufgrund
der Tatsache, dass der Schwerpunkt des Systems Fahrer/Fahrrad im
Vergleich zu einem Fahrrad ohne kombinierte Radstandsveränderung
und Verschwenkung des Lenkers 7 weiter zurückliegt,
weiter weg vom Aufstandspunkt des Vorderrades 6 auf dem
Gelände
E, so dass das Überkippmoment
des Systems Fahrer/Fahrrad nach vorne minimiert, sich der Fahrer
sicherer fühlt
und die Fahrsicherheit bei dieser Fahrsituation ebenfalls erhöht ist.
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Außer der
Funktion, dass das zweite Stellglied 16 beim Verstellen
des ersten Stellgliedes 35 an der Einstellung des Hinterbaus 2 aktiv
beteiligt ist, hat das zweite Stellglied 16 den weiteren
Vorteil, dass das Einstellen des Hinterbaus 2 relativ schnell
durchgeführt
wird. Insbesondere beim Umstellvorgang des Steuerventils 36 von
bergab zu bergauf werden anschließend erhöhte Trittkräfte des Fahrers aufgrund seiner
Gewichtsverlagerung durch Erheben vom Sattel wirksam, wodurch in
dem Stellglied 16 ein beschleunigter Druckabfall bewirkt
wird, was die Radstandsverkürzung
erleichtert. Gleichzeitig wird auch das Dämpferelement 18 der Stützstrebe 13 des
Hinterbaus 2 relativ schnell wirksam. Ein noch weiterer
Vorteil besteht darin, dass eine Sicherung gegen fehlerhafte Bedienung
des Steuerventils 36 durch den Fahrer gegeben ist. Eine
fehlerhafte Bedienung während
der Bergab-Fahrt führt
nicht dazu, dass sich der Radstand R aus der Bergab-Stellung in
die Bergauf-Stellung selbstständig ändert, und
zwarwegen Fehlens der Trittkräfte
des Fahrers aufgrund der relativ hohen Geschwindigkeit während der
Bergab-Fahrt.
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Das
Steuerventil 36 (5), das
am Fahrradlenker 7 oder an anderer, gut erreichbarer Stelle
des Fahrrades befestigt ist, kann mittels Drehgriff (nicht gezeigt)
von Hand verstellt werden. Dies erfolgt für die Einstellung des Radstandes
und der Vorbaugabel in Abhängigkeit
der vom Fahrer beobachteten Formen der von ihm gerade befahrenen
Geländestrecke
während
der Fahrt. Dabei ist es möglich,
dass das Verschalten der Stellglieder 16, 31, 35 so
erfolgt, dass während
der Fahrt auftretende Kräfte
(z. B. durch Gewichtsverlagerung des Fahrers oder beim Bremsen)
als Steuerenergie genutzt werden, um die Verstellung des Hinterbaus 2 zu unterstützen und/oder
als Federhärte-/Dämpfersteuerung
zu fungieren.
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Das
Einstellen des Steuerventils 36 kann aber auch durch einen
Computer 45 (9 und 10) vorgenommen
oder unterstützt
werden. Je nach Programmierung des Computers 45 kann dieser
das Steuerventil betätigen,
das dann die betreffenden Stellglieder 16, 31, 35 nach
gespeicherten Fahrdaten, welche beispielsweise neben Geschwindigkeiten
auch Niveauunterschiede des Ge ländes
E berücksichtigen,
in Funktion treten lässt,
um die entsprechenden Einstellungen am Fahrrad vorzunehmen.
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In
weiterer Ausgestaltung kann die Stützstrebe 13 des Hinterbaus 2 in
ihrer Federhärte
verändert
werden. Hierzu sind gemäß 9 in
der pneumatischen Leitung 37 ein manuell einstellbares
Ventil 39 und eine von diesem Ventil abgehende Zweigleitung 37a,
die zur Druckseite 20 des Dämpferelementes 18 führt, vorgesehen. Über das
Ventil 39 kann die Druckseite 20 oder können diese
Druckseite und die Zugseite 19 des Dämpferelements 18 der
pneumatischen Druckkraft aus dem Pneumatikraum 16.1 des
Verstellgliedes 16 unterworfen werden, um die Federhärte des
Dämpferelementes
geländeabhängig einstellen
zu können.
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Die
pneumatische Druckkraft aus dem Verstellglied 16 kann zusätzlich oder
alternativ auch für
die Änderung
der Federhärte
und der Einstellung der Vorbaugabel 24 genutzt werden.
Hierfür
sind gemäß 9 ein weiteres,
in der pneumatischen Leitung 37 angeordnetes, manuell einstellbares
Ventil 40 und eine von diesem Ventil abgehende Zweigleitung 37b,
die zu wenigstens einer der Kammern 27 der Vorbaugabel 24 verläuft, vorgesehen.
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Gemäß einer
zweiten, auch in 9 gezeigten Ausführungsform
der Verknüpfung
der Stellglieder 16, 31, 35 kann das
erste, hier teleskopartig ausgebildete Stellglied 35 zusätzlich eine
pneumatische Kammer 35.3 in seinem axial beweglichen Zylinderfeil
aufweisen, die über
eine pneumatische Leitung 41 mit wenigstens einer der beiden
Kammern 27 der Vorbaugabel 24 kommuniziert. Hierdurch
wird der Vorteil erreicht, dass beim Übergang von Bergauffahrt in
Bergabfahrt, während
dessen der Lenker 7 nach oben und hinten verschwenkt wird,
eine sich erhöhende
pneumatische Druckkraft in einer oder beiden der Kammern 27 erhalten
wird, die bewirkt, dass die Gabelholme 25 durch Ausfahren
der Standrohre 26 sich schnell verlängern. Dadurch erhält der Fahrer
bei Beginn der Bergabfahrt schneller eine höhere Kopf- und Schulterhaltung,
was ihm ein noch sichereres Fahrgefühl gibt.
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Des
Weiteren kann noch ein von Hand einstellbares Ventil 46 vorgesehen
sein, an welches die pneumatischen Leitungen 37b und 41 angeschlossen
sind und von dem eine Verbindungsleitung zu wenigstens einer der
beiden Kammern 27 der Vorbaugabel 24 führt, um
sowohl das erste Stellglied 35 als auch das zweite Stellglied 16 mit
der Vorbaugabel wahlweise funktionell zu verbinden.
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10 zeigt
eine weitere Ausführungsform,
die gegenüber
derjenigen nach 9 etwas abgeändert ist. Die Leitungen 37b und 41 sind
in diesem Fall als eine gemeinsame Hydraulikleitung 38a ausgeführt. Das erste,
teleskoparfige Stellglied 35 hat in diesem Fall eine Hydraulikkammer 35.4 und
das zweite Stellglied 16 hat eine zweite Hydraulikkammer 16.3.
Somit arbeiten die beiden Stellglieder 35 und 16 sämtlich hydraulisch mit
dem Vorteil, dass eine erhöhte
Sicherheit in der Funktion dieser beiden Stellglieder und bei der
Einstellung des Radstandes R gegeben ist.
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Gemäß den 1 bis 4 ist
das zweite Stellglied 16 am Oberende der Hinterbauwippe 11 angelenkt,
derart, dass seine Gelenkachse mit der dortigen Gelenkachse der
Hinterradschwinge 10 zusammenfällt. Gemäß dem Beispiel in 9 kann
auch so vorgegangen sein, dass das zweite Stellglied 16 oberhalb
der oberen Gelenkstelle 11a der Hinterbauwippe 11 für die Hinterradschwinge
an einer anderen Gelenkstelle 11b angelenkt ist. Diese
Gelenkstelle ist, wie gezeigt, an einer Querstrebe 13a des
Hinterbaus 2 vorgesehen und kann alternativ, bei Weglassung
dieser Querstrebe, an einem Vorsprung (nicht gezeigt) der Hinterradschwinge 10 vorgesehen
sein. Im Allgemeinen wird diese Gelenkstelle 11b für das zweite
Stellglied in Nähe
der oberen Gelenkstelle 11a der Hinterbauwippe 11 vorgesehen
sein.
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Diese
Anlenkungsarf des zweiten Stellgliedes 16 hat den zusätzlichen
Vorteil, dass auf Impulsenergien der am Tretkurbeltrieb wirkenden
Trittkräfte
des Fahrers besser reagiert werden kann. So wird der als negativ
empfundene Einknick- oder Wippeffekt, der durch kurzes, heftiges
Nachuntensacken des Hinterbaus bei einem starken Antritt des Fahrers
entsteht, eliminiert, ohne dass dabei die Dämpfungswirkung des Hinterbaus blockiert
ist. Die Kettenkräfte
und deren Gegenkräfte
im System Fahnad/Fahrer lassen so den Hinterbau im Verhältnis zur
auftretenden Trittenergie höhere
Widerstandskräfte
gegen sein Einknicken bereitstellen. So verliert der Fahrer u. a.
keine Energie der Trittkräfte
durch das Dämpfungselement 18 des
Hinterbaus und dieses Dämpfungselement
bleibt weiterhin aktiv. Ein weiterer Vorteil dieser speziellen Anlenkung
des zweiten Stellgliedes 16 am Hinterbau 2 besteht
für den
Fahrer darin, dass er bei höheren
Fahrgeschwindigkeiten beim Durchfahren größerer Schlaglöcher oder
eines vorstehenden Hindernisses einen runderen, d.h. vergleichmäßigten Tritt
am Tretkurbeltrieb empfindet. Beim Durchfahren oder Überfahren
eines Hindernisses bewegt sich der Hinterbau kurz nach oben und
unten und bewirkt dadurch eine Bewegung des unteren Endes der Hinterbauwippe 11 und
eine Bewegung der Kurbel des Tretkurbeltriebes 9 in Fahrrichtung.
Diese Bewegungen kompensieren die vom Fahrer als unangenehm empfundenen,
rückwärts gerichteten
Impulskräfte
an der Tretlagerachse, die das Treten zum Beispiel beim Fahren auf
grobem Kopfsteinpflaster erschweren. Die hierdurch bedingten Verschiebewege
der Tretlagerachse und der Mehrweg des Hintenades beim Überwinden
eines Schlagloches/Hindernisses heben sich für den Fahrer auf.
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Eine
andere vorteilhafte Weiterbildung besteht, wie z. B. in 9 gezeigt,
noch darin, dass am Oberende der Hinterbauwippe 11 ein
mechanisch oder hydraulisch axial verstellbares Kettenumlenkrad 42 für den vom
Tretkurbeltrieb 9 zum getriebenen Kettenrad oder Kettenradsatz
des Hinterrades 3 verlaufenden Obertrum der üblichen
Antriebskette 43 vorgesehen ist. Durch dieses Umlenkrad
werden Kettenkräfte
des Tretkurbeltriebs so in die Hinterradschwinge 10 eingeleitet,
dass während
des Fahrens starke und unangenehm empfundene Rückstellkräfte der Kette eliminiert werden
und die Radstandsverlängerung
des Weiteren erleichtert wird.
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Die 11 und 12 zeigen
zwei weitere Beispiele der Erfindung in sehr vereinfachter Ausführung. In 11 sind
das erste und das zweite Stellglied 35 bzw. 16 als
einfache Verstellzylinder mit beidseitig beaufschlagten Kolben ausge bildet
und besitzen je einen ersten Hydraulikraum 35.1 bzw. 16.2,
wobei diese beiden Hydraulikräume über die
Hydraulikleitung 38 miteinander kommunizieren. Der erste
Verstellzylinder 35 besitzt noch einen zweiten Hydraulikraum 35.2.
Insoweit besteht Übereinstimmung
dieses Ausführungsbeispiels mit
dem ersten Ausführungsbeispiel.
In Abänderung
besitzt der zweite Verstellrylinder 16 auch einen zweiten Hydraulikraum 16.3,
und die beiden zweiten Hydraulikräume 35.2 und 16.3 sind über eine
zweite Hydraulikleitung 38b miteinander verbunden. Bei
diesem Beispiel ist das Feder-/Dämpferglied 18 nicht
an dem zweiten Verstellzylinder 16 angeschlossen. Dies
ist jedoch möglich,
wenn dieser Verstellzylinder z. B. als Teleskopzylinder ausgebildet
ist, z. B. wie der erste Verstellzylinder 35 in den 9 und 10.
Dieses Ausführungsbeispiel
ist eine vereinfachte und sicher funktionierende Ausführungsform
des Erfindungsgedankens zur Radstandsveränderung während der Fahrt.
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Die 12 zeigt
ein noch weiter vereinfachtes Ausführungsbeispiel. Bei diesem
Beispiel sind die Verstellzylinder 35, 16 gegenüber denjenigen
nach 11 insoweit abgeändert, als dass ihre zweiten
Räume als Pneumatikräume 35.5 bzw. 16.1 ausgebildet
sind und diese Räume
je ins Freie münden.
Ergänzend
kann der zweite Verstellzylinder 16 wie weiter vorstehend
beschrieben pneumatisch an das Dämpferelement 18 angeschlossen
sein, anstatt dass sein Pneumatikraum 16.1 ins Freie mündet. Bei
diesem sehr einfachen Beispiel ist die Vorbaugabel 24 vorteilhaft
ebenfalls nicht einbezogen und die beiden Verstellzylinder 35, 16 kommunizieren über die
einzige Hydraulikleitung 38, um eine Radstandsveränderung
während
der Fahrt zu bewirken.
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Das
in den 5, 9 und 10 gezeigte
Steuerventil 36 ist vorzugsweise ein Umsteuerventil, um die
bei der Radstandsverstellung gewonnene Druckenergie aus den Stellgliedern 35 und 16 bei
der Verstellung und/oder Einstellung der Vorbaugabel 24 zur
weiteren Erhöhung
der Fahrsicherheit zu verwenden. Wenn die genannte Druckenergie
für die
Vorbaugabel nicht genutzt werden soll und nur eine Sicherung der
Einstellung des Radstandes R gewünscht
wird, ist es vorteilhaft, ein Sperrventil zu verwenden, wie es mit 36a symbolisch in
den 11 und 12 eingezeichnet
ist. Wie ersichtlich, ist das Sperrventil 36a in der Hydraulikleitung 38 eingegliedert;
es kann jedoch in der anderen Hydraulikleitung 38b (11)
eingegliedert sein. Die Betätigung des
Steuerventils 36 und des Sperrventils 36a erfolgt
auch in der Weise, dass eine Zwischenstellung des Kolbens des ersten
und des zweiten Stellgliedes 35 bzw. 16 gesichert
wird, so dass auch eine gesicherte Zwischeneinstellung des Radstandes
R möglich
ist.