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Patent Searching and Data


Title:
BICYCLE WITH A REAR WHEEL OSCILLATING CRANK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/015963
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a bicycle with a frame (1), a rear wheel (7) mounted on a sprung rear wheel oscillating crank (6) whereby said rear wheel oscillating crank moves relative to the frame (1) in such a manner that the back wheel (7) is forced to describe a curved path. Said bicycle also has a gear (2) integrated into a power transmission chain with a gear input (25) and a gear output (13) located in a housing (10) and is characterized in that the gear (2) is integrated into the frame (1) in such a manner that the axis of rotation (A) of the gear output (13) is located not more than 30 mm away from the midpoint of the rear wheel (7) curved path.

Inventors:
NICOLAI KARLHEINZ (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/002968
Publication Date:
March 08, 2001
Filing Date:
August 30, 2000
Export Citation:
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Assignee:
NICOLAI KARLHEINZ (DE)
International Classes:
B62K25/28; B62M9/02; B62M9/04; B62M9/16; B62M11/04; (IPC1-7): B62K25/28; B62M11/04
Foreign References:
DE3120552A11983-03-31
DE4001728A11991-09-12
US4715246A1987-12-29
DE19702764A11997-08-21
EP0899187A11999-03-03
US5924950A1999-07-20
DE4001728A11991-09-12
DE19726067A11998-12-24
Attorney, Agent or Firm:
Gramm, Werner (Lins & Partner GbR Theodor-Heuss-Strasse 1 Braunschweig, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Fahrrad mit einem Rahmen (1), einer gefederten, ein Hinterrad (7) tragenden HinterradSchwinge (6), die in Bezug zum Rahmen (1) eine Bewegung ausführen kann, bei der sich das Hinterrad (7) auf einer Bahnkurve bewegt, und einem in einem Antriebesstrang integrierten Getriebe (2) mit einem in einem Gehäuse (10) angeordneten Getrie beeingang (25) und einem Getriebeausgang (13), dadurch gekenn zeichnet, dass das Getriebe (2) so in den Rahmen (1) integriert ist, dass die Drehachse (A) des Getriebeausganges (13) maximal 30 mm von dem Mittelpunkt der Bahnkurve des Hinterrades (7) entfernt ist.
2. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh achse (A) des Getriebeausganges (13) und der Mittelpunkt der Bahn kurve des Hinterrades (6) zusammenfallen.
3. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (2) als tragendes Bauteil in den Rahmen (1) integriert ist.
4. Fahrrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinter radSchwinge (6) schwenkbar am Getriebegehäuse (2) befestigt ist.
5. Fahrrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Getriebegehäuse (2) Befestigungsstelien vorgesehen sind, an denen die den Rahmen (1) ausbildenden Rohre (9,29) lösbar befestigbar sind.
6. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Länge der HinterradSchwinge (6) einstellbar ist.
7. Fahrrad nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass der Getriebeeingang (25) mit einem Tret kurbelantrieb in Wirkverbindung steht und das Getriebegehäuse (10) gegenüber der Tretlagerachse (26) verlagerbar ist.
8. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittel punkt der Bahnkurve des Hinterrades (6) bezogen auf das Hinterrad (6) hinter einer durch die Tretlagerachse (26) laufenden Lotrechten (K)liegt.
9. Fahrrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstel lung der Länge eine Stellschraube (18) vorgesehen ist.
10. Fahrrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (2) ein Planetenradgetriebe ist.
Description:
Fahrrad mit Hinterradschwinge Die Erfindung betrifft ein Fahrrad mit einem Rahmen, einer gefederten, ein Hinterrad tragenden Hinterrad-Schwinge, die in Bezug zum Rahmen eine Bewegung ausführen kann, bei der sich das Hinterrad auf einer Bahnkurve bewegt, und einem in einem Antriebsstrang integrierten Getriebe mit einem in einem Gehäuse angeordneten Getriebeeingang und einem Getriebeaus- gang.

Ein solches Fahrrad ist beispielsweise aus der DE 40 01 728 A1 bekannt.

Bei diesem Fahrrad ist zwischen den Tretkurbeln und der Hinterradnabe in dem Getriebegehäuse eine Kettenschaltung integriert. Von dem mit den Tretkurbeln verbundenen Kettenblatt lauft eine über zwei Spanner geführte Kette zu den Zahnkränzen der Kettenschaltung. Der Abtrieb wird durch das äußere große Ritzel gebildet, über das eine Kette zum mit dem Hinterrad verbundenen Ritzel lauft.

Vielfach befindet sich bei Fahrrädern-wie aus der DE 197 26 067 be- kannt-die Kettenschaltung am Hinterrad. Durch die Verlagerung des Ge- triebes an den Rahmen, wird die Masse des Hinterrades reduziert, was sich insbesondere bei gefederten Fahrrädern vorteilhaft auswirkt, weil sich der Fahrkomfort mit Abnahme der ungefederten Massen erhöht. Insbesondere bei sogenannten Mountainbikes, die im Gelände bewegt werden, macht sich eine Reduzierung der Masse des Hinterrades sehr bemerkbar. Bei schnellen Bergabfahrten (Downhill) ist neben dem erhöhten Fahrkomfort die gesteiger- te Fahrsicherheit wichtig. Wenn große Federwege realisiert werden sollen, muss die Antriebskette über einen Kettenspanner laufen, damit der sich än- dernde Abstand zwischen der Drehachse des Hinterrades und der Drehach- se des Abtriebritzels ausgeglichen werden kann. Die Kettenschaltung hat den Nachteil, dass sie nach der Herstellung des eigentlichen Fahrradrah-

mens von außen an den Rahmen montiert werden muss. Reaktionskräfte des Kettentriebs führen zu Bewegungen der Hinterradfederung, was zu ei- nem Wippen resultiert. Insbesondere, wenn große Kräfte in den Antriebs- strang eingeleitet werden, wie sie bei Bergauffahrten aufgebracht werden müssen, macht sich eine wippende Federung für den Fahrer unangenehm bemerkbar.

Von dieser Problemstellung ausgehend sot ! das eingangs beschriebene Fahr- rad verbessert werden.

Zur Problemlösung zeichnet sich ein gattungsgemäßes Fahrrad dadurch aus, dass das Getriebe so in den Rahmen integriert ist, dass die Drehachse des Getriebeausgangs maximal 30 mm von dem Mittelpunkt der Bahnkurve des Hinterrades entfernt ist.

Durch diese Ausgestaltung ändert sich der Abstand zwischen der Drehachse des Hinterrades und der Drehachse des Getriebeausganges bei Einfederbe- wegungen des Hinterrades auch über große Strecken so unmerklich, dass dieses durch die Kettenlose ausgeglichen werden kann, ohne dass ein zu- sätzlicher Kettenspanner verwendet werden muss.

Wenn die Drehachse des Getriebeausganges und der Mittelpunkt der Bahn- kurve des Hinterrades zusammenfallen, findet bei Federbewegungen über- haupt keine Längenänderung der Strecke zwischen Hinterrad und Getriebe- abtrieb statt, so dass die Antriebskette auch sehr stark gespannt werden kann, um ein Schlagen der Kette zu vermeiden. Insbesondere bei Verwen- dung der Erfindung an Mountainbikes werden die bei Geländefahrten und insbesondere bei Bergabfahrten auftretenden Geräusche einer schlagenden Kette vermindert. Außerdem wird die Gefahr eliminiert, dass durch zu kräf-

tiges Schlagen der Kette diese vom Ritzel abspringt, was zu Stürzen mit schwersten Verletzungen führen könnte.

Wenn das Getriebe als tragendes Bauteil in den Rahmen integriert ist, kann es als vormontierte Baueinheit beschafft werden, und an ihm müssen dann nur die übrigen Bauteile des Rahmens individuell befestigt werden. Die Her- stellungskosten können dadurch gesenkt werden. Gleichzeitig ist aber die Vielfalt an Rahmengeometrien beizubehalten, wenn am Getriebegehäuse entsprechend universelle Befestigungsstellenvorgesehen werden. Auch sind verschiedene Rahmengrößen einfach realisierbar und unterschiedliche Fahr- radmodelle durch Wechseln einfach ausgebildeter Bauelemente herzustellen.

Vorzugsweise sind am Getriebegehäuse Befestigungsstellen vorgesehen, an denen die den Rahmen ausbildenden Rohre lösbar (beispielsweise ver- schraubbar) befestigbar sind. Natürlich können die Rahmenrohre auch ver- nietet oder verlötet werden.

Wenn das Getriebe als tragendes Bauteil ausgebildet ist, kann die Hinterrad- Schwinge schwenkbar am Getriebegehäuse befestigt werden. Die Länge der Hinterrad-Schwinge ist vorzugsweise einstellbar, so dass eine Veränderung des Radstandes und ein Spannen der Kette einfach möglich ist. Der Getrie- beeingang steht mit dem Tretkurbelantrieb in Wirkverbindung. Vorzugswei- se ist das Getriebegehäuse gegenüber der Tretlagerachse verlagerbar. Da- durch kann die Primärkette, die vom Kettenblatt zum Getriebeeingang läuft gespannt werden, ohne dass es eines zusätzhchen Kettenspanners bedarf.

Es kann auch eine Kettenspannung im Tretlager vorgesehen sein, wie dies beispielsweise bei Tandem-Rädern üblich ist.

Wenn der Mittelpunkt der Bahnkurve des Hinterrades bezogen auf das Hin- terrad hinter der durch die Tretlagerachse laufenden Lotrechten liegt, liegt

der Mittelpunkt der Bahnkurve des Hinterrades immer vor der Tretlagerach- se. Das hat den Vorteil, dass Bauraum gewonnen wird, um die Mechanis- men der Federung/Dämpfung der Schwinge hinter dem Getriebe anzuord- nen.

Als Getriebe kann ein Planetenradgetriebe eingesetzt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn der Primärantrieb innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist.

Auch das Dämpferelement der Federung kann am Getriebegehäuse befestigt sein.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nach- folgend näher erläutert werden. Es zeigt : Figur 1-ein Fahrrad nach einem ersten Ausführungsbeispiel in der Sei- tenansicht ; Figur 2-ein Fahrrad nach einem zweiten Ausführungsbeispiel in der Sei- tenansicht ; Figur 3-ein Fahrrad nach einem dritten Ausführungsbeispiel in der Sei- tenansicht ; Figur 4-eine vergrößerte Teil-Darstellung des Fahrrades nach Figur 1 ; Figur 5-die Darstellung nach Figur 4 nochmals vergrößert ; Figur 6-den Schnitt entlang der Linie VI-VI nach Figur 1 in vereinfach- ter Darstellung ; Figur 7-eine vergrößerte Teildarstellung nach Figur 6 ; Figur 8-eine vergrößerte Teildarstellung aus Figur 2.

Das Fahrrad besteht aus dem Rahmen 1, dem im Rahmen 1 integrierten Ge- triebe 2, das über eine Kette 3 mit dem Kettenblatt 4 bzw. den Tretkurbeln 5 in Verbindung steht. Am Getriebe 2 befestigt ist die Hinterrad-Schwinge 6, in der das Hinterrad 7 gelagert ist. Ein Dämpfungselement 8 stützt sich am Sattelrohr 9 des Rahmens 1 und der Schwinge 6 des Getriebes 2 ab.

Über eine Kette 11 (Sekundärkette) ist das Hinterrad 7 mit dem Abtrieb 12 des Getriebes 2 verbunden.

Wie Figur 6 zeigt, ist die Schwinge 2 fliegend über die im Gehäuse 10 des Getriebes 2 angeordneten Dünnring-Lager 14,15 gelagert. Der Drehpunkt der Schwinge 2 fällt zusammen mit der Drehachse A des mit einem Ab- triebsritzel 13 versehenen Abtrieb 12 des Planetengetriebes. Dadurch, dass der Drehpunkt der Schwinge 2 mit der Drehachse des Abtriebsritzels 13 zusammenfällt, ist die Länge L bei Federbewegungen des Hinterrades 7, das über die Nabe 16 an den Ausfallenden der Schwinge 2 gelagert ist, kon- stant. Weil damit auch die Länge der Kette L bei Einfederbewegungen kon- stant bleibt, kann auf einen aufwendigen Kettenspanner verzichtet werden.

Die Schwinge 6 ist am Gehäuse 10 des Getriebes 2 befestigt. Sie ist über eine Stellschraube 18 in ihrer Länge veränderbar, so dass die relative Positi- on des Getriebeabtriebs 12 zum Hinterrad 7 verändert werden kann, um die Kette 11 zu spannen. Die Schwinge 6 ist verschiebbar in der Führung 19 gelagert. Über die Schrauben 20 wird die Schwinge 6 nach der Spannung der Kette 1 í in der Führung 19 fixiert. Anstatt der gezeigten einarmigen Schwinge kann auch eine Mehrgelenkkonstruktion verwendet werden, bei der der Mittelpunkt der Drehachse der Bahnkurve des Hinterrades 7 nicht mit dem Drehpunkt eines Schwenkarmes übereinstimmt.

Das Getriebegehäuse 10 ist mit Seitenplatten 21 versehen, die sternförmig ausgebildet sind (Figur 5). Über Schrauben 22,23 sind die Seitenplatten 21 am Rahmen 1 befestigt. Das Getriebe 2 kann nach Lösen der Schrauben 22, 23 über die Spannschraube 24 in seiner Lage verändert werden, so dass der relative Abstand zwischen der Drehachse des Antriebsritzels 25 und der Tretlagerachse 26 zum Spannen der Kette 3 (Primärkette) einstellbar ist. Es ist ersichtlich, dass die Seitenplatten 21 den in drei Teile zerlegbaren Rah- men 1 miteinander verbindet und ihnen Lagerung und Stabilität gibt. Die

Achse 28 des Planetengetriebes steht fest und überträgt die Reaktionsmo- mente über Schrauben 27 auf die Seitenplatten 21.

Bei dem in Figur 2 gezeigten Fahrrad ist die Schwinge 6 entsprechend der bei dem Fahrrad nach Figur 1 ausgebildet. Der Primärtrieb ist hier innerhalb des Getriebegehäuses 10 angeordnet und kann beispielsweise durch Zahn- räder oder ebenfalls durch eine Kette oder einen Zahnriemen ausgebildet werden. Es können bereits auf der Tretlagerachse 26 entsprechende Zahn- räder vorgesehen sein. Auch hier stützt sich das Dämpferelement 8 zwi- schen der Schwinge 6 und dem Getriebe 2 ab. Zwischen dem Getriebege- häuse 10 und dem Steuerrohr 28 ist ein Verbindungsrohr 29 vorgesehen.

Auch bei dieser Ausführungsform benötigt die Hinterradnabe 16 keinen Freilauf, so dass sie sehr leicht ausgebildet werden kann. Der Freilauf ist im Getriebe 2 vorgesehen. Wie ersichtlich ist, liegt der Mittelpunkt der Bahn- kurve des Hinterrades 6 bezogen auf das Hinterrad 6 hinter einer durch die Tretlagerachse 26 laufenden Lotrechten K.

Bei dem in Figur 3 gezeigten Fahrrad entspricht das Getriebe 2 dem nach Figur 2. Es soll nur dargestellt werden, dass vielfältige Rahmenformen reali- siert werden können, wenn ein Getriebe 2 als tragendes Bauteil in den Rahmen integriert wird.

Bezugszeichenliste 1 Rahmen 2 Getriebe 3 Kette/Primärkette 4 Kettenblatt 5 Tretkurbel 6 Hinterrad/Schwinge 7 Hinterrad 8 Dämpfer/Dämpfungselement <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 9 Sattelrohr<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 10Getriebegehäuse<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 1 Kette/Sekundärkette 12 Abtrieb 13Ritzel 14Lager 15Lager 16Nabe <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 17 Ritzel<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 18 Stellschraube<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1 9 Führung 20 Schraube 21 Seitenplatte 22 Schraube 23 Schraube 24 Spannschraube 25 Antriebsritzel 26 Tretlagerachse 27 Schraube 28 Steuerrohr 29 Verbindungsrohr K Lotrechte L Länge