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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Öffnen eines Zweiradrahmens, um ein endloses Zugmittel, in den Rahmen einzubringen.
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Als Übertragungselement der Muskelkraft auf das angetriebene Rad eines Fahrrads ist die Fahrradkette weit verbreitet. Diese Kette kann entweder durch ein Kettenschloss oder durch Entfernen eines Gliedes geöffnet werden. Dies ist notwendig, um die Fahrradkette bei einem konventionellen, aus mehreren geschlossenen Dreiecken zusammengesetzten Rahmen, in das hintere Rahmendreieck einbringen zu können. Die Öffnung des Rahmens wurde dabei nie in Betracht gezogen. Mit anderen Worten gesagt, besteht ein konventioneller Fahrradrahmen aus mehreren in sich geschlossenen Dreiecken, die keine Möglichkeit bieten, ein endloses Zugmittel einzubringen.
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11 zeigt einen konventionellen Fahrradrahmen, bei dem die Verwendung eines Zahnriemens nicht möglich ist. Das hintere Rahmendreieck ist geschlossen und bietet keine Möglichkeit für die Eindringung eines endlosen Zugmittels, wie z. B. eines Keilriemens oder Zahnriemens.
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Durch die Einführung des Zahnriemens als Ersatz für die Kette wurden bereits Lösungen für die Öffnung des Rahmens generiert.
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Eine Lösung zum Öffnen eines Rahmendreiecks wird in 14 gezeigt. Durch Entfernen einer Platte kann der Rahmen geöffnet werden, um ein endloses Zugmittel einzuführen. Ein Nachteil hier ist, dass die Platte aufgrund ihrer vielen Verschraubungen sehr komplex ausfällt und ein sehr hohes Gewicht aufweist. Außerdem sind die Schraubverbindungen sehr anfällig für Rost und Schmutz oder alternativ aus einem teuren Material hergestellt.
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12 zeigt einen Fahrradrahmen mit einer anderen Öffnungsmöglichkeit am Ausfallende zum Einbringen eines Zahnriemens in das hintere Dreieck. Das Ausfallende lässt sich schließen, indem ein entfernbares Zwischenstück eingesetzt wird, welches dann mit zwei kleinen Schrauben von innen befestigt wird. 13 zeigt ein Zweiradrahmenhinterteil mit montiertem Antriebsrad und montiertem Zwischenstück.
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Der Nachteil des entfernbaren Zwischenstücks ist, dass es von innen mit zwei sehr kleinen Schrauben an den Rahmen des Fahrrades geschraubt wird. Dadurch wird es einem Ungeübten sehr schwierig, das Zwischenstück zu entfernen, um den Zahnriemen zu wechseln. Weiterhin ist zu erwähnen, dass aufgrund der Größe des Zwischenstücks ein Ungeübter das Einsetzen des Zwischenstücks nach dem Zahnriemenwechsel vergessen kann, und das Fahrrad somit instabil wird, was zu einem Unfall führen kann. Ein weiterer Nachteil ist, dass das kleine entfernbare Zwischenstück sowie die kleinen Schrauben sehr anfällig für Schmutz sind.
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Bei diesen Lösungen im Stand der Technik ist im Falle der Platte ein hoher Aufwand zu leisten, im Falles des Zwischenstücks ist die Montierbarkeit problematisch.
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Beide Lösungen haben allerdings gemeinsam, dass die Kräfte, die in dem hinteren Rahmendreieck wirken, im wesentlichen auf den Schraubverbindungen lasten. So wird ein Verschieben der Ausfallendenteile gegeneinander durch die Schrauben verhindert, die parallel zu der Verschiebungskraft angebracht sind.
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Um eine ausreichende Stabilität zu erzeugen, sind starke Schrauben oder eine besondere Ausformung des Rahmens nötig. Werden diese Maßnahmen nicht getroffen, können Stabilitätsprobleme auftreten.
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Die Druckschrift
FR 653400 A zeigt ein System zum Einstellen und Aufspannen der Räder von Fahrrädern und dergleichen. Das System weist gezahnte Spannbacken auf, in welche eine Zahnscheibe geklemmt werden kann, welche zur Aufnahme eines Hinterrades eines Zweirads dient. Durch eine Öffnung der Zahnscheibe kann eine Achse eines Rades geführt werden und durch eine Veränderung einer Position der Zahnscheibe innerhalb der Spannbacken kann eine mit dem Rad verbundene Kette gespannt werden.
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Die Druckschrift
DE 3011582 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Justieren der Achsen endlos umlaufender Ketten, Gurte, Bänder, Riemen und dergleichen, die zwecks Spannen vermittels Veränderung des Achsabstandes lösbar bzw. verstellbar in feststehenden Führungen gehalten sind. Die Vorrichtung weist auf die Achsenden steckbare Plattensegmente, die bei befestigter Achse formschlüssig in Formschlusselemente der Führung eingreifen, auf, welche in der Spann- und Justierrichtung hintereinander angeordnet sind. Ein Spannen der Ketten oder dergleichen kann durch ein Verschieben der Plattensegmente bezüglich der Formschlusselemente erreicht werden. Eine Arretierung der Plattensegmente erfolgt dabei durch eine Arretierung der Achse, welche justiert werden soll.
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Die Schrift
WO 01/72576 A1 zeigt ein Verbindungssystem, speziell geeignet zur Aufnahme eines Rades eines Zweirades in einer Teleskopgabel. Jede Seite der Teleskopgabel weist eine Verbindungsplatte auf, welche an einem Ende eine Nut oder eine Feder aufweist, welche mit einer passend dazu geformten Aufnahme an einem Ende der Teleskopgabel verbunden werden kann. An einer anderen Seite der Verbindungsplatte hat die Verbindungsplatte ein Loch, welches passend zu einem Loch in der Seite der Teleskopgabel angeordnet ist, so dass eine Schraube oder ein ähnliches Befestigungselement durch das Loch der Verbindungsplatte in ein Gewinde in dem Loch der Teleskopgabel geschraubt werden kann, um die Verbindungsplatte an der Teleskopgabel zu befestigen. Zwischen dem Ende der Teleskopgabel und der Verbindungsplatte ist ein Leerraum angeordnet, beispielsweise um eine Achse eines Vorderrades eines Zweirades aufzunehmen.
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Die Schrift
DE 3942283 C2 zeigt ein Zweirad für den Saalradsport unter Verwendung eines endlosen Zahnriemens als Antriebselement für das Hinterrad. Das Zweirad weist ein Endteil mit einem Aufnahmeschlitz für eine Hinterradachse auf. Dieses Endteil ist an der Antriebsseite geteilt. Um einen Zahnriemen in das Zweirad einzulegen, sind beide Hälften des Endteils zum Einlegen des Zahnriemens seitlich auseinanderspreizbar. Um eine starre Verbindung zwischen den beiden Hälften des Endteils herstellen zu können, ist ein Rahmenschloss vorgesehen, welches mit Randwulsten das Endteil einfasst und das im Bereich einer Trennfuge des Endteils eine konische Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Konusschraube aufweist, welche mit ihrem Gewinde in eine Gewindebohrung des Rahmenschlosses greift.
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Die Schrift
DE 2461569 zeigt eine Befestigungsvorrichtung für den Bremskonus einer Freilaufnabe an einem Fahrradrahmen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein effizientes und stabiles Konzept für einen Zweiradrahmen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Zweiradrahmenabschnitt gemäß Anspruch 1 oder ein Zwischenstück gemäß Anspruch 11 gelöst.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine einfache und stabile Lösung dadurch erreicht wird, dass das Zwischenstück durch eine Spanneinrichtung zwischen die beiden Ausfallendenteilen geklemmt wird, dass also eine obere Zwischenstückauflagefläche auf eine obere Ausfallendenauflagefläche des oberen Ausfallendenteils gedrückt wird und eine untere Zwischenstückauflagefläche auf eine untere Ausfallendenauflagefläche des unteren Ausfallendenteils gedrückt wird, wenn die Spanneinrichtung eingebaut ist.
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Damit wird der hintere Rahmenabschnitt durch das Zwischenstück in eingebautem Zustand stabilisiert, und die Kraftwirkung ist ähnlich zu dem Fall eines geschlossenen Rahmens, bei der ebenfalls eine durchgehende Kraftwirkung aufgrund der Einstückigkeit erreicht wird. Die durch die Spanneinrichtung ausgeübten Kräfte sind somit von einem Ausfallendenteil auf das andere Ausfallendenteil gerichtet, während die Kräfte im Stand der Technik aufgrund der Schrauben von einem Ausfallendenteil jeweils weggerichtet sind Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Zwischenstück mit nur einer Spannschraube arretiert, die die Ausfallendenteile über das Zwischenstück miteinander verbindet. Ein Benutzer muss daher nur eine einzige Schraube lösen bzw. befestigen.
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Weiterhin besitzen die obere Zwischenstückauflagefläche, sowie die untere Zwischenstückauflagefläche vorzugsweise ein wellenförmiges Profil, wobei die obere Ausfallendenoberfläche an die obere Zwischenstückauflagefläche und die untere Ausfallendenoberfläche an die untere Zwischenstückauflagefläche angepasst sind. Dadurch entsteht eine Verzahnung zwischen dem Zwischenstück und den beiden Ausfallendenteilen, wodurch eine Bewegung des Zwischenstückes in Längsrichtung, zwischen den beiden Ausfallendenteilen, unmöglich ist. Dies dient auch einer Entlastung der Spannschraube.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Explosionszeichnung eines Zweiradrahmenabschnitts mit Ausfallendenteilen und einem Zwischenstück gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2a eine Schrägzeichnung eines Zweiradrahmenabschnitts aus der Frontperspektive;
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2b eine Schrägzeichnung eines Zweiradrahmenabschnitts aus der Rückperspektive;
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3a eine Explosionszeichnung eines Zweiradrahmenabschnitts aus der Frontperspektive;
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3b eine Explosionszeichnung eines Zweiradrahmenabschnitts aus der Rückperspektive;
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4 eine Strichzeichnung zur Funktionsdarstellung der Spannschraube eines Zweiradrahmenabschnitts;
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5 eine Funktionsdarstellung zur Einbringung eines endlosen Zugmittels unter Nutzung eines Zweiradrahmenabschnitts;
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6a eine Schrägbildzeichnung eines Zweiradrahmenabschnitts mit Ausfallendenteilen, einem Zwischenstück, und einer angetrieben Achse eines Rades;
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6b eine Zeichnung eines Zweiradrahmenabschnitts mit Ausfallendenteilen, einem Zwischenstück, und einer angetrieben Achse eines Rades aus der Frontperspektive;
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7 eine Zeichnung eines Zwischenstücks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aus der Rückperspektive;
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8 eine Schrägbildzeichnung eines Zwischenstücks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aus der Frontperspektive;
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9 ein Zweiradrahmenabschnitt gemäß einen zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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10 ein Prinzipbild zur Funktionsweise der Zwischenstücks in Verbindung mit einer Spannvorrichtung gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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11 ein Bild eines geschlossenem konventionellen Fahrradrahmens;
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12 ein Bild eines geöffneten hinteren Rahmendreiecks zur Durchführung eines Zahnriemens;
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13 ein Bild einer angetriebenen Achse eines Fahrrads in einem Zweiradrahmenabschnitt mit einem herausnehmbaren Zwischenstück;
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14 ein Bild einer angetriebenen Achse eines Fahrrads mit einem Zweiradrahmenabschnitt mit einer entfernbaren Platte;
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Bezug nehmend auf 1–10 wird nun ein erstes ein Zweiradrahmenabschnitt bzw. ein Zwischenstück beschrieben. In den Figuren werden für Objekte und Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet. Funktionsgleiche Objekte und Elemente, die in mehreren Figuren auftreten, werden darüber hinaus mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Der Zweirahmenabschnitt in 1 wird in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 versehen. Er umfasst ein oberes Ausfallendenteil 110, ein unteres Ausfallendenteil 120, ein Zwischenstück 130, eine Spannschraube 140 und einen Gewindebolzen 150. In 2a wird der erfindungsgemäße Zweiradrahmenabschnitt in einer Schrägperspektive von der Vorderseite dargestellt, wobei das Zwischenstück 130 zwischen dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unteren Ausfallendenteil 120 positioniert ist. 2b zeigt den erfindungsgemäßen Zweiradrahmenabschnitt in einer Schrägperspektive von der Rückseite, wobei das Zwischenstück 130 zwischen dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unterem Ausfallendenteil 120 eingesetzt ist. Der Gewindebolzen 150 ist in das obere Ausfallendenteil eingesetzt. Aus 2a und 2b wird ersichtlich, dass das montierte Zwischenstück 130 mit dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unterem Ausfallendenteil 120 eine formschlüssige Verbindung herstellt.
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3a zeigt eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Zweiradrahmenabschnitts von der Vorderseite. Das Zwischenstück 130 ist hier nicht zwischen dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unterem Ausfallendenteil 120 eingesetzt. 3b zeigt eine Explosionszeichnung des erfindungsgemäßen Zweiradrahmenabschnitts von der Rückseite, wobei das Zwischenstück 130 nicht zwischen dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unterem Ausfallendenteil 120 eingesetzt ist.
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Das Zwischenstück 120, die Spannschraube 140 sowie der Gewindebolzen 150, können aus einem härteren Material, wie z. B. Stahl, als die Ausfallendenteile, welche üblicherweise aus Aluminium sind, gefertigt sein.
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Anhand der 1, 2a, 2b, 3a und 3b wird nun das erste Ausführungsbeispiel in seiner Struktur detailliert beschrieben. Das Zwischenstück 130 besitzt eine profilierte obere Eingriffstrecke 170 sowie ein unteres nicht profiliertes Element 180. Die obere profilierte Eingriffstrecke 170 ist über eine U-förmige Verbindung mit dem unteren nicht profilierten Element 180 verbunden. Damit ist das Zwischenstück 120 zu einer Seite geöffnet. Auf seiner nicht geöffneten Seite hat das Zwischenstück 120 eine obere Zwischenstückauflagefläche 160 sowie eine untere Zwischenstückauflagefläche 190. Die obere Zwischenstückauflagefläche 160 sowie die untere Zwischenstückauflagefläche 190 haben ein gewelltes Profil in der Form zweier Zähne eines Zahnriemens, wobei die obere Zwischenstückauflagefläche 160 symmetrisch zur unteren Zwischenstückauflagefläche 190 ist. In der Mitte der oberen Zwischenstückauflagefläche 160 und der unteren Zwischenstückauflagefläche 190, also in einem Tal des wellenförmigen Profils befindet sich eine Bohrung 340 zur Durchführung der Spannschraube 140. Am Ende der oberen profilierten Eingriffsstrecke 170, also am offenen Ende des Zwischenstücks 130, befindet sich ein Schraubenloch 350. Am Ende des unteren nicht profilierten Elements 180, also am offenen Ende des Zwischenstücks 130, befindet sich ein Schraubenloch 360.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel, ist es auch möglich, dass das gewellte Profil nicht in der Form zweier Zähne eines Zahnriemens ausgeführt ist, sondern eine andere Profilierung hat. Außerdem ist eine obere Zwischenstückauflagefläche 160 verwendbar, welche unsymmetrisch zu der unteren Zwischenstückauflagefläche 190 ist.
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Das obere Ausfallendenteil 110 besitzt eine obere Ausfallendenauflagefläche 370. An dem in Betriebsrichtung hinteren Ende der oberen Ausfallendenauflagefläche 370 befindet sich ein Schraubenloch 320. Am in Betriebsrichtung vorderen Ende befindet sich ein gewelltes Profil 314, in der Form eines Zahnes eines Zahnriemens. In der Mitte des gewellten Profils 314 befindet sich eine Bohrung 312, welche in das obere Ausfallendenteil 110 übergeht. Das obere Ausfallendenteil 110 besitzt eine Bohrung 390, welche senkrecht zu der Bohrung 312 angeordnet ist und diese in ihrem Ende schneidet.
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Das untere Ausfallendenteil 120 besitzt eine untere Ausfallendenauflagefläche 380. Die untere Ausfallendenauflagefläche 380 besitzt am in Betriebsrichtung hinteren Teil eine Bohrung 330 sowie am in Betriebsrichtung vorderen Teil ein wellenförmiges Profil 316, welches die Form eines Zahnes eines Zahnriemens aufweist. In der Mitte des wellenförmigen Profils 316 befindet sich eine Bohrung 310, welche in das untere Ausfallendenteil 120 übergeht und am unteren Ende des unteren Ausfallendenteils 120 austritt.
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Ausgehend von der strukturellen Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels wird nun die Funktionsweise erläutert. Durch Entfernen des Zwischenstücks 130 wird eine Lücke im Ausfallende, also auch im hinteren Dreieck des Rahmens freigegeben. Durch diese Lücke kann das Zugmittel (z. B. Zahnriemen) in den Rahmen eingeführt werden. Dieses Prinzip wird auch in 5 gezeigt. Durch Herausnehmen des Zwischenstücks 130, entsteht zwischen der oberen Ausfallendenauflagefläche 370 und der unteren Ausfallendenauflagefläche 380 eine Lücke, welche groß genug ist, um ein endloses Zugmittel hindurchzuführen. Wird das Zwischenstück 130 wieder in das Ausfallende eingesetzt, dann greift ein Profil (ähnlich einem Puzzle) in das obere Ausfallendenteil 110 und gleichzeitig in das untere Ausfallendenteil 120 ein. Das obere Ausfallendenteil 110 sowie das Zwischenstück 130 und das untere Ausfallendenteil 120 werden durch die Spannschraube 140 fest miteinander verspannt und fixiert. Also wird die obere Zwischenstückauflagefläche 160 gepresst und die untere Ausfallendenauflagefläche 380 gegen die untere Zwischenstückauflagefläche 190 gepresst. Dabei greift das wellenförmige Profil der oberen Ausfallendenauflagefläche 370 in das angepasste wellenförmige Profil der oberen Zwischenstückauflagefläche 160 ein, und greift das wellenförmige Profil der unteren Ausfallendenauflagefläche 380 in das angepasste wellenförmige Profil der unteren Zwischenstückauflagefläche 190 ein. Eine Lageänderung der Teile in Längsrichtung unter der Betriebsbedingung ist durch das Profil ausgeschlossen. Eine Lageänderung der Teile in Querrichtung ist durch die Spannschraube 140 ausgeschlossen.
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Im Gegensatz zu den bisherigen Lösungen, besitzt die Spannschraube 140 einen größeren Durchmesser als die Schrauben bei den bisherigen Lösungen. Damit wird ein höheres Anzugsdrehmoment möglich, so dass das Zwischenstück 130 fester als beim Stand der Technik zwischen den beiden Ausfallendenteilen arretiert werden kann. Dies liegt daran, dass die Spannschraube 140 durch das Zwischenstück 130 zwischen dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unteren Ausfallendenteil 120 verlauft.
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Da das wellenförmig Profil zwischen dem Zwischenstück 130 und den Ausfallendenteilen die entstehenden Längskräfte bereits abfängt, muss die Spannschraube 140 nur die entstehenden Querkräfte abfangen und wird somit entlastet.
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Weiterhin erhöht sich die Stabilität des Rahmens im Betriebszustand, da sowohl Druck von oben (Radfahrer) als auch von unten (Boden) auf das Zwischenstück 130 ausgeübt wird. Wodurch die Ausfallendenteilen und das Zwischenstück 130 stärker aneinander gedrückt werden.
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Um die Spannschraube 140 fixieren zu können, wird in die Bohrung 390 der Gewindebolzen 150 eingesetzt. Die Spannschraube 140 kann dann durch die Bohrungen 310, 340 und 312 hindurch geführt werden und im Gewindebolzen 150 festgeschraubt werden. Das Zwischenstück 130 kann zusätzlich am oberen Ausfallendenteil 110 mit einer Schraube, welche durch die Bohrung 350 und die Bohrung 320 geht, arretiert werden. Außerdem kann das Zwischenstück 130 weiterhin an dem unterem Ausfallendenteil 120 mit einer Schraube, welche durch die Bohrung 360 und die Bohrung 330 geht, arretiert werden.
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Die Nutzung eines Gewindebolzens 150 zur Arretierung der Spannschraube 140, ermöglicht es die Spannvorrichtung in einen Zweiradrahmen einzubringen, welcher aus einem beliebigen Material (z. B. Aluminium oder Kohlefaser) hergestellt ist.
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4 zeigt die Funktionsweise der Spannschraube 140 in Verbindung mit dem Gewindebolzen 150 um das untere Ausfallendenteil 120 mit dem Zwischenstück 130 sowie dem oberen Ausfallendenteil 110 zu arretieren. Durch die Arretierung dieser drei Teile mit der Spannschraube 140 und dem Gewindebolzen 150 ist eine Lageänderung des Zwischenstücks 130 ausgeschlossen.
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In einem Zweiradrahmen wird das obere Ausfallendenteil 110 mit einer Strebe eines Rahmens sowie das untere Ausfallendenteil 120 mit einer anderen Strebe des Rahmens verbunden, wobei das obere Ausfallendenteil 110 vorzugsweise mit einer Sitzstrebe des Rahmens verbunden wird, und das untere Ausfallendenteil 120 vorzugsweise mit einer Kettenstrebe des Rahmens verbunden wird. 5 zeigt das erfindungsgemäße erste Ausführungsbeispiel, wobei das obere Ausfallendenteil 110 an einer Sitzstrebe eines Rahmens angebracht ist, und das untere Ausfallendenteil 120 an einer Kettenstrebe eines Rahmens angebracht ist. Außerdem wird in 5 erklärt, wie ein Zahnriemen durch die Lücke zwischen oberen Ausfallendenteil 110 und unteren Ausfallendenteil 120 geführt wird. Der Zahnriemen befindet sich nach der Durchführung durch die Lücke im Ausfallende im hinteren Dreieck des Rahmens.
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Alternativ zur Arretierung des Zwischenstücks 130 zwischen dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unteren Ausfallendenteil 120 kann, anstatt einer oder mehrerer Schrauben, eine schraubenlose Klemmverbindung zur Arretierung des Zwischenstücks 130 zwischen den beiden Ausfallendenteilen eingesetzt werden. Wobei die Klemmverbindung ähnlich eines Schnellspanners für eine Radbefestigung oder eine Sitzbefestigung ausgeführt ist. Das eine Ende des Schnellspanners greift wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel z. B. in einen Gewindebolzen in dem oberen Ausfallendenteil 110, das andere Ende besitzt einen Schnellspannhebel mit dem der Schnellspanner an einer Unterseite des unteren Ausfallendenteils 120 arretiert wird.
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Weiterhin sind andere Möglichkeiten zur Arretierung des Zwischenstückes 130 zwischen den beiden Ausfallendenteilen verwendbar, wobei die Spannvorrichtung eine Kraft senkrecht zu einer Längsachse des Zwischenstückes 130 ausübt und damit die die beiden Ausfallendenteile an das Zwischenstück 130 drückt.
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Es wird darauf hingewiesen dass es möglich ist dass der Gewindebolzen 150 und die Spannschraube 140 aus einem härteren Material als die Ausfallendenteile sind. Die Ausfallendenteile sind üblicherweise fest mit dem Rahmen eines Zweirades verbunden und daher aus dem gleichen Material wie der Rahmen des Zweirades hergestellt. Als bevorzugtes Material wird hier, um das Gewicht des Rahmens gering zu halten, Aluminium benutzt.
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Aluminium hat den Nachteil, dass es ein weiches Material ist. Dies macht es ungeeignet zur Aufnahme eines Gewindes für eine Schraube, da beim Festdrehen der Schraube das Gewinde zerstört werden kann. Durch die Nutzung eines Gewindebolzen 150 aus einem härteren Material (z. B. Stahl), welcher in eines der Ausfallendenteile eingebracht wird, und einer Spannschraube 140 aus demselben Material lässt sich dieses Problem umgehen. Außerdem kann so ein genügend hohes Anzugsdrehmoment erreicht werden um das Zwischenstück 130 zwischen den Ausfallendenteilen zu arretieren.
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Weiterhin ist es möglich, dass auch das Zwischenstück 130 aus einem härteren Material (z. B. Stahl) als die Ausfallendenteile ist. Damit können in das Zwischenstück 130 Gewinde eingebracht werden. So kann das Zwischenstück 130 mit einer Schraube welche durch eine Bohrung im oberen Ausfallendenteil 110 geht und mit einer zweiten Schraube welche durch eine Bohrung im unteren Ausfallendenteil 120 geht, zwischen den beiden Ausfallendenteilen arretiert werden. Ein Gewindebolzen 150 wird hier nicht mehr benötigt.
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Der beschriebene Zweiradrahmenabschnitt bzw. das Zwischenstück sind Teil eines Rahmens für ein Zweirad, wobei ein Zweirad nur mit Muskelkraft angetrieben kann, oder über einen Hilfsmotor verfügt, welcher den Benutzer beim Bewegen des Zweirades mit zusätzlicher Kraft unterstützt, wie es beispielsweise bei Elektrofahrrädern bekannt ist.
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Das Zwischenstück 130 ist in dem ersten Ausführungsbeispiel und einem zweiten Ausführungsbeispiel einstückig mit einer Spannvorrichtung für ein Zweiradzugmittel ausgestattet. Im folgenden wird das Zwischenstück in Verbindung mit einem Spannelement für ein Zweiradzugmittel erklärt.
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Der Zweiradrahmenabschnitt in 6a umfasst ein oberes Ausfallendenteil 110, welches mit einer oberen Strebe verbunden ist, ein unteres Ausfallendenteil 120, welches mit einer unteren Strebe verbunden ist, ein Zwischenstück 130, welches zwischen dem oberen Ausfallendenteil 110 und dem unteren Ausfallendenteil 120 positioniert ist, eine angetriebene Achse 630 eines Rades mit einem Zahnrad 620, welche mit einer Schraube 650 und einer Zahnkranzhülse 640 an dem Zwischenstück 130 befestigt ist, und einen Zahnriemen 160, welcher Eingriff in das Zahnrad 620 nimmt. Das Zwischenstück 130 ist ein längliches Bauteil, welches in Betriebsrichtung des Zweirades hinten geöffnet ist. An der oberen Seite der Öffnung befindet sich eine obere profilierte Eingriffstrecke 170, an der unteren Seite der Öffnung befindet sich ein unteres nicht profiliertes Element 180. Die obere profilierte Eingriffstrecke 170 ist mit dem unteren nicht profilierten Element 180 über eine U-förmige Verbindung am in Betriebsrichtung vorderen Teil des Zwischenstücks 130 verbunden. Das Zwischenstück 130 besitzt an seinem in Betriebsrichtung des Zweirades vorderen Ende eine Einkerbung in Form zweier gegenüberliegender L-Buchstaben. Am in Betriebsrichtung hinteren Ende der oberen profilierten Eingriffstrecke 170, befindet sich ein Schraubenloch 350. Am in Betriebsrichtung hinteren Ende der unteren nicht profilierten Eingriffstrecke 180 befindet sich ein Schraubenloch 360. Zwischen der oberen profilierten Eingriffstrecke 170 und dem unteren nicht profilierten Element 180, also in der Öffnung des Zwischenstücks 130, befindet sich die Schraube 650, welche fest mit dem Zahnrad 620 und der Achse 630 des angetriebenen Rades verbunden ist. Auf der Schraube 650 befindet sich die Zahnkranzhülse 640, welche Eingriff mit der oberen profilierten Eingriffstrecke 170 nimmt. 6b zeigt dasselbe wie in 6a, nur aus einer Frontperspektive. Die Achse 630 des angetriebenen Rades ist hier nicht sichtbar.
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7 zeigt das Zwischenstück 130 in nicht eingesetztem Zustand von seiner Rückseite. Das Zwischenstück 130 besitzt in seiner in Betriebsrichtung vorderen Seite, also der geschlossenen Seite, eine obere Zwischenstückauflagefläche 160 sowie eine untere Zwischenstückauflagefläche 190. Die obere Zwischenstückauflagefläche 160, sowie die untere Zwischenstückauflagefläche 190 besitzen ein wellenförmiges Profil in Form zweier Zähne eines Zahnriemens. Die obere Zwischenstückauflagefläche 160 ist symmetrisch zu der unteren Zwischenstückauflagefläche 190. Die Zahnkranzhülse 640, welche zwischen der oberen profilierten Eingriffstrecke 170 und dem unteren nicht profilierten Element 180 positioniert ist, besitzt einen Zahnkranz 710, welcher Eingriff mit dem Profil der oberen profilierten Eingriffstrecke 170 nimmt.
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8 zeigt das Zwischenstück 130 mit der Schraube 650 und der Zahnkranzhülse 640 in nicht eingesetztem Zustand von seiner Vorderseite. Erkennbar ist hier, dass die Zahnkranzhülse 640 über eine Profilierung 810 an ihrer Außenseite verfügt. Die Schraube 650 sowie die sie umfassende Zahnkranzhülse 640 sind in der Öffnung des Zwischenstücks 130 zwischen der oberen profilierten Eingriffstrecke 170 und der dem unteren nicht profilierten Element 180 positioniert.
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9 zeigt ein Schrägbild eines Zweiradrahmenabschnitts mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in seiner Struktur. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel besitzt das zweite Ausführungsbeispiel keine Schraubenlöcher in der oberen profilierten Eingriffstrecke 170, sowie in dem unteren nicht profilierten Element 180. Außerdem sind die obere Zwischenstückauflageflache 160 sowie die untere Zwischenstückauflagefläche 190 im zweiten Ausführungsbeispiel auch von der Vorderseite des Zwischenstücks 130 sichtbar. Als weiteres Unterscheidungsmerkmal zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel besitzt das obere Ausfallendenteil 110 eine dreieckige Aussparung sowie das untere Ausfallendenteil 120 eine viereckige Aussparung. Außerdem zeigt 4 die Zahnkranzhülse 640 ohne die Schraube 650. Somit ist zu erkennen, dass die Zahnkranzhülse 640 ein Loch besitzt, durch das die Schraube 650 geführt werden kann.
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4 zeigt die Befestigung der Spannvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 oder dem Ausführungsbeispiel 2. Eine Spannschraube 140 ist durch eine Bohrung in dem unteren Ausfallendenteil 120, eine Bohrung in dem Zwischenstück 130 und eine Bohrung in dem oberen Ausfallendenteil 110 geführt.
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Ausgehend von der strukturellen Beschreibung wird nun die Funktionsweise der vorliegenden Spannvorrichtung beschrieben. Durch Drehen der Zahnkranzhülse 640 kann die Zahnkranzhülse 640 in dem Zwischenstück 130 bewegt werden. Dabei nimmt der Zahnkranz 710 Eingriff in die obere profilierte Eingriffstrecke 170 des Zwischenstücks 130. Hierbei wird eine Drehbewegung der Zahnkranzhülse 640 in eine translatorische Bewegung der Zahnkranzhülse 640 bezüglich des Zwischenstücks 130 umgesetzt. Diese translatorische Bewegung der Zahnkranzhülse 640 erzeugt damit auch eine translatorische Bewegung der Schraube 650, auf welcher die Zahnkranzhülse 640 gelagert ist. Die Schraube 650 ist fest mit der Achse 630 des angetriebenen Rades und mit dem Zahnrad 620 verbunden. Damit bewirkt eine Drehbewegung der Zahnkranzhülse 640 auch eine Verschiebung der Achse 630 des angetriebenen Rades bezüglich des Zweiradrahmens, und damit eine Spannung des Zugmittels 610.
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10 stellt diese Funktion schematisch dar. Durch Drehen der Zahnkranzhülse 640, welche auf der Achse 630 des Rades drehbar gelagert ist und in die Profilstrecke des Zwischenstücks 130 eingrifft, wird eine Verschiebung der Achse 630 des Rades entlang des Schlitzes im Ausfallende realisiert. Das Zwischenstück 130 ist dabei fest mit dem Rahmen des Zweirades verbunden. Die Profilierung 810 an der Außenseite der Zahnkranzhülse 640 ist so geformt, dass die Drehung der Zahnkranzhülse 640 mit Hilfe der Hand oder eines geeigneten Werkzeugs erfolgen kann. Die Arretierung der Zahnkranzhülse 640 bezüglich des Zwischenstücks 130 erfolgt durch Anziehen der Schraube 650. Somit ist eine Bewegung der Zahnkranzhülse 640 und damit der Achse 630 des angetriebenen Rades bezüglich des Zweiradrahmens ausgeschlossen. Zur Arretierung der oberen profilierten Eingriffstrecke 170 sowie dem unteren nicht profilierten Element 180 am Zweiradrahmen können die Schraubenlöcher 350 sowie 360 genutzt werden.
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Es ist anzumerken, dass obwohl das fest mit dem Rahmen verbundene Spannelement in dem ersten und in dem zweiten Ausführungsbeispiel einstückig in einem Zwischenstück ausgebildet ist, es auch möglich ist, dass das Spannelement nicht in einem Zwischenstück ausgeführt ist. Dabei ist es möglich, dass das Spannelement nur aus einer oberen Eingriffsstrecke sowie einer unteren Eingriffsstrecke oder nur einer oberen oder nur einer unteren Eingriffsstrecke besteht. Diese Eingriffsstrecken müssen nicht zwangsweise miteinander verbunden sein. Weiterhin ist zu erwähnen, dass obwohl in den gezeigten Ausführungsbeispielen nur die obere Eingriffsstrecke profiliert ist, es auch möglich ist, dass nur die untere Eingriffsstrecke profiliert ist. Weiterhin ist es denkbar, dass die obere oder die untere Eingriffsstrecke mit einer Klemmeinrichtung anstatt der Schrauben oder gar nicht arretiert wird.
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Weiterhin ist es möglich, dass die „Zahnkranzhülse” aus einem weicheren Material als die obere und die untere Eingriffsstrecke ist und die obere oder die untere Eingriffsstrecke eine raue Oberfläche hat und umgekehrt. Die „Zahnkranzhülse” hat dann keinen Zahnkranz mehr, sondern eine raue Oberfläche. Damit wird auch ohne angepasste Fläche eine rotatorische Bewegung in eine translatorische Bewegung umgesetzt.
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Weiterhin ist es möglich, dass anstatt einer Schraube zur Arretierung des beweglichen Spannelements eine Schraubenmutter zur Arretierung des beweglichen Spannelementes eingesetzt wird, wobei das bewegliche Spannelement nicht als Zahnkranzhülse, sondern als Scheibe ausgeführt wird, welche zwischen der Schraubenmutter und dem fest angebrachten Spannelement positioniert ist.
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Weiterhin kann auf dem fest angebrachten Spannelement eine Skala angebracht werden, die es ermöglicht, die Position des beweglichen Spannelements reproduzierbar ablesbar zu machen. Außerdem kann das fest anbringbare Spannelement auch einstückig mit dem Rahmen des Zweirades ausgeführt sein.