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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Achssystem für ein Zweirad und insbesondere für ein wenigstens teilweise muskelbetriebenes Fahrrad. Das Fahrrad kann über einen motorischen Hilfsantrieb verfügen, der insbesondere als Elektromotor ausgeführt ist und den Fahrer beim Fahren gegebenenfalls unterstützt. Möglich ist der Einsatz aber auch an anderen Zwei- und Mehrrädern.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Achssysteme mit einem Schnellspannmechanismus bekannt geworden, um die Laufräder von Fahrrädern schnell und komfortabel ein- und ausbauen zu können.
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Bei vielen im Stand der Technik bekannt gewordenen Schnellspannern für Fahrräder wird die Klemmkraft durch das Umlegen eines Exzenters aufgebracht, nachdem die Klemmlänge mittels einer Spannmutter und eines Anschlags angepasst wird. Nachteilig bei diesem System ist, dass mit der Spannmutter zunächst die Klemmlänge eingestellt werden muss, bevor anschließend die Klemmlänge und die Klemmkraft durch Umlegen des Exzenters überprüft werden können. In der Regel sind mehrere Zyklen erforderlich, bis die Klemmlänge und somit die Klemmkraft passen.
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Aufgrund von Sicherheitsanforderungen an Schnellspannern sind die Ausfallenden von modernen Fahrrädern oftmals nicht mehr glatt ausgeführt, sondern weisen jeweils ein Auflager für das Achssystem auf, um auch nach Lösen der Klemmkraft zunächst noch zu gewährleisten, dass das Achssystem sicher an den Ausfallenden aufgenommen ist. Aufgrund dieser Auflager oder Nasen an den Ausfallenden muss die zu öffnende Distanz vergrößert werden und der Hub eines klassischen Schnellspannhebels beim Umlegen des Exzenters reicht nicht immer aus, um die Klemmkraft zu lösen und den zusätzlich notwendigen Hub zum Überwinden der zusätzlichen Auflager zu überwinden. Deshalb ist es bei vielen Systemen bei jedem Lösen und anschließendem Festklemmen eines Laufrades erforderlich, nicht nur den Schnellspannhebel zu betätigen, sondern es muss auch die Schraubmutter auf der Gegenseite in Öffnungsrichtung gedreht werden, um das Laufrad zu entnehmen. Dadurch wird die Abstimmung des Achssystems bei jedem Laufradwechsel erforderlich.
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Mit der
EP 1 801 005 B1 ist ein Schnellspanner, insbesondere für Fahrräder bekannt geworden, der einfacher zu bedienen ist. Bei diesem Schnellspanner wird die Klemmkraft nicht durch Umlegen eines Exzenters aufgebracht, sondern über eine Schraubverbindung. Über einen Federmechanismus kann der Bedienhebel axial nach außen außer Eingriff gezogen und frei wieder zurückgedreht werden, um den Schnellspanner schnell zu spannen. Das bekannte System funktioniert zuverlässig und ermöglicht die präzise Einstellung der benötigten Klemmkraft. Zudem kann der Bedienhebel nach dem Einstellen der Klemmkraft in eine gewünschte Richtung verdreht werden.
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Aufgrund der Sicherheitsanforderungen und der erhöhten zu öffnenden Distanz, die beispielsweise 5 mm beträgt, muss bei jedem Lösen und anschließendem Festklemmen eines Laufrades der Schnellspannhebel etwa 5 oder 6 Umdrehungen gedreht werden, bis das Laufrad entnommen werden kann bzw. wieder zuverlässig geklemmt ist.
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Es ist vor dem angeführten Stand der Technik die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Achssystem zur Verfügung zu stellen, mit welchem ein höherer Bedienkomfort und gegebenenfalls ein schnellerer Radwechsel ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Achssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 2 und durch eine Zweiradkomponente mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen.
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Ein erfindungsgemäßes Achssystem weist eine Achse zur Aufnahme eines Laufrades eines Zweirads auf und ist mit wenigstens einem Klemmmechanismus mit wenigstens einer Spanneinrichtung und wenigstens einer Endeinrichtung versehen. Dabei ist der wenigstens eine Klemmmechanismus dazu eingerichtet und vorgesehen, ein Laufrad zwischen der Spanneinrichtung und der Endeinrichtung an einer Zweiradkomponente klemmend zu befestigen. Dabei ist die Klemmkraft unabhängig von einer möglichen Drehbewegung der Achse.
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Das erfindungsgemäße Achssystem hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Achssystems besteht in dem hohen Bedienkomfort. Die Klemmkraft ist unabhängig von einer möglicherweise möglichen Drehbewegung der Achse. Eine Einhandbedienung ist möglich, da die Bedienung nur von einer Seite des Achssystems aus möglich ist. Ein Festhalten der Achse auf der anderen Seite ist nicht erforderlich, da eine Drehbewegung der Achse oder ein Drehmoment auf die Achse nicht übertragen werden muss.
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In einer anderen Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Achssystem eine Achse zur Aufnahme eines Laufrades eines Zweirads und wenigstens einen Klemmmechanismus mit wenigstens einer Spanneinrichtung und wenigstens einer Endeinrichtung. Dabei ist der Klemmmechanismus dazu eingerichtet und vorgesehen ist, ein Laufrad zwischen der Spanneinrichtung und der Endeinrichtung an einer Zweiradkomponente klemmend zu befestigen. An der Spanneinrichtung ist wenigstens ein Teil einer Kopplungseinrichtung aufgenommen, welche dazu geeignet ist, die Achse mit der Spanneinrichtung zu koppeln. Dabei ist die Kopplungseinrichtung gegenüber der Spanneinrichtung und/oder gegenüber der Achse drehbeweglich, ohne die Klemmkraft bei einer Drehung der Kopplungseinrichtung zu beeinflussen. Das bedeutet in einer Ausgestaltung, dass die Kopplungseinrichtung drehbar an der Spanneinrichtung aufgenommen ist, ohne dass bei Drehung der Kopplungseinrichtung gegenüber der Spanneinrichtung eine Veränderung der Klemmkraft erfolgt. In der anderen Ausgestaltung kann die Kopplungseinrichtung drehfest an der Spanneinrichtung aufgenommen sein, ist aber drehbar gegenüber der Achse vorgesehen. Die Achse kann in beiden Varianten drehbar oder drehfest an dem Achssystem bzw. einer Laufradkomponente angeordnet sein. Beispielsweise kann die Achse forrmschlüssig oder kraftschlüssig an einem Ausfallende einer Zweiradkomponente angeordnet sein.
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Da die Achse in allen Ausgestaltungen kein erhebliches Drehmoment überträgt oder übertragen muss, kommt es auch nicht darauf an, ob die Achse drehbeweglich an dem Achssystem oder an der Zweiradkomponente vorgesehen ist.
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Vorzugsweise ist ein Bedienhebel zur Einstellung der Klemmkraft vorgesehen. Besonders bevorzugt sind der Bedienhebel und auch die Spanneinrichtung an einem ersten Endbereich der Achse angeordnet die Endeinrichtung ist an einem zweiten Endbereich der Achse vorgesehen. Es ist möglich und bevorzugt, dass der Bedienhebel mit der Spanneinrichtung an der Zweiradkomponente verbleibt, wenn ein Rad entnommen wird. Das Achssystem wird dann bei der Entnahme zweigeteilt.
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Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil der Spanneinrichtung drehbeweglich gegenüber der Achse. Insbesondere ist der drehbewegliche Teil der Spanneinrichtung zum Spannen um eine zur Achse wenigstens parallele zentrale Achse drehbar. Der drehbewegliche Teil der Spanneinrichtung kann symmetrisch um die Achse vorgesehen sein.
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Der Bedienhebel kann auch einen Exzenter aufweisen.
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Vorzugsweise ist die Kopplungseinrichtung mit der Spanneinrichtung verbunden, die zwischen einer Eingriffsstellung und einer Freigabestellung bewegbar ist und die in der Eingriffsstellung wenigstens ein Koppelstück der Achse kraftschlüssig und insbesondere formschlüssig hält und welche in der Freigabestellung das Koppelstück freigibt.
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Ein weiteres erfindungsgemäßes Achssystem ist insbesondere für ein Fahrrad vorgesehen und weist wenigstens eine Achse zur Aufnahme eines Laufrades eines Zweirads auf. Das Achssystem weist einen Klemmmechanismus mit wenigstens einer Spanneinrichtung und wenigstens einer Endeinrichtung auf, wobei der Klemmmechanismus dazu eingerichtet und vorgesehen ist, ein Laufrad zwischen der Spanneinrichtung und der Endeinrichtung an einer Zweiradkomponente klemmend zu befestigen. Dabei ist an der Spanneinrichtung eine Kopplungseinrichtung aufgenommen, die zwischen einer Eingriffsstellung und einer Freigabestellung bewegbar ist. In der Eingriffsstellung hält die Kopplungseinrichtung wenigstens ein Koppelstück der Achse formschlüssig. In der Freigabestellung gibt die Kopplungseinrichtung das Koppelstück frei.
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Das erfindungsgemäße Achssystem hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Achssystems besteht in dem hohen Bedienkomfort. Die Kopplungseinrichtung, die das Koppelstück der Achse formschlüssig hält, ist sehr vorteilhaft, da durch eine einfache Bewegung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung und umgekehrt das Koppelstück freigegeben bzw. formschlüssig aufgenommen wird. Durch eine solche Bewegung, die sehr einfach ausgeführt werden kann, werden ein erheblich größerer Bedienkomfort und ein schnellerer Radwechsel erlaubt, da ein mehrfaches Drehen eines Schnellspanners nicht erforderlich ist.
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In einerbevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Achsensystems umfasst die Spanneinrichtung eine Spannbuchse mit einem Außengewinde, an der die Kopplungseinrichtung aufgenommen ist. Durch die Drehbewegung der Spannbuchse wird eine axiale Verschiebung der Spannbuchse und somit auch eine axiale Verschiebung der Kopplungseinrichtung bewirkt, um die Zweiradkomponente klemmend zu befestigen bzw. freizugeben. Durch die Überführung der Kopplungseinrichtung von der Freigabestellung in die Eingriffsstellung wird eine formschlüssige Verbindung des Koppelstücks der Achse mit der Kopplungseinrichtung der Spanneinrichtung hergestellt, die nach Herstellung der formschlüssigen Verbindung sehr schnell und einfach unter die gewünschte Spannkraft gebracht werden kann, in dem die Spannbuchse durch eine Drehung beispielsweise um eine halbe Umdrehung ein wenig axial verschoben wird. Im Unterschied dazu wird im Stand der Technik eine erheblich größere Distanz durch eine Axialbewegung überwunden, wozu mehrere Umdrehungen des Schnellspannhebels erforderlich sind.
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Insbesondere ist die Spanneinrichtung dazu vorgesehen, an einem Ausfallende einer Fahrradkomponente befestigt zu werden. Beispielsweise kann die Spanneinrichtung fest aber insbesondere auch wieder lösbar an einer Fahrradgabel oder an einem Rahmen angeordnet werden, sodass bei einem Radwechsel die Spanneinrichtung an der Fahrradkomponente verbleibt. Eine solche Ausgestaltung erlaubt es, die erforderlichen Abstände an der Spanneinrichtung voreinzustellen, sodass bei einem Radwechsel nur sehr geringe axiale Bewegungen der Spannbuchse notwendig sind, um ein Laufrad an der Fahrradkomponente sicher aufzunehmen.
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Vorzugsweise weist die Spannbuchse ein Außengewinde auf, welches dafür vorgesehen ist, in ein an dem Ausfallende vorgesehenes Innengewinde einzugreifen. Vorzugsweise ist das Innengewinde an einer Buchse vorgesehen, welche in das Ausfallende der Laufradkomponente eingesetzt ist. Dabei ist die Buchse insbesondere fest in das Ausfallende eingesetzt und dort beispielsweise eingeklebt, sodass bei einem Defekt das Innengewinde mit der Buchse ausgetauscht werden kann.
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Möglich ist es aber auch, das Gewinde direkt in dem Ausfallende vorzusehen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Spannbuchse mit einem Bedienhebel zum Spannen und Lösen verbunden. Der Bedienhebel ist insbesondere als Schnellspannhebel ausgeführt und kann um eine zentrale Achse der Spannbuchse drehbar vorgesehen sein.
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Typische Achsen von Fahrradnaben haben einen Durchmesser von etwa 5 mm. Außerdem gibt es Steckachsen, die beispielsweise einen Durchmesser von 9 mm aufweisen. Da hier bei dem vorgeschlagenen Achssystem vorzugsweise die Spanneinrichtung beim Wechseln eines Laufrads der Fahrradkomponente verbleibt und da der Bedienhebel vorzugsweise an der Spanneinrichtung vorgesehen ist, kann der Außendurchmesser des Außengewindes der Spanneinrichtung erheblich größer gewählt werden als bei konventionellen Achssystemen, bei denen eine Mutter auf das Ende der Achse aufgeschraubt wird, um die erforderliche Klemmkraft aufzubringen. Der erhebliche größere Außendurchmesser des Außengewindes der Spannbuchse ermöglicht eine größere Gewindesteigung pro Umdrehung, sodass beispielsweise mit einer halben oder einer ganzen Umdrehung des Bedienhebels ein axialer Abstand von 1, 2 oder sogar 3 mm überwunden werden kann. Das bedeutet, dass eventuell eine viertel oder eine halbe oder eine Umdrehung ausreichen kann, um eine ausreichende Klemmkraft auf ein aufgenommenes Laufrad auszuüben. Im Stand der Technik sind hingegen mehrere Umdrehungen erforderlich, um eine ausreichende Klemmkraft aufzubringen.
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Bei dem vorgeschlagenen Achssystem reicht gegebenenfalls schon eine halbe Umdrehung aus, um die Klemmkraft aufzubringen oder wieder zu lösen. Anschließend wird die Kopplungseinrichtung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung bewegt und das Koppelstück der Achse ist von der Spanneinrichtung freigegeben, sodass ein Laufrad der Fahrradkomponente entnommen werden kann. Ein solcher Bewegungsablauf stellt einen hohen Bedienkomfort dar, der erheblich weniger Aufwand verursacht als im Stand der Technik. Außerdem wird eine hohe Sicherheit erzielt, da unabhängig voneinander zwei verschiedene Bewegungen erforderlich sind, um das Laufrad an einer Laufradkomponente zu lösen. Zum Einen muss der Bedienhebel soweit zurückgedreht werden, bis die Klemmkraft reduziert ist und zum Anderen muss die Kopplungseinrichtung von Eingriffsstellung in die Freigabestellung überführt werden. Dazu reicht in einer vorteilhaften Ausführungsform eine einfache lineare Bewegung aus.
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Umgekehrt ist bei der Montage auch ein erheblich geringerer Aufwand erforderlich als im Stand der Technik. Zur Montage wird das Laufrad mit dem vorgeschlagenen Achssystem zu der Fahrradkomponente verbracht, wobei das Spannsystem schon an einem Ausfallende der Fahrradkomponente anmontiert ist. Die Kopplungseinrichtung wird anschließend von der Freigabestellung in die Eingriffsstellung überführt, in der das Koppelstück der Achse und somit die Achse insgesamt formschlüssig mit der Spanneinrichtung verbunden ist. Im Anschluss daran muss nur noch die Spannbuchse der Spanneinrichtung über den Bedienhebel axial soweit verschoben werden, dass eine ausreichende Klemmkraft vorliegt. Da die Abstände durch das Verbleiben der Spanneinrichtung an der Fahrradkomponente im Vorhinein festgelegt und voreingestellt werden können, ist dazu nur ein sehr geringer Aufwand nötig.
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In der Eingriffsstellung umschließt die Kopplungseinrichtung das Koppelstück vorzugsweise vollständig oder hintergreift es doch wenigstens. So wird über eine einfache Bewegung der Kopplungseinrichtung das Koppelstück formschlüssig gehalten.
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Vorzugsweise weist die Kopplungseinrichtung wenigstens ein Eingriffsteil auf, welches bei der Überführung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung radial nach außen versetzt wird. Dabei kann die Bewegung neben der radialen Bewegung auch Bewegungskomponenten in Umfangsrichtung aufweisen. Wesentlich ist nur, dass in dieser bevorzugten Weiterbildung das Eingriffsteil in der Freigabestellung radial weiter außen als in der Eingriffsstellung ist. Bei der Überführung zurück von der Freigabestellung in die Eingriffsstellung wird vorzugsweise die Bewegung umgekehrt. Möglich ist es aber auch, dass das Eingriffsteil über eine anders geartete Bewegung von radial weiter außerhalb wieder nach radial innerhalb verbracht wird.
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Möglich ist es beispielsweise, dass ein Eingriffsteil ein U-förmiges oder gabelförmiges Teil aufweist, welches hinter das Koppelstück greift oder welches in entsprechende Aufnahmebohrungen oder entsprechende Aufnahmelöcher des Koppelstücks eingreift, um eine formschlüssige Verbindung mit dem Koppelstück zu erzielen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Kopplungseinrichtung eine Mehrzahl von Eingriffsteilen auf, die insbesondere symmetrisch um eine zentrale Achse verteilt vorgesehen sind. Beispielsweise können 2, 3 oder 4 oder mehr Eingriffsteile vorgesehen sein, die in der Eingriffsstellung insbesondere symmetrisch um das Koppelstück herum angeordnet sind und das Koppelstück formschlüssig umschließen. Mit der Überführung der Kopplungseinrichtung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung werden die Eingriffsteile dann radial nach außen bewegt und geben in ihrer Mitte einen Durchgang frei, der das Koppelstück freigibt und eine axiale Verschiebung des Koppelstücks ermöglicht.
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Vorzugsweise werden die Eingriffsteile der Kopplungseinrichtung durch eine Vorbelastungseinrichtung radial nach innen vorbelastet und insbesondere vorgespannt. Beispielsweise kann eine elastische Feder die Eingriffsteile außen umgeben, sodass die Eingriffsteile zur radial innen vorgesehenen Eingriffsposition vorbelastet werden. Bei der Überführung der Eingriffsteile der Kopplungseinrichtung in die radial größere Freigabestellung werden die Eingriffsteile gegen die Kraft der Vorbelastungseinrichtung nach außen bewegt.
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Vorteilhafterweise weist die Spanneinrichtung eine Entkopplungseinrichtung auf, mit der die Kopplungseinrichtung wenigstens von der Eingriffstellung in die Freigabestellung überführbar ist. Insbesondere wird die Entkopplungseinrichtung durch eine lineare Verschiebung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung überführt. Möglich ist aber auch eine Drehbewegung der Entkopplungseinrichtung, um die Kopplungseinrichtung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung zu überführen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Entkopplungseinrichtung ein konusförmiges Teil oder einen konusförmigen Bereich auf, der zur Überführung der Kopplungseinrichtung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung mit einem rohrförmigen Teil der Kopplungseinrichtung zusammenwirkt. Der konusförmige Bereich der Entkopplungseinrichtung ist dazu koaxial mit dem rohrförmigen Teil der Kopplungseinrichtung ausgerichtet. Durch eine axiale Verschiebung des konusförmigen Teils der Entkopplungseinrichtung auf das rohrförmige Teil der Kopplungseinrichtung wird das rohrförmige Teil der Kopplungseinrichtung aufgeweitet, wodurch die einzelnen Eingriffsteile der Kopplungseinrichtung radial nach außen bewegt werden. Dadurch wird der Formschluss der Kopplungseinrichtung mit dem Koppelstück der Achse aufgehoben und somit die Kopplungseinrichtung in die Freigabestellung überführt.
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Durch eine solche Ausgestaltung wird mit einer sehr einfachen und gegebenenfalls sehr kurzen axialen Bewegung der Eingriffszustand der Kopplungseinrichtung aufgehoben und das Kopplungsstück freigegeben, nachdem die Klemmkraft durch Drehung der Spannachse reduziert wurde.
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Die Entkopplungseinrichtung kann auch eine andere Ausgestaltung aufweisen, ist aber insbesondere geeignet, die Eingriffsteile der Kopplungseinrichtung radial nach außen zu verschieben.
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Vorzugsweise ist die Entkopplungseinrichtung von einer Grundposition aus axial in eine Entkopplungsposition und weiter in eine Löseposition verschiebbar vorgesehen. In der Grundposition ist die Entkopplungseinrichtung nicht im Eingriff mit der Kopplungseinrichtung. Durch Überführung der Entkopplungseinrichtung von der Grundposition in die Entkopplungsposition wird die Kopplungseinrichtung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung überführt und das Koppelstück der Achse wird freigegeben. Durch ein weiteres axiales Verschieben der Entkopplungseinrichtung in die Löseposition wird vorzugsweise das Koppelstück mit der Achse axial in Richtung der Seite des Endstücks verschoben. Somit wird das Koppelstück aus der Spanneinrichtung heraus bewegt, sodass das Laufrad bzw. das Achssystem freigegeben wird.
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Neben einer linearen axialen Bewegung ist eine solche Funktion über eine Drehbewegung möglich, in der die Entkopplungseinrichtung durch eine Drehbewegung von einer Grundposition in einer Entkopplungsposition und weiter in eine Löseposition bewegt wird. Möglich ist auch eine andere Anordnung der Positionen, sodass die Entkopplungsposition auf der einen Seite der Grundposition und die Löseposition auf der anderen Seite der Grundposition vorgesehen sind.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Entkopplungseinrichtung in die Grundposition vorbelastet ist. Dann wird die Entkopplungseinrichtung beispielsweise nach Herausnahme eines Rades wieder in die Grundposition überführt.
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Vorzugsweise ist die Entkopplungseinrichtung geeignet, bei der Überführung von der Entkopplungsposition in die Löseposition das Koppelstück der Achse axial zu verschieben und dabei eine Vorbelastungseinrichtung der Endeinrichtung zu aktivieren, sodass die Achse mit dem Koppelstück automatisch weiter auf der Spanneinrichtung herausgezogen wird. Beispielsweise kann die Vorbelastungseinrichtung aktiviert werden, indem ein die Vorbelastungsfeder begrenzender Federring über eine Verdickung der Achse geschoben wird, sodass die Vorbelastungseinrichtung sich ausdehnen kann und damit das Endstück der Endeinrichtung und folglich die Achse zur der Seite der Endeinrichtung hin zieht. Dadurch wird das Koppelstück aus der Spanneinrichtung herausgezogen.
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Die Endeinrichtung kann als Endstück einen Drücker aufweisen, mit dem gegen die Kraft der Vorbelastungseinrichtung der Endeinrichtung die Achse mit dem Koppelstück in die Spanneinrichtung einführbar ist. Vorzugsweise wird mit dem Einschieben des Drückers die Vorbelastungseinrichtung gespannt und durch ein Überschieben des Federrings über eine axiale Verdickung der Achse wieder gesichert.
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Die Endeinrichtung kann fest mit der Achse verbunden sein.
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Möglich ist es, das Koppelstück einstückig mit der Achse zu fertigen. Möglich ist es aber auch, dass das Koppelstück als separates Teil fest – aber insbesondere auch wieder lösbar – mit der Achse verbunden ist. Beispielsweise kann das Koppelstück auf das Ende der Achse aufgeschraubt werden oder als hohles Teil auf das Ende aufgeschoben und an einer passenden Stelle mit einem Gewinde mit der Achse verschraubt werden. Auf das Koppelstück wird bei der Benutzung in der Regel kein Drehmoment aufgebracht, sondern es wirken im Wesentlichen nur axiale Kräfte, sodass eine Schraubverbindung ausreichend sicher sein kann.
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Die erfindungsgemäße Zweiradkomponente weist ein erstes Ausfallende und ein zweites Ausfallende und ein Achssystem mit einer Achse zur Aufnahme eines Laufrades eines Zweirads und insbesondere eines Fahrrads auf. Dabei ist ein Klemmmechanismus mit wenigstens einer Spanneinrichtung und wenigstens einer Endeinrichtung vorgesehen und dazu eingerichtet, die zwischen der Spanneinrichtung und der Endeinrichtung an den Ausfallenden aufgenommenen Achse klemmend zu befestigen. Dabei ist an der Spanneinrichtung eine Kopplungseinrichtung aufgenommen, die zwischen einer Eingriffsstellung und einer Freigabestellung bewegbar ist und die in der Eingriffsstellung ein Koppelstück der Achse insbesondere formschlüssig hält und welche in der Freigabestellung das Koppelstück freigibt.
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Vorzugsweise umfasst die Spanneinrichtung eine Spannbuchse, an der die Kopplungseinrichtung in eine Richtung axial fest und in die andere Richtung axial beweglich aufgenommen ist. Dabei weist die Spannbuchse ein Außengewinde auf, welches in ein mit dem Ausfallende verbundenes Innengewinde eingreift.
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Insbesondere ist die Spanneinrichtung an einem Ausfallende der Zweiradkomponente befestigt. Besonders bevorzugt ist die Zweiradkomponente mit einem Achssystem ausgerüstet, wie es zuvor beschrieben ist.
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Besonders bevorzugt ist die Zweiradkomponente als Gabel oder als Rahmen oder z. B. Hinterradschwinge ausgeführt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele, die im Folgenden mit Bezug auf die Figuren beschrieben werden.
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Darin zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrrads;
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2 eine perspektivische Darstellung eines Achssystems und der Ausfallenden einer Fahrradkomponente;
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3 eine weitere perspektivische Ansicht der Ausfallenden einer Fahrradkomponente;
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4 einen Schnitt durch eine an einer Fahrradkomponente aufgenommene Nabe in der Eingriffsstellung;
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5 das Ausfallende mit der Endeinrichtung gemäß 4 in vergrößerter Darstellung;
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6 das Ausfallende mit der Spanneinrichtung gemäß 4 in vergrößerter Darstellung;
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7 eine perspektivische Ansicht der Spanneinrichtung mit herausgenommener Entkopplungseinrichtung;
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8 das Ausfallende mit der Spanneinrichtung in der Entkopplungsposition;
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9 das Ausfallende mit der Spanneinrichtung in der Löseposition; und
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10 einen Gesamtschnitt durch die an einer Fahrradkomponente aufgenommene Nabe in der Löseposition.
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Mit Bezug auf die 1 bis 10 wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel eines als Fahrrad ausgeführten Zweirads 5 erörtert.
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Das in 1 in einer Seitenansicht dargestellte Fahrrad 5 umfasst ein Vorderrad 3 und ein Hinterrad 4, die jeweils mit Speichen 35 ausgerüstet sind. Das Vorderrad 3 wird über eine als Gabel 33 ausgeführte Zweiradkomponente 9 gehalten und das Hinterrad 4 wird an den Ausfallenden einer als Rahmen 34 ausgeführten Zweiradkomponente 9 gehalten.
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2 zeigt in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung die Ausfallenden 17, 18 der Vorderradgabel 33 oder des Rahmens 34 mit dem Achssystem 1, wobei die Achse 2 den Ausfallenden 17 und 18 entnommen wurde. Ein Klemmmechanismus 6 dient zur Klemmung eines Laufrades an der Zweiradkomponente. Der Klemmmechanismus 6 umfasst eine Spanneinrichtung 7 und eine Endeinrichtung 8.
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An dem Ausfallende 17 ist die Spanneinrichtung 7 fest an der Gabel vorgesehen. Die Spanneinrichtung 7 ist mit einem Bedienhebel 22 ausgerüstet, um durch Drehung des Bedienhebels 22 die erforderliche Klemmkraft aufzubringen. Da die Spanneinrichtung 7 an dem Ausfallende 17 verbleibt, kann das Achssystem 1 auf die entsprechenden Abstände eingestellt werden, sodass bei einem Radwechsel nur eine geringe Drehung des Bedienhebels 22 erforderlich ist, um die nötige Klemmkraft aufzubringen.
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Das Ende der Achse 2, welches in das Ausfallende 17 eingeführt ist, ist mit einem Endanschlag 37 versehen, der hier radial abstehende Flansche als Dichtung 51 aufweist und die das Innere einer aufzunehmenden Nabe 36 vor eintretendem Schmutz und Feuchtigkeit schützen.
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Durch die Ausgestaltung wird es möglich, sehr großflächige Anlageflächen 49 und 50 an den Ausfallenden 17 und 18 bereitzustellen, sodass eine sehr steife Verbindung ermöglicht wird. Durch die Achse 2 verläuft die zentrale Achse bzw. Symmetrieachse 48 und entlang der Achse 2 verläuft die axiale Richtung 19. An dem dem Endanschlag 37 gegenüberliegenden Ende ist eine Endeinrichtung 8 vorgesehen. Axial nach außen steht hier in der dargestellten Löseposition 30 der Drücker 32 der Endeinrichtung 8 vor. Bei montiertem Rad liegt der Drücker 32 in der Vertiefung 40 und wird dort durch das umgebende Material gehalten, sodass ein Laufrad an der Fahrradkomponente 9 auch ohne Klemmkraft gehalten wird.
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Beim Einsetzen eines Laufrades 3 oder 4 in ein Fahrrad 5 wird der Endanschlag 37 mit der Anlagefläche 49 in die Spanneinrichtung 7 an dem Ausfallende 17 eingeführt und der rohrförmige Bereich 53 der Endeinrichtung 8 wird durch den Schlitz 52 von unten in das Ausfallende 18 eingeführt. Anschließend wird der Drücker 32 in Richtung auf das Ausfallende 18 zubewegt, sodass er von der Vertiefung 40 an dem Ausfallende 18 aufgenommen wird. Schon in dieser Position ist das Rad ausfallsicher an der Gabel 33 aufgenommen.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht an dem anderen Ausfallende 17, wo die Spanneinrichtung 7 mit dem Bedienhebel 22 und die Entkopplungseinrichtung 27, die einen Bedienknopf 46 umfasst, klar zu erkennen sind.
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4 zeigt einen Querschnitt einer an einem Achssystem 1 aufgenommenen Nabe 36 in den Ausfallenden 17 und 18 einer Fahrradkomponente 9. Die Nabe weist eine Nabenachse 57 und Lager 58 zur drehbaren Lagerung der Nabe 36 auf. Dabei befindet sich die Nabe in der Grundposition und die Kopplungseinrichtung 10 befindet sich in der Eingriffsstellung 11. Dies ist der normale Betriebszustand eines Laufrades. Die Kopplungseinrichtung 10 umschließt das als Klemmzapfen 14 ausgebildete Koppelstück 13 formschlüssig.
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5 und 6 zeigen vergrößerte Ausschnitte des Ausfallendes 17 mit der Spanneinrichtung 7 und des Ausfallendes 18 mit der Endeinrichtung 8. In 5 ist das Ausfallende 18 mit der Endeinrichtung 8 in einem vergrößerten Querschnitt dargestellt. Durch die Nabe 36 verläuft die Achse 2.
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An dem Ende ist ein Endanschlag 38 vorgesehen. Axial außen ist an der Endeinrichtung 8 ein Drücker 32 vorgesehen. An der Endeinrichtung 8 ist auch eine Vorbelastungseinrichtung 31 vorgesehen, welche als Spiralfeder ausgeführt ist und die Achse 2 umgibt. Die Spiralfeder liegt an einem Absatz 44 an und wird in dem in 5 dargestellten Zustand durch einen Federring 43 vorgespannt gehalten. Der Federring 43 liegt an einem axialen Absatz in Form einer axialen Verdickung 41 an, die die weitere axiale Bewegung des Federrings 43 ohne zusätzlich aufgebrachte Kraft verhindert. Allerdings ist es bei Ausübung einer größeren axialen Kraft möglich, den Federring 43 radial aufzuweiten und somit über die axiale Verdickung 41 zu bewegen. Dann wird die Vorbelastungseinrichtung 31 aktiviert und kann den Drücker 32 mit der Achse 2 aus der Spanneinrichtung 7 herausziehen, wenn die Koppelung des Koppelstücks 13 mit der Kopplungseinrichtung 10 aufgehoben ist. Der Federring 43 wird dann bis zur nächsten axialen Verdickung 42 weiter geschoben, wo er schließlich eine weitere axiale Bewegung der Vorbelastungseinrichtung 31 verhindert.
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Die Nabe 36 ist mit einem Nabenflansch 45 ausgerüstet, der zur Befestigung der in 5 nicht dargestellten Speichen 35 dient.
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6 zeigt die Spanneinrichtung 7 in der Grundposition 28, wobei sich die Kopplungseinrichtung 10 in der Eingriffsstellung 11 befindet. Das bedeutet, dass die Eingriffsteile 23 bis 25 der Kopplungseinrichtung 10 das als Klemmzapfen 14 ausgeführte Koppelstück 13 formschlüssig umgreifen und somit die Spanneinrichtung 7 in axialer Richtung fest mit der Endeinrichtung 8 koppeln.
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Die Kopplungseinrichtung 10 ist von der Spannbuchse 15 aufgenommen, sodass die Kopplungseinrichtung 10 axial in Richtung auf die Endeinrichtung 8 nicht gegen die Spannbuchse 15 verschiebbar ist. Zum Überführen der Kopplungseinrichtung von der Eingriffsstellung 11 in eine in 8 dargestellte Entkopplungsposition 29 dient eine Entkopplungseinrichtung 27. Die Entkopplungseinrichtung 27 umfasst einen daran angeordneten Drücker bzw. Bedienknopf 46, der zum Betätigen der Entkopplungseinrichtung 27 dient. Die Entkopplungseinrichtung 27 weist einen hohlen Konus 39 auf, der mit einem rohrartigen Bereich 54 der Kopplungseinrichtung 10 zusammenwirkt, um die Kopplungseinrichtung 10 von der in 6 dargestellten Eingriffsstellung 11 in die in 8 dargestellte Freigabestellung 12 zu überführen. Dabei greift die schräge Konusfläche des Konus 39 in den rohrförmigen Bereich 54 der Kopplungseinrichtung 10 ein und drängt über die Schräge die Eingriffsteile 23, 24 und 25 der Kopplungseinrichtung 10 radial nach außen, wodurch die Kopplungseinrichtung 10 von der in 6 dargestellten Eingriffsstellung 11 in die in die 8 dargestellte Freigabestellung 12 überführt wird.
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7 zeigt das Ausfallende 17 der Gabel 33 mit einer entnommenen Kopplungseinrichtung 10, wobei die Eingriffsteile 23, 24 und 25 entnommen und radial auseinandergezogen wurden, um die jeweilige Struktur zu verdeutlichen. Klar erkennbar ist der zentrale Eingriffsbereich 55 und der durch entsprechende Abschnitte der drei Eingriffsteile 23 bis 25 gebildete Rohrbereich 54. Als Vorbelastungseinrichtung 26 dient eine Ringfeder oder dergleichen, um die Eingriffsteile 23 bis 25 radial nach innen vorzubelasten und somit die Kopplungseinrichtung 10 in die Eingriffsstellung 11 zu drängen.
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8 zeigt den Beginn eines Entnahmevorgangs, wobei zunächst der Bedienhebel 22 eine halbe oder ganze Umdrehung gedreht wurde, um die Klemmkraft zu reduzieren. Anschließend wird der Bedienknopf 46 der Entkopplungseinrichtung 27 betätigt und von der in 6 dargestellten Grundposition 28 in die in 8 dargestellte Entkopplungsposition 29 überführt. Ohne vorheriges Lösen der Klemmkraft über den Bedienhebel 22 ist eine Überführung in die Entkopplungsposition 29 hingegen praktisch nicht möglich. Bei der Überführung in die Entkopplungsposition 29 drückt der Konus 39 der Entkopplungseinrichtung 27 auf den Rohrbereich 54 der Kopplungseinrichtung 10 und drängt die Eingriffsteile 22 bis 25 radial nach außen, wodurch das Koppelstück 13 von der Kopplungseinrichtung 10 freigegeben wird.
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In dieser Position kann der Boden 56 der Entkopplungseinrichtung 27 schon dicht an dem Koppelstück 13 der Achse 2 anliegen. Durch eine weitere Bewegung in axialer Richtung 19 in Richtung auf das Endstück 8 hin wird das Koppelstück 13 axial verschoben. Dabei wird die axiale Verdickung 41 (vgl. 5) unter dem Federring 43 hergeschoben, sodass die Vorbelastungseinrichtung 31 aktiviert wird und damit praktisch schlagartig das Koppelstück 13 um z. B. zwischen 5 und 15 mm und insbesondere um etwa 10 mm nach rechts verschiebt und aus der Spanneinrichtung 7 herauszieht. Dadurch ist das Achssystem 1 gelöst und ein an einer Fahrradkomponente 9 aufgenommenes Laufrad 3 oder 4 kann entnommen werden. Gegebenenfalls stützt sich vor der Entnahme das Laufrad noch an einem Überstand oder Absatz 47 der Buchse 20 oder des Ausfallendes 17 ab, sodass ein hoher Bedienkomfort erzielt wird.
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10 zeigt die Löseposition 30 nochmals in einem gesamten Querschnitt. Dabei ist auf der rechten Seite die Endeinrichtung 8 dargestellt, an der die Feder der Vorbelastungseinrichtung 31 bis zur axialen Verdickung 42 ausgefahren ist, wobei die Feder das Koppelstück 13 aus der Spanneinrichtung 7 herausgezogen hat.
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Insgesamt werden durch die vorliegende Erfindung ein Achssystem und eine Zweiradkomponente zur Verfügung gestellt, welche einen hohen Bedienkomfort erlauben und mit denen der Wechsel eines Laufrades schnell, sicher und bequem erfolgen kann. Dabei wird durch die zweistufige Absicherung ein hohes Maß an Sicherheit erzielt, da auch nach dem Lösen der Klemmkraft über den Bedienhebel 22 das Laufrad noch sicher an der Gabel oder dem Rahmen des Fahrrads aufgenommen ist. Erst ein weiterer Schritt, nämlich das Betätigen der Entkopplungseinrichtung, führt zu der Möglichkeit, das Laufrad zu entnehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achssystem
- 2
- Achse
- 3
- Laufrad
- 4
- Laufrad
- 5
- Zweirad, Fahrrad
- 6
- Klemmmechanismus
- 7
- Spanneinrichtung
- 8
- Endeineinrichtung
- 9
- Zweiradkomponente
- 10
- Kopplungseinrichtung
- 11
- Eingriffsstellung
- 12
- Freigabestellung
- 13
- Koppelstück
- 14
- Klemmzapfen
- 15
- Spannbuchse
- 16
- Außengewinde
- 17
- Ausfallende
- 18
- Ausfallende
- 19
- axiale Richtung
- 20
- Buchse
- 21
- Innengewinde
- 22
- Bedienhebel
- 23
- Eingriffsteil
- 24
- Eingriffsteil
- 25
- Eingriffsteil
- 26
- Vorbelastungseinrichtung
- 27
- Entkopplungseinrichtung
- 28
- Grundposition
- 29
- Entkopplungsposition
- 30
- Löseposition
- 31
- Vorbelastungseinrichtung
- 32
- Drücker
- 33
- Gabel
- 34
- Rahmen
- 35
- Speiche
- 36
- Nabe
- 37
- Endanschlag
- 38
- Endanschlag
- 39
- Konus
- 40
- Vertiefung
- 41
- Verdickung
- 42
- Verdickung
- 43
- Federring
- 44
- Absatz
- 45
- Nabenflansch
- 46
- Bedienknopf
- 47
- Überstand
- 48
- zentrale Achse
- 49
- Anlagefläche
- 50
- Anlagefläche
- 51
- Dichtung
- 52
- Schlitz
- 53
- rohrförmiger Bereich
- 54
- Rohrbereich
- 55
- Eingriffsbereich
- 56
- Boden
- 57
- Nabenachse
- 58
- Lager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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