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DE102021002670B3 - Saddle lift lowering brake system - Google Patents

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DE102021002670B3
DE102021002670B3 DE102021002670.5A DE102021002670A DE102021002670B3 DE 102021002670 B3 DE102021002670 B3 DE 102021002670B3 DE 102021002670 A DE102021002670 A DE 102021002670A DE 102021002670 B3 DE102021002670 B3 DE 102021002670B3
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DE
Germany
Prior art keywords
saddle
spring
piston
oil
driver
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Active
Application number
DE102021002670.5A
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German (de)
Inventor
Bernd Feldhaus
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Individual
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Priority to PCT/EP2022/063194 priority patent/WO2022248275A1/en
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    • B62J1/08Frames for saddles; Connections between saddle frames and seat pillars; Seat pillars
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Of Braking Force In Braking Systems (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für einen hydraulischen Sattellift mit Geber/Nehmerzylinderprinzip angetrieben durch einen elektromechanischen Linearantrieb. Dieses Geber/Nehmersystem hat den Vorteil, dass durch die Einmalfüllung des Hydrauliksystems mit Flüssigkeit keine aufwendige Steuerungstechnik erforderlich ist. Das Anheben eines Fahrradfahrers sollte nach dem Anfahren langsam (z.B. in 10 Sek.) erfolgen damit keine Irritationen entstehen. Das Absenken eines Radfahrers muss schnell (z.B. in 1 Sek.) erfolgen, damit bei Stillstand in jeder Situation der Fahrer abgesenkt ist und sich mit beiden Füßen sicher am Boden abstützen kann.Bedingt durch die konstante Motordrehzahl ist die Vor- und Rücklaufgeschwindigkeit bei Linearantrieben gleich. Das hier vorgestellte Sattelliftsenkbremssystem ermöglicht eine schnelle Senkphase mit anschließender Abbremsphase, in der die Beschleunigungsenergie vernichtet wird, so dass der Fahrer innerhalb einer Sekunde, auch bei einer Not- bzw. Vollbremsung, sanft landet. Die durch den Sattellift dynamisch hergestellte tiefe Auf- bzw. Absteigeposition ist vergleichbar mit der Sitzposition bei Motorrädern.The present invention relates to a system for a hydraulic saddle lift with a master/slave cylinder principle driven by an electromechanical linear drive. This master/receiver system has the advantage that no complex control technology is required due to the fact that the hydraulic system is filled with liquid once. A cyclist should be lifted slowly after starting off (e.g. in 10 seconds) so that no irritation occurs. A cyclist must be lowered quickly (e.g. in 1 second) so that the rider is lowered in any situation when stationary and can support himself with both feet safely on the ground. Due to the constant motor speed, the forward and reverse speeds of linear drives are the same . The saddle lift lowering brake system presented here enables a rapid lowering phase with a subsequent braking phase in which the acceleration energy is destroyed, so that the driver lands gently within a second, even in the event of an emergency or full stop. The deep mounting and dismounting position dynamically created by the saddle lift is comparable to the seating position on motorcycles.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches System zur Absenkung eines Fahrradfahrersattels mit Fahrer bestehend aus einer Schnellsenk- und einer Bremsphase.The present invention relates to a hydraulic system for lowering a cyclist's saddle with a rider, consisting of a rapid lowering phase and a braking phase.

Aus dem Stand der Technik ist die Patentschrift DE 10 2019 006 320 B3 bekannt, wo die Sattelhöhenverstellung durch ein hydraulisches Geber/Nehmerzylindersystem realisiert wird. Der Geberzylinder wird durch einen elektromechanischen Linearantrieb angetrieben. Die Vor- und Rücklaufgeschwindigkeiten des Linearantriebes sind bedingt durch eine konstante Motordrehzahl gleich. Die Vorlaufgeschwindigkeit ist so gewählt, dass das Heben des Fahrradsattels mit Fahrer relativ langsam erfolgt, damit der Fahrradfahrer nach dem Start aus dem Stillstand ohne irritiert zu werden ganz langsam in die Sattelstellung „oben“ angehoben wird. Nachteilig ist, dass das Senken des Fahrradsattels ebenfalls langsam erfolgt.The patent is from the state of the art DE 10 2019 006 320 B3 known, where the saddle height adjustment is realized by a hydraulic master/slave cylinder system. The master cylinder is driven by an electromechanical linear drive. The forward and reverse speeds of the linear drive are the same due to a constant motor speed. The advance speed is selected so that the bicycle saddle with the rider is raised relatively slowly so that the cyclist can be lifted very slowly into the “up” saddle position without being irritated after starting from a standstill. The disadvantage is that the lowering of the bicycle saddle also takes place slowly.

Zielführend sollte ein langsames Heben von z. B. 10 Sekunden und ein schnelles Senken von z.B. 1-2 Sekunde sein, damit der Sattel in jeder Situation, ob Normalstopp oder Notstopp, im Stillstand die Stellung „unten“ erreicht hat, damit der Fahrer sich sicher mit beiden Füßen, ähnlich wie bei Motorrädern, am Boden abstützen kann. Ergänzend wird noch die nachveröffentlichte Offenlegungsschrift DE 10 2020 004 649 A1 genannt, die ebenfalls eine höhenverstellbare Sattelstütze zeigt.A slow lifting of e.g. B. 10 seconds and a rapid lowering of e.g. 1-2 seconds, so that the saddle has reached the "down" position in every situation, whether normal stop or emergency stop, so that the driver can safely stand with both feet, similar to motorcycles, can be supported on the ground. In addition, the published disclosure document DE 10 2020 004 649 A1 called, which also shows a height-adjustable seat post.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System bereitzustellen, welches die vorgenannte Problematik löst und einem Fahrer sowohl ein langsames Anheben und ein schnelles Absenken ermöglicht.Against this background, the object of the present invention is to provide a system that solves the aforementioned problem and allows a driver to raise the vehicle slowly and lower it quickly.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein System, welches die Hebenphase nicht beeinflusst, sondern nur die Senkphase. Die Senkphase besteht aus einer Schnellsenkphase und einer Bremsphase. Die Schnellsenkphase wird mit hoher Geschwindigkeit bis hin zum freien Fall für den Großteil der Senkstrecke realisiert. Auf dem letzten Teil der Senkphase, kurz vor der Stellung „unten“, wird die Bremsphase eingeleitet, in der die Bewegungsenergie, verursacht durch die Schwerkraft in Verbindung mit der Erdanziehung, vernichtet wird.The object of the present invention is a system which does not affect the lifting phase, but only the lowering phase. The lowering phase consists of a rapid lowering phase and a braking phase. The rapid lowering phase is realized at high speed up to free fall for the majority of the lowering section. During the last part of the lowering phase, just before the "down" position, the braking phase is initiated, in which the kinetic energy caused by gravity in connection with gravity is destroyed.

Eine derartige erfindungsmäßige Lösung bietet den Vorteil, dass ein hydraulisches Geber-/Nehmerzylindersystem, elektromotorisch angetrieben mit einer langsamen konstanten Vorlauf- und Rücklaufgeschwindigkeit eine langsame Hub- und eine schnelle Senkgeschwindigkeit realisiert.Such a solution according to the invention offers the advantage that a hydraulic master/slave cylinder system, driven by an electric motor, realizes a slow lifting speed and a fast lowering speed with a slow, constant advance and return speed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Detaillösungen der Erfindung angegeben.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Advantageous detailed solutions of the invention are specified in the dependent claims.

Die Lösung zeichnet sich bei der Schnellsenkphase dadurch aus, dass der durch das Körpergewicht des Fahrers über einen Kolben erzeugte Öldruck sich mit Beginn der Senkphase (entspricht zeitgleichem Start den Linearantriebes „zurück“ und Öffnen eines Magnetventil zu einem Pufferbehälter der vorteilhaft unter leichtem Luftüberdruck steht) entspannt und den Sattel mit Fahrer innerhalb von z.B. 0,5 Sekunden zum Großteil absinken lässt. Weiter ist die Lösung, dass nach den genannten 0,5 Sekunden die Bremsphase, bei der eine hydraulische Dämpfung im Nehmerzylinder aktiviert wird, eingeleitet wird. Diese Bremsphase, bei der die Beschleunigungskräfte vernichtet werden, dauert z.B. 1,5 Sekunden, so dass das Absenken bis zum tiefsten Punkt gesamt zirka 2 Sekunden dauert. Nach den 2 Sekunden fährt der Linearantrieb noch zirka 8 Sekunden bis zu seiner Endabschaltung „hinten“ und saugt währenddessen das gepufferte Öl, unterstützt durch den leichten Überdruck, durch das geöffnete Magnetventil aus dem Pufferbehälter in seinen freiwerdenden Zylinderraum. Nach insgesamt 10 Sekunden ist der Senkbremsprozess beendet.The solution is characterized in the fast lowering phase in that the oil pressure generated by the driver's body weight via a piston increases at the beginning of the lowering phase (corresponds to the simultaneous start of the linear drive "back" and opening of a solenoid valve to a buffer container which is advantageously under slight excess air pressure). relaxed and the saddle with the driver can mostly drop within e.g. 0.5 seconds. Another solution is that after the 0.5 seconds mentioned, the braking phase, during which hydraulic damping is activated in the slave cylinder, is initiated. This braking phase, during which the acceleration forces are destroyed, lasts e.g. 1.5 seconds, so that lowering to the lowest point takes around 2 seconds in total. After the 2 seconds, the linear drive moves “backwards” for about 8 seconds until it reaches its end stop and, in the meantime, sucks the buffered oil, supported by the slight overpressure, through the open solenoid valve from the buffer tank into its vacant cylinder space. The lowering braking process is complete after a total of 10 seconds.

Eine derartige erfindungsmäßige Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass in Normalsituationen aber auch in Notsituationen ein Absenken des Fahrers schnellstmöglich realisiert werden kann, so dass der Fahrer innerhalb kürzester Zeit aus seiner angehobenen Fahrposition in eine Position abgesenkt wird, in der er sich sicher mit beiden Füßen am Boden abstützen kann.Such an inventive solution is characterized in that in normal situations but also in emergency situations, the driver can be lowered as quickly as possible, so that the driver is lowered within a very short time from his raised driving position to a position in which he can safely stand with both feet can support on the ground.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Senkbremssystem aus einer Schnellsenkphase, in der ein Pufferbehälter relativ große Ölmengen, die der Linearantrieb mit seinem freiwerdenden Zylinderraum nicht zeitgleich aufnehmen kann, aufnimmt und zwischenlagert. Weiter besteht das Senkbremssystem aus einer Bremsphase, in der kurz vor der Sattelstellung „unten“ eine hydraulische Dämpfung die Massenbeschleunigungskräfte vernichtet, so dass Körperschläge bei Erreichen der Sattelstellung „unten“ vom Fahrer abgehalten werden. Aufbauend auf der Patentschrift DE 10 2019 006 320 verbessert der Pufferbehälter mit Magnetventil in Verbindung mit der Dämpfung aus Dorn und Bohrung bei einem hydraulischen Geber/Nehmersystem die Sicherheit von Fahrradfahrern beim Absteigen.According to a preferred embodiment, the lowering brake system consists of a rapid lowering phase in which a buffer container receives and temporarily stores relatively large amounts of oil that the linear drive cannot simultaneously absorb with its vacated cylinder space. The lowering brake system also consists of a braking phase in which hydraulic damping destroys the mass acceleration forces shortly before the "down" saddle position is reached, so that the driver is prevented from hitting the body when the "down" saddle position is reached. Based on the patent specification DE 10 2019 006 320 improves the safety of cyclists when dismounting, the buffer tank with solenoid valve in conjunction with the damping of mandrel and bore in a hydraulic master/slave system.

Auf der Schubstange eines Linearantriebes ist der Kolben des Geberzylinders befestigt. Dieser Geberzylinder drückt Öl zum Nehmerzylinder während der Hebenfahrt. Zum Start der Senkphase fährt der Kolben des Geberzylindercs zurück und ein Magnetventil öffnet und gibt den Öldruck zum Pufferbehälter frei. Innerhalb kürzester Zeit entspannt sich das unter 16 bar stehende Öl in den unter leichtem Überdruck stehenden Pufferbehälter und der Sattel mit Fahrergewicht fällt sehr schnell abwärts. Kurz vor der Stellung „unten“ taucht ein Dorn in Rohrform mit z.B. 4 mm Außendurchmesser und 2 mm Innendurchmesser, der das Ende der Zuleitung zum Arbeitskolben bildet, in die Bohrung (z.B. 4,1 mm) des Federkolbens ein. Das Öl kann nicht mehr widerstandslos abfließen und drückt schlagartig die dem Fahrergewicht entsprechend vorgespannte Feder ein und entspannt danach langsamer wieder und drückt das Restöl über den engen Ringspalt zwischen Dorn und Bohrung Richtung Geberzylinder bis die Sattelliftstellung „unten“ erreicht ist.The piston of the master cylinder is attached to the push rod of a linear drive. This master cylinder pushes oil to the slave cylinder during lift travel. At the start of the lowering phase the piston of the master cylinder moves back and a solenoid valve opens and releases the oil pressure to the buffer tank. Within a very short time, the oil, which is under 16 bar, expands into the buffer tank, which is under slight overpressure, and the saddle with the rider's weight falls down very quickly. Shortly before the "down" position, a mandrel in the form of a tube with, for example, an outside diameter of 4 mm and an inside diameter of 2 mm, which forms the end of the supply line to the working piston, plunges into the bore (for example 4.1 mm) of the spring piston. The oil can no longer drain off without resistance and abruptly presses in the spring, which is preloaded according to the rider’s weight, and then relaxes again more slowly and pushes the residual oil through the narrow annular gap between the mandrel and the borehole in the direction of the master cylinder until the saddle lift position is “down”.

Im Beispiel ist der Pufferbehälter direkt neben dem Linearantrieb angeordnet. Der Pufferbehälter kann auch jeglicher Hohlraum am Fahrrad, wie z.B. die Rohrkonstruktion des Gepäckträgers, sein, lediglich muss immer gewährleistet sein, dass die Ölleitung im Ölstand mündet und keinen Kontakt mit der Gasfüllung hat. Aus diesem Grund muss im Behälter immer eine Grundfüllung von z.B. 10% des Behältervolumens vorhanden sein. Die restlichen 90 % Behältervolumen stehen für das Puffern zur Verfügung und stehen unter leichtem Gasüberdruck von z.B. 0,2 bar. Die einströmende Ölmenge sollte nicht größer als 45 % des Gesamtvolumens sein, so dass bei 45 % die 0,2 bar auf 0,4 bar komprimiert werden.In the example, the buffer tank is located directly next to the linear drive. The buffer tank can also be any cavity on the bicycle, such as the tubular construction of the luggage rack, but it must always be ensured that the oil line ends in the oil level and has no contact with the gas filling. For this reason, the tank must always have a basic filling of e.g. 10% of the tank volume. The remaining 90% of the container volume is available for buffering and is under a slight gas overpressure of e.g. 0.2 bar. The amount of oil flowing in should not be greater than 45% of the total volume, so that at 45% the 0.2 bar is compressed to 0.4 bar.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden, nicht eingeschränkten Beschreibung mit bevorzugtem Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von einer Skizze = 1 und einem Diagramm = 2 hervor.

  • 1: Sattellift, bestehend aus einem Nehmerzylinder mit Arbeits- und Federkolben und einer Antriebseinheit bestehend aus dem Geberzylinder, Linearantrieb, Pufferbehälter und Magnetventil. 1 zeigt den Sattellift in Position „oben“.
  • 2: Ein Diagramm mit Angaben zu Weg, Volumen, Kraft und Druck in der y-Achse und Zeit in Sekunden in der x-Achse.
Further advantages of the invention emerge from the following, non-restricted description of a preferred exemplary embodiment of the invention based on a sketch 1 and a diagram = 2 out.
  • 1 : Saddle lift consisting of a slave cylinder with working and spring pistons and a drive unit consisting of the master cylinder, linear drive, buffer tank and solenoid valve. 1 shows the saddle lift in the “up” position.
  • 2 : A diagram with displacement, volume, force and pressure information on the y-axis and time in seconds on the x-axis.

1 zeigt die Antriebseinheit mit Linearantrieb 6 mit Schubstange 7, auf der der Geberkolben 9 des Geberzylinders, der aus dem am Gehäuse des Linearantriebes 6 befestigtem Zylinderrohres 8 und dem Kolben 9 besteht, befestigt ist. Aus dem Zylinderboden 16 führt eine Zuleitung 12 zum Sattellift bzw. zum Nehmerzylinder, der hauptsächlich aus dem Arbeitskolben 21, Federkolben 22 und Nehmerzylinderrohr 23 besteht Das Ende der Zuleitung 11 ist der Dorn mit einem Außendurchmesser von 4 mm und Innendurchmesser von 2 mm. Im Federkolben 22 ist eine Bohrung 18 mit 4,1 mm Durchmesser, in die kurz vor der Sattelstellung „unten“ der Dorn 17 einfährt und den Ölfluß drosselt. Die Feder 19 ist mittels Vorspannung 20 auf das Fahrergewicht vorgespannt. Die Strecke des ganz ausgefahren Sattellifthubes 24 beträgt in diesem Beispiel 82 mm, resultierend aus dem verdrängten Volumen des Geberkolbens 9 aus dem Zylinderraum 10. Aus dem Zylinderboden 16 führt eine Pufferleitung 11 durch das Magnetventil 13 zum Pufferbehälter 15 mit Bespannungsventil 25. Das Magnetventil 13 sperrt die Leitung 11 zum Pufferbehälter 15 in stromlosem Zustand. Der Zylinderraum 10 ist in Sattelstellung „unten“ und in komplett zurückgefahren Stellung des Linearantriebes 6 um das Volumen des Produktes aus Arbeitskolbenfläche mal Sattellifthub 24 größer. Im Pufferbehälter 15 sind die Grundmengenniveaus 26 und das max. Füllmengenniveau 27 gezeigt. 1 shows the drive unit with linear drive 6 with connecting rod 7, on which the master piston 9 of the master cylinder, which consists of the cylinder tube 8 fastened to the housing of the linear drive 6, and the piston 9, is fastened. A supply line 12 leads from the cylinder base 16 to the saddle lift or to the slave cylinder, which mainly consists of the working piston 21, spring piston 22 and slave cylinder tube 23. The end of the supply line 11 is the mandrel with an outer diameter of 4 mm and an inner diameter of 2 mm. In the spring piston 22 there is a bore 18 with a diameter of 4.1 mm, into which the mandrel 17 moves just before the "down" saddle position and throttles the oil flow. The spring 19 is biased by means of bias 20 to the driver's weight. The distance of the fully extended saddle lift stroke 24 is 82 mm in this example, resulting from the displaced volume of the master piston 9 from the cylinder chamber 10. A buffer line 11 leads from the cylinder base 16 through the solenoid valve 13 to the buffer tank 15 with the tensioning valve 25. The solenoid valve 13 blocks the line 11 to the buffer tank 15 in the de-energized state. The cylinder space 10 is larger in the “bottom” saddle position and in the completely retracted position of the linear drive 6 by the volume of the product of the working piston area times the saddle lift stroke 24 . The basic quantity levels 26 and the maximum filling quantity level 27 are shown in the buffer container 15 .

2 zeigt ein Diagramm, wo zeitabhängig die ungefähren Reaktionen während der Absenkphase dargestellt sind.
Der Arbeitskolbenweg in Kurve 1 (ununterbrochene Linie) zeigt den Weg des Sattels in Millimetern während der Schnellsenkphase und der Bremsphase. In der Schnellsenkphase ist nach 0,5 Sekunden der Sattel mit Fahrer 70 mm gefallen. Ab 70 mm Fallhub führt der Dorn 17 in die Bohrung 18 ein, bremst die Fallgeschwindigkeit ab bis nach 2 Sekunden die gesamte Absenkphase beendet ist und das Fahrergewicht den Sattel in Stellung „unten“ gedrückt hat.
Die Puffermenge 2 (lang gestrichelt) zeigt den ungefähren Verlauf der Ölmenge in Kubikzentimeter, welche mit Beginn des Senkprozesses in < 1 Sekunde über die Leitung 11 durch das geöffnete Magnetventil 13 in den Pufferbehälter 15 bis zum Füllmengenniveau 27 gedrückt wird und dann während der Rückwärtsfahrt des Linearantriebes 6 wieder aus dem Pufferbehälter 15 durch das geöffnete Magnetventil 13 bis auf das Grundmengenniveau 26 aus dem Pufferbehälter 15 in den Zylinderraum 10 gesaugt, vom Gasdruck unterstütz gedrückt, wird.
Der Geberkolbenweg 3 (Kurz-lang gestrichelt) zeigt den Weg des Linearantriebes 6 mit Schubstange 7 und Geberkolben 8 in Millimetern an. Mit konstanter Geschwindigkeit des Linearantriebes 6 ist die Endstelle nach 10 Sekunden erreicht.
Der Gasdruck 4 (punktiert) zeigt das Komprimieren des Bespannungsdruckes von 0,2 bar auf 0,4 bar an. In zirka einer Sekunde strömt Öl in den Pufferbehälter 15, das Gasfüllvolumen im Pufferbehälter 15 reduziert sich um zirka die Hälfte und der Gasdruck verdoppelt sich auf 0,4 bar. In den verbleibenden 9 Sekunden, während der Linearantrieb den kompletten Geberzylinderhub 14 zurückzieht, fällt der Gasdruck 4 zurück auf den Druck von 0,2 bar ab. In dieser Phase unterstützt der Gasdruck von 0,2-0,4 bar den Saugeffekt des Geberkolbens 9.
Die Federkraft 5 (kurz gestrichelt) beginnt bei einer Vorspannung von 80 kg. Nach 0,5 Sekunden, wenn der Dorn 17 in die Bohrung 18 eingefahren ist, entweicht das Öl nicht widerstandslos und der Arbeitskolben 21 drückt mit der Ölmenge zwischen den Kolben den Federkolben 22 gegen die Feder 19 und drückt in kürzester Zeit die Feder 19 bis auf 100 kg zusammen. Etwas langsamer entspannt danach die Feder 19 wieder auf 80 kg und drückt mit dem Federkolben 22 durch den Ringspalt zwischen Dorn 17 und Bohrung 18 Öl in die Zuleitung 12. Nach 2 Sekunden vom Beginn der Senkphase an hat der Sattellift und somit der Arbeitskolben 21 seine Stellung „unten“ erreicht. Für den Abbau der Energie der Massenbeschleunigung wurden zirka 1,5 Sekunden benötigt.
2 shows a diagram where the approximate reactions during the lowering phase are shown as a function of time.
The working piston travel in curve 1 (solid line) shows the travel of the caliper in millimeters during the quick lowering phase and the braking phase. In the rapid lowering phase, the saddle with the rider dropped 70 mm after 0.5 seconds. From a fall stroke of 70 mm, the mandrel 17 is inserted into the hole 18, slowing down the fall speed until after 2 seconds the entire lowering phase has ended and the driver's weight has pushed the saddle into the "down" position.
The buffer quantity 2 (long dashed lines) shows the approximate course of the oil quantity in cubic centimeters, which is pressed at the beginning of the lowering process in < 1 second via the line 11 through the open solenoid valve 13 into the buffer container 15 up to the filling quantity level 27 and then during the reverse movement of the Linear drive 6 sucked back out of the buffer tank 15 through the open solenoid valve 13 to the basic quantity level 26 from the buffer tank 15 into the cylinder chamber 10, supported by the gas pressure, is pressed.
The master piston path 3 (short-long dashed lines) shows the path of the linear drive 6 with the push rod 7 and master piston 8 in millimeters. With a constant speed of the linear drive 6, the end point is reached after 10 seconds.
The gas pressure 4 (dotted) shows the compression of the stringing pressure from 0.2 bar to 0.4 bar. In about one second, oil flows into the buffer tank 15, the gas filling volume in the buffer tank 15 is reduced by around half and the gas pressure doubles to 0.4 bar. In the remaining 9 seconds, while the linear drive pulls back the complete master cylinder stroke 14, the gas pressure 4 falls back to the pressure of 0.2 bar. In this phase, the gas pressure of 0.2-0.4 bar supports the suction effect of the master piston 9.
The spring force 5 (short dashed lines) starts at one Preload of 80 kg. After 0.5 seconds, when the mandrel 17 has moved into the bore 18, the oil does not escape without resistance and the working piston 21 presses the spring piston 22 against the spring 19 with the amount of oil between the pistons and presses the spring 19 to open in a very short time 100 kg together. The spring 19 then relaxes somewhat more slowly to 80 kg and pushes oil into the supply line 12 with the spring piston 22 through the annular gap between the mandrel 17 and the bore 18. After 2 seconds from the beginning of the lowering phase, the saddle lift and thus the working piston 21 are in position "below" reached. Approximately 1.5 seconds were needed to dissipate the energy of the mass acceleration.

Technische Daten zum Beispiel aus 1 und 2:

  • - Durchmesser Geberkolben 9 = 32 mm
  • - Hub Geberkolben 9 = 50 mm
  • - Durchmesser Arbeitskolben 21 = 25 mm
  • - Sattellifthub 24 = 82 mm
  • - Geschwindigkeit Linearantrieb 6 = 5 mm/Sek.
  • - Überdruck Pufferbehälter = 0,2 bar
  • - Dorn 17 = 4,0 mm
  • - Bohrung 18 = 4,1 mm
  • - Pufferbehälter 15 Volumen gesamt 100%, davon 10 % Grundfüllung bis Grundmengenniveau 26,45 % Pendelvolumen bis Füllmengenniveau 27, 90 % Gasvolumen bei 0,2 bar und 45 % Gasvolumen bei 0,4 bar.
  • - Federvorspannung auf 80 kg
Technical data for example 1 and 2 :
  • - Diameter master piston 9 = 32 mm
  • - Stroke master piston 9 = 50 mm
  • - Diameter of working piston 21 = 25 mm
  • - Saddle lift stroke 24 = 82 mm
  • - Speed linear drive 6 = 5 mm/sec.
  • - Buffer tank overpressure = 0.2 bar
  • - Mandrel 17 = 4.0mm
  • - Bore 18 = 4.1mm
  • - Buffer tank 15 volume total 100%, of which 10% basic filling up to basic quantity level 26.45% pendulum volume up to filling quantity level 27, 90% gas volume at 0.2 bar and 45% gas volume at 0.4 bar.
  • - Spring preload to 80 kg

Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel mit den Kurven in 2 und den aufgeführten technischen Daten dient lediglich der Erläuterung der Erfindung und ist nicht beschränkt.This in 1 illustrated embodiment with the curves in 2 and the technical data listed only serves to explain the invention and is not limited.

Funktionsbeschreibung:

  • Startvoraussetzung:
    • Die Feder 19 ist auf das Fahrergewicht vorgespannt, in diesem Fall auf 80 kg. Der Sattellifthub 24 ist bis Stellung „oben“ ausgefahren und 80 kg Fahrergewicht 28 erzeugen zwischen Arbeitskolben 21 und Federkolben 22 einen Druck von zirka 16 bar. Der Linearantrieb 6 hat seine 50 mm Hub voll ausgefahren. Der Pufferbehälter 15 ist zirka zu 10 % mit Öl bis zum Grundmengenniveau 26 gefüllt und mittels Bespannungsventil 25 mit 0,2 bar Gasdruck bespannt.
Function description:
  • Starting requirement:
    • The spring 19 is preloaded to the driver's weight, in this case 80 kg. The saddle lift lift 24 is extended to the “up” position and a driver's weight of 80 kg 28 generates a pressure of approximately 16 bar between the working piston 21 and the spring piston 22 . The linear drive 6 has fully extended its 50 mm stroke. The buffer container 15 is approximately 10% filled with oil up to the base quantity level 26 and is pressurized with a gas pressure of 0.2 bar by means of a pressurizing valve 25 .

Ein Impuls, der den Senkprozess einleitet, startet den Linearantrieb 6 und somit wird der Geberkolben 9 im Geberzylinderrohr 8 mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/Sek. zurückgezogen. Mit Start des Linearantriebes 6 öffnet das Magnetventil 13 und die 16 bar Öldruck entspannen sich gegen die 0,2 bar im Pufferbehälter 15 und komprimieren die 0,2 bar bis auf 0,4 bar, der Sattel mit Fahrer fällt innerhalb einer halben Sekunde 70 mm abwärts. Die letzten 12 Millimeter taucht der Dorn 17 in die Bohrung 18 ein, reduziert die Fallgeschwindigkeit, vernichtet somit die Massenbeschleunigung und setzt den Fahrer sanft mit den Füßen auf dem Boden ab. Die Schnellsenkphase mit der Bremsphase dauert zusammen 2 Sekunden. Nach dieser Zeit fährt der Linearantrieb 6 noch 8 Sekunden bis zu seiner Endlage. Während der Rückwärtsfahrt saugt der Geberkolben 9, unterstützt durch den Gasdruck, Öl aus dem Pufferbehälter 15 durch das geöffnete Magnetventil 13 und füllt seinen Zylinderraum 10 vollends. Nach 10 Sekunden könnte der Fahrer wieder 82 Millimeter angehoben werden. Wenn ein Anheben vor Erreichen der Endstelle, also vor Ablauf der 10 Sekunden initiiert wird, fällt das Mgnetventil 13 vom Strom, schließt und der Linearantrieb fährt vorwärts und hebt den Fahrer weniger als 82 Millimeter hoch.An impulse that initiates the lowering process starts the linear drive 6 and thus the master piston 9 is moved in the master cylinder tube 8 at a speed of 5 mm/sec. withdrawn. When the linear drive 6 starts, the solenoid valve 13 opens and the 16 bar oil pressure relaxes against the 0.2 bar in the buffer tank 15 and compresses the 0.2 bar down to 0.4 bar, the saddle with rider falls 70 mm within half a second down. The mandrel 17 dips the last 12 millimeters into the bore 18, reduces the rate of fall, thus destroying the mass acceleration and gently putting the rider's feet down on the ground. The rapid lowering phase with the braking phase together lasts 2 seconds. After this time, the linear drive 6 travels another 8 seconds to its end position. While reversing, the master piston 9, assisted by the gas pressure, sucks oil out of the buffer tank 15 through the open solenoid valve 13 and fills its cylinder chamber 10 completely. After 10 seconds, the driver could be lifted again 82 millimeters. If lifting is initiated before the end point is reached, i.e. before the 10 seconds have elapsed, the solenoid valve 13 is de-energized, closes and the linear drive moves forward and lifts the driver less than 82 millimeters.

BezugszeichenlisteReference List

11
Arbeitskolbenwegworking piston travel
22
Puffermengebuffer amount
33
Geberkolbenwegmaster piston travel
44
Gasdruckgas pressure
55
Federkraftspring force
66
Linearantrieblinear actuator
77
Schubstangepush rod
88th
Geberzylinderrohrmaster cylinder tube
99
Geberkolbenmaster piston
1010
Zylinderraumcylinder space
1111
Pufferleitungbuffer line
1212
Zuleitungsupply line
1313
Magnetventilmagnetic valve
1414
Geberzylinderhubmaster cylinder stroke
1515
Pufferbehälterbuffer tank
1616
Zylinderbodencylinder bottom
1717
Dornmandrel
1818
Bohrungdrilling
1919
FederFeather
2020
Vorspannungpreload
2121
Arbeitskolbenworking piston
2222
Federkolbenspring plunger
2323
Nehmerzylinderslave cylinder
2424
Sattellifthubsaddle lift lift
2525
Bespannungsventilstring valve
2626
Grundmengenniveaubase quantity level
2727
Füllmengenniveaufilling level
2828
Fahrergewichtrider weight

Claims (7)

Sattelliftsenkbremssystem umfassend a) einen mit einem Arbeitskolben (21) verbunden Fahrradsattel, der relativ zu einem Nehmerzylinderrohr (23) bewegbar ist, b) einen im Innern des Nehmerzylinderrohrs (23) angeordneten Federkolben (22), der mittels einer Feder (19) auf das Fahrergewicht (28) vorgespannt ist, c) eine Hydraulikflüssigkeit, die sich zwischen dem Arbeitskolben (21) und dem Federkolben (22) befindet, d) eine Zuleitung (12), die durch den Arbeitskolben (21) hindurchgeführt wird und eine Verbindung zwischen der Hydraulikflüssigkeit und einem Zylinderraum (10), der mittels eines Zylinderrohrs (8) und eines Geberkolbens (9) gebildet wird, herstellt, e) ein Dorn (17), der am unteren Ende des Arbeitskolbens (21) die Zuleitung (12) verlängert, und der Dorn (17) beim Absenken der Sattelstütze in eine Bohrung (18) des Federkolbens (22) einfährt, f) einen Linearantrieb (6), durch den der Geberkolben (9) bewegt wird, g) eine Pufferleitung (11), die den Zylinderraum (10) durch ein Magnetventil (13) mit einem unter geringem Gasüberdruck stehenden Pufferbehälter (15) verbindet, h) wobei beim Absenken das auf den Arbeitskolben (21) wirkende Fahrergewicht (28) einen Öldruck erzeugt, der durch Öffnen des Magnetventiles (13) annähernd widerstandslos seine Ölmenge in den unter geringem Gasüberdruck stehenden Pufferbehälter (15) drückt und den Sattel mit Fahrer schnell, annähernd dem freien Fall, absenkt, dass vor Erreichen der Sattelstellung „unten“ der Dorn (17) in die Bohrung (18) des Federkolbens (22) eintaucht, und den Ölfluss in die Zuleitung (12) drosselt und gleichzeitig die Feder (19) eindrückt und somit die Fallbeschleunigungskraft des Fahrergewichtes (28) abfängt und vernichtet, dass die Feder (19) danach wieder entspannt und die dem Einfederhub entsprechende Ölmenge über den Federkolben (22) durch den Ringspalt zwischen Dorn (17) und Bohrung (18) in die Zuleitung (12) drückt, dass nach Erreichen der Sattelstellung „unten“ der Linearantrieb (6) weiter bis zu seiner Endstelle zurück fährt und währenddessen durch das geöffnete Magnetventil (13) der Geberkolben (9) Öl aus dem Pufferbehälter (15) saugt und seinen Zylinderraum (10) komplett mit Öl füllt.Saddle lift lowering brake system comprehensive a) a bicycle saddle connected to a working piston (21) which can be moved relative to a slave cylinder tube (23), b) a spring piston (22) which is arranged inside the slave cylinder tube (23) and which is preloaded onto the driver's weight (28) by means of a spring (19), c) a hydraulic fluid located between the working piston (21) and the spring piston (22), d) a supply line (12), which is routed through the working piston (21) and creates a connection between the hydraulic fluid and a cylinder chamber (10), which is formed by means of a cylinder tube (8) and a master piston (9), e) a mandrel (17), which extends the supply line (12) at the lower end of the working piston (21), and the mandrel (17) moves into a bore (18) of the spring piston (22) when the seat post is lowered, f) a linear drive (6) by which the master piston (9) is moved, g) a buffer line (11) which connects the cylinder chamber (10) via a solenoid valve (13) to a buffer container (15) which is under a slight excess gas pressure, h) when lowering, the driver's weight (28) acting on the working piston (21) generates an oil pressure which, by opening the solenoid valve (13), presses its quantity of oil almost without resistance into the buffer tank (15), which is under a slight excess gas pressure, and quickly pushes the saddle with the driver , almost free fall, so that before the "down" saddle position is reached, the mandrel (17) dips into the bore (18) of the spring piston (22) and throttles the oil flow into the supply line (12) and at the same time the spring (19 ) is pressed in and thus absorbs and destroys the fall acceleration force of the driver's weight (28), so that the spring (19) then relaxes again and the amount of oil corresponding to the compression stroke flows via the spring piston (22) through the annular gap between the mandrel (17) and bore (18) in the supply line (12) pushes that after reaching the "down" saddle position, the linear drive (6) continues to move back to its end point and meanwhile through the open solenoid valve (13) of the Geberko lben (9) sucks oil from the buffer tank (15) and completely fills its cylinder chamber (10) with oil. Sattelliftsenkbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Pufferbehälter (15) bis zum Grundmengenniveau (26) zu jeder Zeit Öl steht und verhindert, dass der Gasdruck über die Pufferleitung (11) in den Zylinderraum (10) gelangt.Saddle lift lowering brake system claim 1 , characterized in that in the buffer tank (15) there is always oil up to the basic quantity level (26) and this prevents the gas pressure from entering the cylinder chamber (10) via the buffer line (11). Sattelliftsenkbremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Pufferbehälter (15) über das Bespannungsventil (25) der Gasüberdruck eingeleitet werden kann.Saddle lift lowering brake system claim 1 or 2 , characterized in that the excess gas pressure can be introduced into the buffer tank (15) via the pressurizing valve (25). Sattelliftsenkbremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (17) das Ende der Zuleitung (12) ist, mit seiner Außenfläche die Drosselung über den Ringspalt mit der Bohrung (18) gewährleistet und dass über seine Innenbohrung Öl in den Raum zwischen Federkolben (22) und Arbeitskolben (21) zum Heben des Sattelliftes einfließt und zum Senken des Sattelliftes Öl ausfließt.Saddle lift lowering brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the mandrel (17) is the end of the supply line (12), with its outer surface ensuring the throttling via the annular gap with the bore (18) and that via its inner bore oil enters the space between Spring piston (22) and working piston (21) flows in to raise the saddle lift and oil flows out to lower the saddle lift. Sattelliftsenkbremssystem nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (19) mittels der Vorspannung (20) auf das Fahrergewicht (28) vorgespannt ist, dass das ruhende Fahrergewicht (28) die Feder (19) nicht eindrückt, aber größere Kräfte, verursacht durch die Beschleunigungskräfte des Fahrergewichtes (28), die Feder (19) eindrückt.Saddle lift lowering brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the spring (19) is pretensioned by means of the pretension (20) on the driver's weight (28), that the resting driver's weight (28) does not press in the spring (19), but larger forces, caused by the acceleration forces of the driver's weight (28), the spring (19) depresses. Sattelliftsenkbremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferbehälter (15) bei erreichtem Füllmengenniveau (27) noch ausreichend Freivolumen aufweist um den Widerstand in der schnellen Senkphase gering zu halten.Saddle lift lowering brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the buffer container (15) still has sufficient free volume when the filling quantity level (27) is reached in order to keep the resistance low in the rapid lowering phase. Sattelliftsenkbremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferbehälter (15) nicht als separater Behälter ausgebildet ist, sondern aus jeglichem Hohlraum am Fahrrad, insbesondere. der Rohrkonstruktion des Gepäckträgers, bestehen kann.Saddle lift lowering brake system according to one of the preceding claims, characterized in that the buffer container (15) is not designed as a separate container, but from any cavity on the bicycle, in particular. the tubular construction of the luggage carrier.
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DE102019006320B3 (en) 2019-09-07 2020-10-29 Bernd Feldhaus Saddle lift for bicycles
DE102020004649A1 (en) 2020-07-23 2022-01-27 Bernd Feldhaus Device for automatically adjusting the height of a bicycle saddle

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