DE69432473T2

DE69432473T2 - Fahrrad drehmomentverbindung

Info

Publication number: DE69432473T2
Application number: DE69432473T
Authority: DE
Inventors: Steve Frank Smilanick
Original assignee: Smilanick Steve Frank Roseville
Current assignee: Smilanick Steve Frank Roseville
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2014-07-13
Also published as: EP0723510A4; CA2164962A1; WO1995002534A1; CN1126974A; JP3714953B2; AU7257294A; US5586652A; CN1066403C; DE69432473D1; EP0723510B1; JPH09500589A; CA2164962C; EP0723510A1

Description

Technisches Sachgebiet
Die folgende Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrräder, die einen teilbaren und durch eine Kupplung wieder zusammensetzbaren Rahmen haben, sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbewahrung eines solchen Fahrrades. Insbesondere bezieht die Erfindung auf eine Rohrverbindung für einen Fahrradrahmen, die zwei Teile des Rahmens oder zwei beliebige andere Teile eines Schaftes starr miteinander verbindet und die die Aufbewahrung des gesamten Fahrrades in einem Koffer ermöglicht, der den Größenanforderungen der Beförderungsunternehmen für nicht übergroßes Gepäck entspricht.
Stand der Technik
Viele Jahre wurden Fahrräder so hergestellt, daß sie zu Aufbewahrungs- und Transportzwecken zusammengefaltet oder -geklappt werden konnten. Viele genügen den zwei vorhergehenden Zwecken und erlauben es sogar, bei einer Fluglinie ohne eine Extragebühr für das Gepäck mitgenommen zu werden, aber es mangelt ihnen am Fahrverhalten und am Aussehen, das von anspruchsvollen Fahrradfahrern gewünscht wird. Meine Erfindung kombiniert die besten dieser langjährig erprobten Eigenschaften eines Standardfahrrades mit dem zusätzlichen Merkmal, den Rahmen derart auseinandernehmen zu können, daß er in einen Koffer paßt, der nicht mehr als insgesamt 62 Zoll (157.5 Zentimeter) in Höhe, Breite und Umfang mißt (die Höchstabmessungen für reguläres Gepäck bei U.S. Fluggesellschaften und internationalen Fluglinien und anderen Beförderungsunternehmen).
Der nachfolgend aufgeführte Stand der Technik reflektiert den Stand der Technik, der dem Anmelder bekannt ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß keine dieser Druckschriften weder einzeln noch in jeder denkbaren Kombination den Gegenstand der. vorliegenden Erfindung offenbart, wie er im folgenden detaillierter beschrieben und wie er insbesondere beansprucht wird.
ANDERER STAND DER TECHNIK
Das Patent von Brenner beschreibt ein zusammenklappbares Fahrrad, bei dem Standard-Rohrverbinder aus der Klempnertechnik benutzt werden, die so angepaßt sind, daß sie an drei Stellen eines Fahrrades passen. Obwohl die vorliegende Erfindung auf ähn liche weise wie die von Brenner verwendet werden kann, unterscheidet sie sich auf vielfache Arten, von denen die wichtigsten sind: zunächst verwendet die Kupplung der vorliegenden Erfindung eine entfernbare Schulter an einem Ansatzende, nicht ein dauerhaft befestigtes angeflanschtes Ende; zweitens ist die vorliegende Erfindung für eine Kupplung vorgesehen, die spezielle Kupplungszähne aufweist, die in die zusammenzufügenden Flächen geschnitten werden, an Stelle von planen Oberflächen oder eines einfachen Paßstiftes; drittens sieht die vorliegende Erfindung nicht die Adaption von drei Standard-Rohrverbindern. aus der Klempnertechnik vor, um sie an ein Fahrrad anzupassen. Sie verwendet vielmehr angepaßte, leichtgewichtige, starke, aerodynamische und drehmomentübertragende Kupplungen, von denen nur zwei erforderlich sind, um ein Fahrrad für eine Unterteilung des Rahmens anzupassen.
Durch das Merkmal einer entfernbaren Schulter an einer der Kupplungen oder Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kupplung gemäß Brenner wesentlich verbessert. Zunächst wird es dadurch möglich, daß die Mutter von der Frontseite des Ansatzes angebracht wird, so daß eine andere Schulter auf die Rückseite geschnitten werden kann, um die Mutter daran zu hindern, von der Rückseite abzurutschen und die Rahmenfarbe zu zerkratzen. Brenner beschreibt kein solches Merkmal. Eine entfernbare Schulter kann auch leicht ersetzt werden. Die Mutter kann ebenfalls leicht ersetzt werden, weil es die entfernbare. Schulter ist, die sie hält, und nicht ein fester Flansch. Die Kupplung gemäß Brenner würde das Aufschmelzen des Lötmittels oder einen Schnitt erfordern, um in der Lage zu sein, die Mutter zu entfernen und zu ersetzen, wenn sie beschädigt ist, oder das vollständige Kupplungsende zu ersetzen, wenn der Flansch beschädigt worden ist.
Die Verwendung eines gegenläufigen Gewindes in einer alternativen Ausführungsform der Kupplung gemäß der vorliegenden Erfin dung unterscheidet sich ebenfalls von der Lehre gemäß Brenner. Das gegenläufige Gewinde erlaubt naturgemäß eine engere Passung der Kupplungszähne, wenn die Mutter festgezogen wird. Dadurch wird auch die Verwendung eines Flansches auf der Spannmutter vermieden, mit der die Ansatzenden zusammengezogen werden.
Die speziell ausgebildeten Zähne auf den miteinander in Eingriff zu bringenden Flächen der Kupplung greifen ohne jegliches Zahnflankenspiel ineinander und widerstehen so jeglichen Schlag- und Torsionskräften, denen der Rahmen während seines Gebrauches in unebenem Gelände und aufgrund der Pedalbewegungen ausgesetzt sein könnte. Es gibt kein Verdrehen. Die Kupplung gemäß Brenner wird wahrscheinlich gleiten und sich verdrehen, da die Oberflächen seiner Rahmen-Rohrverbindungen glatt sind.
Die das Rohr aufnehmenden Enden der Kupplung sind ebenfalls gegenüber denjenigen gemäß Brenner wesentlich verbessert. Die Ansatzenden der vorliegenden Erfindung verjüngen sich in ihrem äußeren Durchmesser in Richtung auf die äußeren Enden und sind derart unter einem Winkel geschnitten, daß sie Punkte bilden, die um 180 Grad gegeneinander versetzt liegen. Diese zwei Merkmale ermöglichen es, daß bei dieser Kupplung die Spannungen besser verteilt werden, die an den Rohrverbindungspunkten während des Gebrauchs des Fahrrades angreifen. Die Verjüngung verringert allmählich den Querschnitt und der Schnittwinkel spreizt den Verbindungsbereich des Ansatzes und des Rohres über einem längeren Bereich, so daß nicht alles in der gleichen Fläche liegt, die senkrecht zur polaren Achse des Rahmenrohres verläuft. Die Ansätze gemäß Brenner verjüngten sich nicht und wiesen stumpfe Enden auf.
Das französische Patent Nr. 992.681 von Marcellin beschreibt ein Verbindungselement zum lösbaren verbinden der Enden von Fahrradlenkstangen. Hier sind Mittel in Form von ineinandergreifenden Kupplungszähnen vorgesehen, die eine Drehbewegung verhindern, und es ist ein Gewinde auf der Außenseite eines Ansatzes vorgesehen, das mit einem Innengewinde in einer Mutter zusammenwirkt. Es wird jedoch in diesem Dokument kein Hinweis auf den vorteilhaften Effekt der bestimmten Geometrie von Zähnen gegeben, wie sie im angegliederten Anspruch 1 beschrieben ist.
Es ist in der Tat gefunden worden, daß die komplizierte Zahngeometrie entsprechend der vorliegenden Erfindung besser als die Formen gemäß dem Stand der Technik ein Zahnflankenspiel verhindert.
Beschreibung der Erfindung
Ein primäres Merkmal der Erfindung ist ein Verbindungselement oder eine Kupplung zum Verbinden der Enden von Fahrradrahmen-Rohren mit einer minimalen Gewichtsbelastung und die geeignet ist, die ursprüngliche Geometrie und die Steifheit des Rahmens zu erhalten. Die Beibehaltung dieser Eigenschaften ist für den anspruchsvollen Fahrradfahrer sehr wichtig. Die Kupplung besitzt zwei Ansätze, die mit einer Spannmutter verbunden werden und sie ersetzt ein kleines Segment des Rohres des ursprünglichen Rahmens. Beide Ansätze weisen Oberflächen auf, in die Kupplungszähne geschnitten sind, die miteinander in Eingriff gelangen, wenn die Spannmutter sie zusammenzieht. Das Design ist kompakt, leicht und kräftig.
Wenn mehr als eine Kupplung richtig in geeigneten Positionen auf einem Standardrahmen angeordnet sind, kann der Rahmen geteilt werden, so daß es möglich ist, die dann verbleibenden Teile in einem Koffer zu verstauen, der die erforderlichen Abmessungen aufweist, die ohne zusätzliche Änderungen oder andere Schwierigkeiten für die Beförderung durch Fluglinien und andere Beförderer akzeptiert werden.
Wenn außerdem entsprechend-dieser Erfindung zusätzlich Schnellverschluß-Kabelklemmen vorgesehen werden, kann ein gesamtes Standardfahrrad zerlegt werden und in einem Koffer gemäß dieser Erfindung verpackt werden. Der Koffer ist so ausgewählt, daß er dem Durchmesser der Räder des Fahrrades mit einem maximalen Umfang angepaßt ist, wobei er insgesamt nicht mehr als 62 Zoll (157.5 Zentimeter) Kantenlänge aufweist. Das Fahrrad kann später wieder zusammengebaut werden, wodurch man ein Fahrrad erhält, das sich genau wie das Original, ohne Einbuße an der ursprünglichen Rahmengeometrie oder -steifheit, fahren läßt, zwei Eigenschaften, die für den anspruchsvollen Fahrradfahrer sehr wichtig sind.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Verbinder zum lösbaren verbinden der Enden der Rohre eines Fahrradrahmens, wobei der Verbinder in Kombination die im angefügten Anspruch 1 aufgeführten Eigenschaften aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung von Komponenten, die die Reihenfolge der Anordnung der einzelnen Teile der Erfindung mit externen Gewinden, Nuten, Schultern, Schlitzen, den Zähnen und einer entfernbaren Schulter zeigt.
2 ist eine Ansicht, bei der das in 1 Gezeigte um. 90 Grad axial gedreht dargestellt ist.
3 ist eine Schnittdarstellung der in 1 gezeigten Anordnung, wobei zusätzlich Bohrungen, innere Schultern, Zapfen und Gewinde dargestellt sind.
4 ist eine Zusammenbau-Darstellung eines Teiles dieser Erfindung.
5 ist eine Schnittdarstellung der in 4 gezeigten Anordnung.
6 ist eine Darstellung von Komponenten einer alternativen Ausführungsform dessen, was in 1 dargestellt ist, und zeigt eine Kupplung, bei der ein gegenläufiges Gewinde verwendet wird, um zwei mit Gewinden versehene Ansätze zusammenzuziehen.
7 ist eine Ansicht-des Endes eines Teils dessen, was in 6 dargestellt ist.
8 ist eine Schnittdarstellung der in 6 gezeigten Anordnung, wobei zusätzlich Bohrungen, innere Schultern, Zapfen und Gewinde dargestellt sind.
9 ist eine Zusammenbau-Darstellung der Kupplung, die in der 6 dargestellt ist und bei der das Konzept gegenläufiger Gewinde verwendet wird.
10 ist eine Schnittdarstellung der in 9 gezeigten Anordnung.
Bevorzugte(s) Ausführungsbeispiel(e) der Erfindung,
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist ein System für die Aufbewahrung eines Fahrrades dargestellt. Das System umfaßt eine Kupplung oder einen Verbinder (50) für die Aufteilung eines Rahmens (60) des Fahrrades in separate Teile (A, B) und einen Koffer (100) für die Unterbringung und das Aufbewahren der einzelnen Teile des Fahrrades.
Mit Bezug auf die 1 bis 5 ist eine bevorzugte Form der Kupplung (50) gezeigt. Die Kupplung (50) umfaßt einen mit einem Gewinde versehenen Ansatz (2), einen Ansatz (9) mit einer lösbaren Schulter, eine Spannmutter (5) und eine lösbare Schulter (4) mit einer Nut (8), die eine Möglichkeit darstellt, die Schulter (4) auf dem Ansatz (9) mit der lösbaren Schulter anzubringen. Die Ansätze (2, 9) sind mit Bohrungen versehen, so daß sie über die Enden (1, 11) eines Rahmenrohres bis hin zu inneren Schultern (14, 17) passen und weisen stumpfe, sich verjüngende Kupplungszähne (3, 7) auf, die in ihre angrenzenden Enden geschnitten sind.
Die Zähne (3, 7) auf den beiden Ansätzen (2, 9) sind identisch und radial ausgerichtet, mit sich verjüngenden seitlichen Flächen (34), Oberseiten (32) und unteren Zwischenraumoberflächen (6). Der oberer Rand jedes Zahnes (38), der sich dort befindet, wo die Oberseite des Zahnes (32) die Seiten des Zahnes (34) schneidet, ist im wesentlichen parallel zur angrenzenden Unterkante (39) des Zwischenraumes, die sich dort befindet, wo die Grundfläche des Abstandes (36) die gegenüberliegenden Seiten (34) von zwei aufeinanderfolgenden Zähnen (3, 7) schneidet. Jeder Zahn (3, 7) ist derart unter einem Winkel gegenüber der Vertikalen angeordnet, daß sich eine äußere Erstreckung einer Oberfläche (32) näher an dem gegenüberliegenden Ansatz (9, 2) befindet als ein innerer Umfang einer Grundfläche (6). Jede Grundfläche (36) ist derart unter einem Winkel gegenüber der Vertikalen angeordnet, daß sich eine innere Erstreckung der Grundfläche (36) näher an dem gegenüberliegenden Ansatz (9, 2) befindet als eine äußere Erstreckung der Grundfläche (36). Der Zweck besteht darin, Zahnoberseiten (32) und Abstandsunterseiten (6) herzustellen, die im wesentlichen rechteckig sind, ungefähr die gleiche Größe aufweisen und in etwa parallel zueinander verlaufen. Diese Konfiguration der Zwischenräume (38) erleichtert die Herstellung dadurch, daß die Zwischenräume (38) eine leicht herstellbare konstante Breite aufweisen.
Vorzugsweise ist die Grundfläche (36) unter einem Winkel von ungefähr 30 Grad gegenüber der vertikalen geneigt. vorzugsweise ist die Oberfläche (32) unter einem Winkel von ungefähr 30 Grad gegenüber der Vertikalen geneigt. So weisen die seitlichen Oberflächen (34) eine ungefähr gleichseitige dreieckige Form auf.
Die Zahn/Zwischenraum-Anordnung ergibt Zähne (3, 7), die an allen Seiten vollen Kontakt aufweisen, wenn sie miteinander in Eingriff gebracht werden. Das Abflachen der Zähne (3, 7) an ihrer Spitze (40) am äußeren Ende einer der Oberflächen (32) verhindert weiterhin, daß die Zähne (3, 7) am Grund des entsprechenden Zwischenraumes (38) des gegenüberliegenden Ansatzes (9, 2) anliegen, wodurch jegliches Zahnflankenspiel beseitigt wird, wenn die Spannmutter (5) festgezogen wird. Ein Zahnflankenspiel wird auch durch die Verjüngung der Zähne verhindert (3, 7). Der Winkel der Verjüngung der Zähne wird derart gewählt, daß die Zähne n (3, 7) einen hohen Drehwiderstand aufweisen und doch leicht ineinandergreifen. Die abgeflachte Spitze (40) erleichtert außerdem das künftige Festziehen, um eine mögliche Abnutzung durch einen wiederholten Gebrauch zu kompensieren. Viele allgemein gebräuchliche Herstellungsverfahren können verwendet werden, um die Kupplungszähne (3, 7) herzustellen. Ein besonders erfolgreiches verfahren beinhaltet das Drehen der Ansätze (2, 9) auf einer Drehbank und das anschließende Einbringen der Zähne (3, 7) mit einem passenden Werkzeug.
Um die Spannung in den Rohren (1, 11), die durch eine Zunahme des Querschnittes verursacht wird, wenn die Rohre (1, 11) in die Ansätze (2, 9) gelangen, besser zu verteilen, weisen die das Rohr aufnehmenden Enden der Ansätze (2, 9) Winkel (12, 13) auf, die so geschnitten sind, daß sie zwei Punkte bilden, die um 180 Grad gegeneinander versetzt sind, und die äußeren Durchmesser der Ansätze verjüngen sich, so daß die Ansätze (2, 9) in der Nähe dieser Punkte dünner sind.
Die Kupplungsteile (2, 4, 5, 9) sollten aus Materialien bestehen, die die gleiche Festigkeit aufweisen wie die Rahmenrohre (1, 11), wenn sie auf die gewünschte Stärke abgearbeitet werden, und die das Anbringen der Kupplung (50) mit Mitteln erlauben, die mit beiden Materialien kompatibel sind, wie Löten, Löten mit Silberlot, Schweißen, Kleben, etc., so daß die Kombination aus Rohren (1, 11) und Kupplungen (50) alle normalen Kräfte überträgt, die auf den Fahrradrahmen (60) einwirken, ohne zu versagen. Da die Legierungen und Materialien stark variieren, einschließlich der Materialien für Fahrradrahmen, sollte besondere Sorgfalt hinsichtlich der Materialauswahl und des Designs, der Materialstärke und des Verbindungsverfahrens aufgewandt werden und verschiedene Ausführungen der oben beschriebenen Kupplung (50) können notwendig sein, um ein starres, haltbares Verbindungselement bereitzustellen.
In einer alternativen Ausführungsform, die in den 6 bis 10 gezeigt ist, wird eine gegenläufige Gewindekupplung (250) verwendet. Die gegenläufige Kupplung (250) gemäß dieser Erfindung entspricht im wesentlichen der oben beschriebenen Kupplung (50), außer daß es keine entfernbare Schulter (4) gibt, wobei der Ansatz mit dem kleineren äußere Durchmesser (259) den Ansatz (9) mit der entfernbaren Schulter ersetzt und in diesem keine Nut (8) vorgesehen ist, und wobei die Spannmutter (255) mit zwei unterschiedlichen Gewindesteigungen versehen ist, damit sie mit denen der zwei Ansätze (252, 259) zusammenpaßt, wobei die Schulter, an der der Seegerring (4) in der bevorzugten Ausführungsform anliegt, entfernt ist. Insbesondere sind ein Ansatz (252) mit größerem äußeren Durchmesser und ein Ansatz (259) mit kleinerem äußeren Durchmesser vorgesehen. Beide Ansätze (252, 259) weisen auf der Außenseite Gewinde (262, 264) auf. Der Ansatz (259) mit kleinerem äußeren Durchmesser besitzt vorzugsweise Gewinde (264), die feiner sind als die Gewinde (262) des Ansatzes(252) mit größerem äußeren Durchmesser.
Die Mutter (255) weist auf ihrer inneren Oberfläche (270) Gewinde (272, 274) auf. Die innere Oberfläche (270) umfaßt einen Bereich (276) mit geringerem Durchmesser und einen Bereich (278) mit größerem Durchmesser. Der Bereich (278) mit größerem Durchmesser trägt Gewinde (272) mit ähnlicher Steigung wie die Gewinde (262) des Ansatzes (252) mit größerem Durchmesser. Der Bereich (276) mit geringerem Durchmesser trägt Gewinde (274) mit ähnlicher Steigung wie die Gewinde (264) des Ansatzes (259) mit kleinerem Durchmesser.
Eine Schulter (277) trennt die beiden Bereiche (276, 278) der inneren Oberfläche (270). Die Schulter (277) verhindert, daß der Ansatz (252) mit größerem Durchmesser die Gewinde (274) beschädigt. Eine Ansatzschulter (258) ist auf dem Ansatz (259) mit kleinerem Durchmesser positioniert und verhindert, daß die Mutter (255) vom Ansatz (259) mit kleinerem Durchmesser weg auf das Rohr (11) rutscht. wenn die Mutter (255) festgezogen wird, bewegt sich die Mutter (255) schneller in Richtung auf den Ansatz (252) mit dem größeren Durchmesser als sie sich vom dem Ansatz (259) mit kleinerem Durchmesser weg bewegt und zieht so die Ansätze (252, 259) zusammen.
Nunmehr bezugnehmend auf die 11 bis 14 sind Details eines Vorgangs dargestellt, bei dem die Größe eines Koffers (100) ermittelt werden soll, der für das Verpacken eines Fahrrades. für die Reise benötigt wird und der nicht die für U.S. und internationale Fluglinien typische Begrenzung der linearen Gesamtabmessung von 62 Zoll (157.5 cm) überschreitet. Bei diesem Vorgang wird festgestellt, in wie viele Teile ein Fahrrad zerlegt werden muß, um in einen solchen Koffer (100) zu passen, einschließlich der exakten Unterteilung des Rahmens (60) sowie zusätzlicher Eigenschaften des Koffers (100), die einen Koffer (100) vielseitiger verwendbar machen, und eines Verfahrens zum Verpacken der Fahrradteile derart, daß das ganze Fahrrad sicher in den Koffer (100) paßt . Bei der Durchführung der Erfindung muß man als erstes genau feststellen, welche Abmessungen der ausgewählte Koffer (100) haben kann. Da die Räder (62, 63) eines Fahrrades normalerweise nicht zerlegbar sind, muß ein Koffer (100) für ein vollständiges Fahrrad groß genug sein, die Höhe und Breite der Räder zu umfassen und dazwischen noch Raum für andere Fahrradteile lassen.
Viele Standardräder weisen einen äußeren Durchmesser von 25 – 1/2 ''(64.67 cm) und eine kombinierte Gesamtbreite von 9 – 1/2'' (24.13 cm) auf . Mit dieser Radgröße sind Koffer (100) mit Größen wie 26'' × 26'' × 10'' und 25 – 3/4'' × 25 – 3/4 '' × 10 – 1/2'' (66.04 cm × 66.04 cm × 25.4 cm und 65.41 cm × 65.41 cm × 26.67 cm) und mit Gesamthöhen, -breiten und Umfängen von 62'' (157.5 cm) Ma×imum. möglich (siehe 16–18). Jedoch sind auch andere Größen von Koffern (100) möglich. Es gibt viele Möglichkeiten, abhängig von der Größe der Räder (62, 63) und der Art, in der die Fahrradteile angeordnet werden können. Ein etwas größeres Rad (62, 63) würde den Koffer (100) in der Höhe und in der Breite vergrößern und seinen Umfang verringern. Ein kleineres Rad (62, 63) würde das Entgegengesetzte erlauben, solange die Größe der Teile (A, B), in die der Rahmen (60) unterteilt werden kann, berücksichtigt wird. Die Radgröße eines Standardfahrrades variiert nicht so stark, daß es einen wahrnehmbaren Unterschied bezüglich der Weise ergeben würde, in der die Rahmenteile (A, B) des Fahrrades und Räder (62, 63) geteilt werden und in einem. Koffer verpackt werden können. Der Rest der Fahrradteile, die vom Rahmen (60) entfernt worden sind, paßt zwischen die Rädern (62, 63) und die Rahmenteile (A, B) in einem richtig proportionierten Koffer mit 62 Zoll linearen Gesamtabmessungen.
Ein Standardfahrrad ist im allgemeinen ein Fahrrad, das einen Rahmen hat, der aus einzelnen Rohren und praktisch Standardrädern "700C" besteht, wie das in 19 gezeigte. "700C"-Räder haben einen Durchmesser von ungefähr 26 Zoll (66,04 cm) wenn aus einem darauf befindlichen Reifen die Luft abgelassen wird. Andere gebräuchliche Namen für solch ein Fahrrad sind "Rennrad" oder "Tourenrad". "Mountain Bikes", die breitere Räder von ähn- lichem Durchmesser und modifizierte Lenkstangen haben, werden ebenfalls als ein Standardfahrrad gemäß dieser Definition angesehen. Während die Rahmengrößen variieren können, sind die Räder von ungefähr 26 Zoll Durchmesser ziemlich standardisiert.
Die Kupplungen (50, 250) machen es möglich, den Rahmen (60) für die Verpackung in kleinere Teile (A, B) zu zerlegen und die Teile (A, B) dann wieder zusammenzubauen, wobei verschiedene Standardbestandteile (80) des Fahrrades wieder am Rahmen (60) angebracht werden, um ein Fahrrad zu erhalten, das sich genau wie das Original fährt. Ein vorderes Teil (A) würde wahrscheinlich ein Frontrohr (29) des Rahmens (60) mit einschließen und ein hinteres Teil (b) würde wahrscheinlich das Kurbelgehäuse (30) des Rahmens (60) mit umfassen. Je weniger Teile vom Rahmen (60) entfernt werden, desto einfacher sind die Zerlegung und der zusammenbau. Eine exakte Positionierung der Kupplungen (50, 250) ermöglicht es, daß der Rahmen (60) in so wenige Teile wie möglich geteilt wird und dennoch in den Koffer (100) paßt.
Der Einbau von Drehkupplungen (50, 250), um einzelne Teile (A, B) des Fahrradrahmens (60) zu erhalten, die den Abmessungen eines gewünschten Koffers (100) entsprechen, erfordert, daß zunächst die Hauptabmessungen des Koffers (100) mit dem Rahmen. (60) verglichen werden. Dieses geschieht am besten dadurch, daß man zwei quadratische Schablonen (T) herstellt, die die Höhe und Breite des zu verwendenden Koffers (100) haben (12). Ungefähr 26'' × 26'' (66.04 cm × 66.04 cm) große quadratische Pappen sind geeignet, da sie in etwa den äußeren Abmessungen des Koffer (100) entsprechen, in den die Räder (62, 63) hinein passen, wenn die Luft aus den Reifen gelassen wird. Um ein optimales Resultat zu erzielen, sollte eine genau bemessene Schablone benutzt werden.
Vorzugsweise wird der Rahmen (60) in nur zwei Teile geteilt. Um dieses zu erreichen, müssen diese Schablonen (T) so auf dem vorgesehenen vorderen und hintere Abschnitt des Fahrrades justiert werden, daß jedes Teil (80), das für das Verpacken nicht entfernt werden kann oder soll, um das Fahrrad in einem Koffer (100) zu verpacken, vollständig innerhalb des Bereiches liegt, der durch mindestens eine Schablone (T) festgelegt wird (siehe 12). Dieses kann umfassen, ist aber nicht beschränkt auf: (innerhalb des punktierten Bereiches auf dem linken Teil der 12) die Oberseite des Frontrohres (20), die Spitze der Vorderradgabel (18) und (innerhalb des punktierten Bereiches auf dem rechten Teil der 12) das gesamte Sitzrohr (22), die untere Spitze der hinteren Ausfallenden (23), an denen der Umwerfer angebracht ist, und den Kurbelsatz (24).
Die sich überdeckenden Bereiche (19, 21) der Schablonen (T) am oberen Rohr (96) und am unteren Rohr (98) in 12 zeigen an, wo sich die Schablonen (T) auf diesen Rohren (96, 98) überlappen. Hier sollten die Kupplungen (50, 250) eingesetzt werden und sich die Mittelachsen der Kupplungen (50, 250) nach der Installation befinden. Typischerweise ist dieser Bereich (21) sehr klein und erfordert eine genaue Plazierung der Kupplungen (50, 250), während der Bereich (19) ziemlich groß ist und viel Spielraum bei der Plazierung der Kupplungen (50, 250) erlaubt. Die 13 und 14 zeigen die Kupplungen (50, 250), die innerhalb der sich überdeckenden Bereiche (19, 21) angebracht sind. In diesem Beispiel sind die Gewindeansätze (2) in 13 und die Ansätze mit der entfernbaren Schulter in 14 dargestellt. Es sei wieder auf die Positionierung der Mittelachsen der Kupplung (50) innerhalb der sich überdeckenden Bereiche (19, 21) der Schablonen (T) hingewiesen.
Wenn es nicht möglich ist, eine Überlappung zwischen den vorderen und hinteren Anordnungen der Schablonen auf dem oberen oder unteren Rohr (96, 98) oder beiden zu erzielen (6), gibt es zwei Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen. Eine besteht darin, den vorderen Zahnkranz (28) zu entfernen und die Schablonen (T) so auszurichten, daß mehr Überlappung besteht. Die andere besteht darin, die Rohre (96, 98), die keine Überlappung aufweisen, in mehrere Teile aufzuteilen (19). Die Trennlinien der Kupplungen (50, 250) müssen jeweils innerhalb der Grenzen entweder einer vorderen oder hinteren Position der Schablone (T) liegen. Die Wahl eines Ortes außerhalb dieser Positionen der Schablone (T) würde, ebenso wie die Wahl eines Ortes außerhalb eines Überlappungsbereiches (19, 21), wie oben besprochen wurde, einen Rahmenabschnitt (A, B) mit einem Teil belassen, das nicht in den Koffer (100) passen würde.
Um die ursprüngliche Geometrie des Fahrradrahmens (60) beizubehalten, wie dies eine Aufgabe dieser Erfindung ist, sollte die genaue Länge der Rohre (1, 11) die durch die Kupplung (50, 250) ersetzt wird, von der inneren Schulter (14) zur inneren Schulter (17) (3) der Ansätze (2 und 9) (1) zugeschnitten werden, wobei auf die Lage von vorher angelöteten Ansätzen, Kabelführungen, etc. Rücksicht genommen werden sollte, die den Kupplungen im Wege sein können. Es können auch neue Rohre (1, 11) verwendet werden, um die alten Rohre (96, 98) zu ersetzen.
Um ein optimales Resultat zu erzielen, wird der Rahmen (60) innerhalb des Überlappungsbereichs gekennzeichnet und ein passender Teil des Rohres (96, 98) wird entfernt, um die ursprüngliche Rahmengeometrie beizubehalten. Wenn sich die Markierung zu nah an einem Hindernis auf dem Rohr (1, 11) befindet, sollte sie verschoben werden, um 2 Zoll Abstand zu haben. Das Umsetzen oder Ersetzen einiger dieser Teile könnte notwendig sein. wie schon erwähnt, können die Methoden zum Sichern der Ansätze (2, 9) am Rahmen variieren, abhängig vom Material, aus dem die Ansätze (2, 9) und der Rahmen (60) bestehen. In dem Fall, in dem die Kupplungen (50) aus rostfreiem Stahl bestehen, können die Kupplungen (50) mit Silberlot an Kohlenstoffstahl-Rahmenrohre (1, 11) angelötet werden.
Die Verwendung guter Rahmenbautechniken wird bei der Installation der Drehkupplungen (50, 250) an einem Fahrradrahmen (60) bevorzugt. Da das Rohrdesign, die Materialien und die Wandstärken variieren, wird nur ein qualifizierter Rahmenbauer, der die relativen Spannungen, denen ein Rahmen unterliegt, kennt und weiß, in welchen Bereichen diese Spannungen auftreten, in der Lage sein, die Installation angemessen durchzuführen.
wenn die Kupplung (50) mit entfernbarer Schulter bei einem Rahmen (60) benutzt wird (1 bis 5), wird, nachdem die Ansätze (2, 9) einmal an den Rahmenrohren (1, 11) angebracht worden sind, jede Spannmutter (5) so weit auf den zugehörigen Ansatz (9) mit entfernbarer Schulter geschoben, bis die entfernbare Schulter (4) aufgesetzt werden kann. Bei einer Kupplung (50) sind Seegerringe in einer Nut (8) mit Erfolg benutzt worden, aber die entfernbare Schulter (4) ist nur eine von vielen Konfigurationen mit Mehrfach-Befestigung, wie Gewinde, Klemmschrauben, Schlitze, Stifte, usw.. Die entfernbare Schulter (4) wirkt mit der Spannmutter (5) zusammen, um die Rahmenteile (A, B) zusammenzuziehen. Eine sich verjüngende Schulter (10) ist derart auf dem entfernbaren Ansatz (9) angeordnet, daß sie mit einer sich verjüngenden Schulter (16) an der Spannmutter (5) zusammenpaßt. Dieses verhindert, daß die Mutter (5) beim Abschrauben von der Rückseite des Ansatzes (9) herunterfällt und den Lack des Rahmens zerkratzt. Die Mutter (5) und die entfernbare Schulter (4) sind ebenfalls leicht austauschbar, wenn sie beschädigt werden.
während des Zusammenbaus des Rahmens (60) wird die Spannmutter (5) auf den Gewindeansatz (2) geschraubt und zieht den Ansatz (9) mit entfernbarer Schulter dadurch axial an der Schulter (15), daß die Spannmutter (5) mit der entfernbaren Schulter (4) in Eingriff gelangt. Dadurch verzahnen sich die Kupplungszähne (3, 7). Nachdem die Spannmutter (5) mit einem Vierkantspannschlüssel in den Schlitzen (6), die in die Mutter (5) eingeschnitten sind, festgezogen wurde, ist ein kraftschlüssiger Anschluß hergestellt, der die gleiche oder größere Festigkeit wie das ursprüngliche Rohr (96, 98) aufweist. Wenn die Zähne (3, 7) der Kupplung aufeinander reiben, wird durch weiteres Festziehen der Spannmutter (5) jedes mögliche Zahnflankenspiel beseitigt bei einer nur unwesentlichen Änderung der Länge des Rahmenrohres (96, 98).
Wenn die gegenläufige Gewindekupplung (250) (6 bis 10 verwendet) wird, ist die Vorgehensweise nur geringfügig anders. Die Spannmutter (255) wird vollständig auf dem mit Feingewinde versehenen Ansatz (255) geschraubt. Die sich verjüngenden Zähne (3, 7) des mit Grobgewinde versehenen Ansatzes und des mit Feingewinde versehenen Ansatzes (259) werden fest miteinander in Eingriff gebracht. Die Mutter (255) wird anfangs auf den mit Grobgewinde versehenen Ansatz (252) geschrubt. Sie schraubt sich schneller auf diesen Ansatz (252) als sie sich von dem mit Feingewinde versehenen Ansatz (259) abschraubt und zieht so die zwei Ansätze (252, 259) zusammen. Das Festziehen mit einem Vierkantspannschlüssel erzeugt, wie zuvor, einen Rohranschluß mit einer Festigkeit, die gleich oder größer ist als die des ursprünglichen Rohres (96, 98). Wenn die Zähne (3, 7) aufeinander reiben, können sie durch weiteres Festziehen der Spannmutter (255) weiter zusammengezogen werden
Industrielle Verwendbarkeit
Die industrielle Verwendbarkeit der vorliegenden Erfindung soll durch die Diskussion der nachfolgenden Aufgaben der Erfindung aufgezeigt werden.
Es ist eine primäre Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung mit sich verjüngenden Zähnen bereitzustellen, die einen Verschleiß infolge harten Einsatzes dadurch verhindert, daß sie diese durch Anziehen einer Spannmutter dicht zusammenbringt. Die Tatsache, daß die Zähne ohne Zahnflankenspiel zusammengepreßt werden können, verhindert auch, daß die Kupplung Spiel hat und die Spannmutter sich während eines harten Einsatzes von selbst löst.
Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung zur Verfügung zu stellen, mit der zwei Rohre eines Fahrradrahmens entlang einer gemeinsamen zentralen Achse befestig- und lösbar zusammengefügt werden können, wobei die Kupplung in Kombination enthält einen ersten Ansatz, der fest mit einem ersten Rohr verbunden ist, wobei der erste Ansatz Mittel aufweist, um eine Mutter drehbar zu haltern, einen zweiten Ansatz, der fest an einem zweiten Rohr angebracht ist, wobei der zweite Ansatz Mittel aufweist, um die Mutter drehbar zu haltern, wobei die Mutter Mittel aufweist, um den ersten Ansatz und den zweiten Ansatz in Richtung aufeinander entlang ihren gemeinsamen zentralen Achsen zusammenzuziehen, und Mittel zur Verhinderung von Rotationsbewegungen des ersten Ansatzes in Bezug auf den zweiten Ansatz; wodurch die Kupplung eine feste Verbindung zweier Rohre gewährleistet.

Claims

Ein Verbinder (50) zum lösbaren Verbinden der Enden von Rohren eines Fahrradrahmens, um das Zerlegen und Wiederzusammensetzen eines Fahrradrahmens zu erleichtern, wobei der Verbinder in Kombination enthält: einen ersten Ansatz (2, 252), der lösbar an einem ersten Ende eines ersten zu verbindenden Rahmenrohres (1) befestigt ist und über dieses hinweggreift, einen zweiten Ansatz (9, 259), der lösbar an einem zweiten Ende eines zweiten zu verbindenden Rahmenrohres (1) befestigt ist und über dieses hinweggreift, Mittel, um eine Druckkraft zum Andrücken des besagten ersten Ansatzes (2) gegen den besagten zweiten Ansatz (9) aufzubringen, wobei die besagten Mittel zum Aufbringen der Druckkraft wirksam zwischen dem besagten ersten Ansatz und dem besagten zweiten Ansatz verbunden sind, wobei die besagten Mittel zum Aufbringen der Druckkraft eine verbindende Spannmutter (5, 255) umfassen, die mit dem besagten zweiten Ansatz (11) auf eine Weise verbunden ist, daß eine Rotationsbewegung zwischen beiden möglich ist, wobei die besagte verbindende Spannmutter eine innere Bohrung mit einem darin angeordneten Gewinde aufweist und wobei der besagte erste Ansatz (2) auf seiner Außenfläche ein Gewinde (262) aufweist, das zu dem besagten Gewinde (278) auf der besagten Spannmutter (5) komplementär ist, Mittel zur Vermeidung einer vollständigen axialen Verschiebung der besagten Spannmutter vom besagten zweiten Ansatz weg auf das besagte zweite Rahmenrohr (11) hin, an dem der besagte zweite Ansatz (9) befestigt ist, Mittel zur Vermeidung einer Drehbewegung eines der besagten Ansätze (2, 9) gegenüber einem anderen der besagten Ansätze; wobei die besagten Mittel zur Vermeidung einer Drehbewegung ineinandergreifende Kupplungszähne (3) aufweisen, die auf ersten und zweiten aufeinander abgestimmten Paßflächen jedes Ansatzes angeordnet sind, die miteinander in Eingriff gelangen, wenn sie durch die Mittel zum Aufbringen der Druckkraft zusammengezogen werden, wobei das besagte erste Rahmenrohr (1) und das besagte zweite Rahmenrohr (11) fest miteinander verbunden werden können, wobei die besagten ineinandergreifenden Kupplungszähne eine Anzahl von Zähnen (3, 7) aufweisen, die auf der besagten ersten Paßfläche und besagt zweiten Paßfläche angeordnet sind, wobei die besagten Zähne voneinander durch dazwischen lie gende Aussparungen (36) getrennt sind, die derart bemessen sind, daß sie die Zähne einer gegenüberliegenden der besagten Paßflächen aufzunehmen vermögen, wobei die besagten Zähne zwei Seitenflächen (34) aufweisen, die auf beiden Seiten der besagten Zähne angeordnet sind, wobei die besagten Seitenflächen unter einem Winkel abgeschrägt sind, der nicht rechtwinklig zu der Ebene verläuft, in der die besagte erste Paßfläche die besagte zweite Paßfläche berührt, wobei jeder der besagten Zähne eine Breite zwischen den besagten beiden Seitenflächen aufweist, die sich mit zunehmendem Abstand des besagten Zahnes von der besagten Paßfläche, an der der besagte Zahn angeordnet ist, derart verringert, daß die besagten Zähne abgeschrägte Seitenflächen aufweisen, die das Ineinandergreifen der besagten Zähne auf einer der besagten Paßflächen in die besagten Aussparungen einer gegenüberliegenden besagten Paßfläche erleichtern, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Zähne der ersten Paßfläche eine vordere Stirnfläche (32) aufweisen, die an einer hinteren Oberfläche (36) einer Aussparung zwischen den besagten Zähnen der besagten zweiten Paßfläche anliegt, wenn die besagte erste Paßfläche an der besagten zweiten Paßfläche anliegt, und die unter einem ersten Winkel geneigt ist, der zu einer Ebene nicht parallel ist, in der die besagte. erste Paßfläche die besagte zweite Paßfläche berührt, und wobei die besagten Aussparungen eine untere Oberfläche (2) aufweisen, die in einem zweiten Winkel geneigt ist, der zu dem besagtem erstem Winkel derart komplementär ist, daß die besagten Zähne in die besagten Aussparungen eingeführt werden können, wenn die besagte erste Paßfläche an der besagten zweiten Paßfläche anliegt.
Der Verbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vermeidung einer axialen Verschiebung der Spannmutter mit umfassen, daß der besagte zweite AnSatz eine Schulter (10) mit einem Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Bereich (16) der besagten inneren Bohrung der besagten Spannmutter (5), wodurch die besagte Spannmutter an der besagten Schulter (10) des besagten zweiten Ansatzes (9) anliegt, wenn sie axial in Richtung auf das zweite Rahmenrohr hin verschoben wird, daß die besagten Mittel zur vermeidung einer axialen verschiebung auch umfassen, daß der besagte zweite Ansatz (9) eine zweite Schulter (4) mit einem Außendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Teilbereich der besagten inneren Bohrung der besagten Spannmutter, wobei die besagte. zweite Schulter näher an dem ersten Rahmenrohr liegt als der besagte Bereich der besagten inneren Bohrung der besagten Spannmutter (5), wodurch die besagte Spannmutter an. einer Verschiebung von dem besagten zweiten Ansatz weg gehindert wird, wodurch die besagte zweite Schulter (4) lösbar mit dem besagten zweiten Ansatz (9) verbunden ist.
Der Verbinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zusammenziehen der besagten Ansätze (2; 9) aus Gewinden (262, 264, 272, 274) auf den Außenseiten der beiden Ansätze und auf der inneren Oberfläche der besagten Mutter bestehen, wobei die besagten mit Gewinden versehenen Außenseiten (262, 264) der besagten Ansätze unterschiedliche Durchmesser aufweisen und die besagten inneren Oberflächen der besagten Mutter zwei unterschiedliche Durchmesser (272, 274) aufweisen, einen ersten Durchmesser, der einem äußeren Durchmesser des besagten ersten Ansatzes (2) entspricht, und einen zweiten Durchmesser, der dem äußeren Durchmesser des besagten zweiten Ansatzes (9) entspricht; wodurch verhindert wird, daß die besagte Mutter (5) auf den besagten Ansatz mit dem Mutter (5) auf den besagten Ansatz mit dem größeren Durchmesser über einen größeren Durchmesserbereich der besagten inneren Oberfläche geschraubt wird, und wodurch verhindert wird, daß das besagte Gewinde des besagten Ansatzes mit geringerem Durchmesser in Kontakt mit dem Gewinde eines Teils des größeren Durchmessers der besagten inneren Oberfläche der besagten Mutter gelangt.
Der Verbinder gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Gewinde (262) des besagten ersten Ansatzes eine unterschiedliche Steigung aufweist als das Gewinde (264) des besagten zweiten Ansatzes, wodurch eine gegenläufige Anordnung zur Verfügung gestellt wird, bei der eine Umdrehung der Mutter die besagten Ansätze (2, 9) in Richtung aufeinander zusammenzieht.
Der Verbinder gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ansatz (2, 9) ein Ende aufweist, das ein Rohr aufzunehmen vermag und das einen angesetzten Rand bildet, an dem der besagte Ansatz fixierbar mit einen der Rahmenrohre (1, 11) verbunden ist, wobei der besagten angesetzte Rand (12, 13) nicht senkrecht zu einer Längsachse des Rahmenrohres, mit dem der besagte Ansatz verbunden ist, ausgerichtet ist, wodurch die Kräfte, die auf den besagten angesetzten Rand aufgebracht werden, teilweise entlang einer Länge des Rahmenrohres verteilt werden.
Der Verbinder gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Rohr aufnehmenden Enden der Ansätze (2, 9) Winkel (12, 13) aufweisen, die derart geschnitten sind, daß sie zwei Punkte bilden, die um 180 Grad gegeneinander versetzt auf jedem der zu verbindenden Rahmenrohre (1, 11) liegen.
Der Verbinder gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der besagten Ansätze einen äußeren Umfang aufweist, der sich in Richtung auf den besagten angesetzten Rand hin zu einer geringeren Größe verjüngt, wodurch der besagte Ansatz in einem an den besagten angesetzten Rand angrenzenden Teilbereich einen geringeren Außendurchmesser aufweist als in anderen Teilbereichen des besagten Ansatzes.