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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung, einen Fahrradrahmen mit einem Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung, sowie ein Fahrrad.
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Die Eigenschaften eines Fahrrads hinsichtlich des Lenkverhaltens, beispielsweise des Geradeauslaufs, sowie die Wendigkeit werden durch den Abstand von dem Radmittelpunkt zur Lenkachse und insbesondere durch den Lenkwinkel bestimmt. Unter Lenkwinkel wird im Rahmen der Erfindung der Winkel der Lenkachse, d. h. derjenigen Achse, um den sich die Gabel drehen lässt, verstanden. Der Winkel bezieht sich dabei auf den Winkel zwischen der Lenkachse und einer gedachten Standfläche des Fahrrads. Vereinfacht gesagt, bedeutet ein steiler Winkel ein agileres, bzw. auch als aggressiv bezeichnetes Lenkverhalten im Vergleich zu einem flacheren Lenkwinkel, bei welchem ein Fahrrad eher die Tendenz aufweist, geradeaus zu laufen. Um beispielsweise ein sogenanntes „gemütliches” Lenkverhalten zu gewährleisten, sind schräge Lenkwinkel bekannt, beispielsweise bei Hollandfahrrädern. Um jedoch einen sportlicheren Fahrstil zur Verfügung zu stellen, ist im Gegensatz dazu bei Rennrädern, und insbesondere auch bei Mountainbikes, ein steilerer Lenkwinkel vorgesehen. Der Begriff „steiler” Lenkwinkel bezeichnet einen Lenkwinkel, der mit Bezug auf die Standfläche des Fahrrads näher an der Senkrechten zu der Standfläche, d. h. näher an 90° angeordnet ist, als ein „flacher” oder „schräger” Lenkwinkel, der mit der Standfläche einen kleineren Winkel bildet. Bei konzentrisch aufgebauten Steuersätzen wird der Lenkwinkel durch das Steuerrohr des Rahmens definiert, d. h. der Lenkwinkel verläuft parallel zur Achse des Steuerrohrs. Um das Lenkverhalten eines Mountainbikes zumindest geringfügig modifizieren zu können, sind Steuersätze bekannt, bei denen eine exzentrische Anordnung des Lagers zur Aufnahme des Gabelschafts in Relation zum Steuerrohr vorgesehen ist. Ein Verkippen der Lenkwinkelachse zur Achse des Steuerrohrs ist damit möglich. Damit einher geht jedoch auch ein Verkippen der Lagerebenen, was insbesondere bei den heutzutage verwendeten Industrielagern zur Lagerung des Gabelschafts zu Problemen führt, da bereits eine geringfügige Abweichung der Lagerebene hinsichtlich der Senkrechten zur Belastungsrichtung zu einem sehr schnellen Verschleiß der Lager führen kann. Um diesem Aspekt Rechnung zu tragen, sind Steuersätze bekannt, bei denen die Lagerebene entsprechend mit verkippt ist. Ein weiteres Problem taucht jedoch bei nachrüstbaren Steuersätzen zur Lenkwinkelverstellung auf, die für unterschiedliche Abstände zwischen dem unteren und dem oberen Lager verwendet werden können, d. h. unterschiedliche lange steuerrohre. Bereits bei geringfügig unterschiedlich langen Steuerrohren kann es zu unterschiedlichen Neigungen der Lagerebenen kommen, die hinsichtlich des Lagerverschleißes parallel ausgerichtet sein sollten. Für diesen Zweck gibt es Steuersätze, bei denen ein Lager in einer Schale gehalten ist, die in Bezug auf ein weiteres Halteelement unterschiedlich gekippt werden kann, beispielswiese der Nachrüstsatz „Angleset” der Firma Cane Creek®. Das schalenförmige Element ist mit einer sphärischen Kontur versehen, die in der Art eines Taumellagers in einem weiteren Halteelement gehalten ist. Das weitere Halteelement wird dann in das Steuerrohr eingesetzt. Durch eine exzentrische Anordnung der sphärischen Haltefläche in dem zusätzlichen Halteelement wird ein Verkippen der Lenkwinkelachse zur Steuerrohrachse ermöglicht. Das zusätzliche Halteelement wird beispielsweise in die obere bzw. untere Öffnung des Steuerrohrs eingedrückt, bzw. durch einen leichten Schlag eingepresst. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es bei einer Abweichung von der gewünschten Exzentritätsrichtung notwendig ist, dieses zusätzliche Halteelement durch Aufbringung einer Lösekraft aus dem Steuerrohr herauszunehmen, z. B. herausschlagen zu müssen, um erneut eine Positionierung vorzunehmen. Dies trifft ebenfalls für das Ändern des Lenkwinkels zu, wofür ebenfalls das zusätzliche Halteelement gelöst werden muss.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung zur Verfügung zu stellen, bei dem eine einfachere Ausrichtung des Lenkwinkels möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung, einen Fahrradrahmen sowie ein Fahrrad nach einem der unabhängigen Ansprüche erreicht. Beispielhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung vorgesehen, der eine obere Lagervorrichtung und eine untere Lagervorrichtung aufweist. Die obere und die untere Lagervorrichtung weisen jeweils eine ringförmige Lagereinheit mit einer Lagerebene zum drehbaren Lager eines Gabelschafts auf. Die Lagereinheiten sind jeweils in einer Lagerung gehalten. Die Lagerhalterungen sind jeweils in einer Lageraufnahme aufgenommen. Die beiden Lagerhalterungen sind in den jeweiligen Lageraufnahmen derart beweglich gehalten, dass die Lagerebenen der Lagereinheiten in Relation zueinander veränderbar gehalten sind, wobei die Lagerebenen jeweils wenigstens um eine senkrecht zur Rotationsachse der ringförmigen Lagereinheiten verlaufende Schwenkachse schwenkbar gehalten sind, wobei die beiden Schwenkachsen parallel zueinander angeordnet sind. Die Lagerhalterungen sind in den Lageraufnahmen konzentrisch gehalten. Wenigstens eine Lagereinheit ist in einer der Lagerhalterungen außermittig mit einem Mittelpunktversatz gehalten.
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Dadurch lässt sich die Ausrichtung des Lenkwinkels durch die Lagerhalterung selbst vornehmen, da diese die Außermittigkeit aufweist, die für die Lenkwinkelverstellung vorgesehen ist. Die Lageraufnahme selbst hat auf die Außermittigkeit, und damit auf die Richtung des verstellten Lenkwinkels, keinen Einfluss.
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Der Begriff „außermittig” bedeutet, dass die ringförmige Lagereinheit mit ihrem Mittelpunkt versetzt zum Mittelpunkt der Lagerhalterung, und damit auch versetzt zum Mittelpunkt der Lageraufnahme gehalten ist.
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Die Lageraufnahme ist beispielsweise ebenfalls ringförmig, wobei die Lagereinheit und die Lageraufnahme nicht-konzentrisch zueinander angeordnet sind.
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Die Schwenkachse kann derart angeordnet sein, dass sie die Rotationsachse der Lagereinheit schneidet, d. h. die Rotationsachse und die Schwenkachse haben einen gemeinsamen Schnittpunkt.
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Der Begriff „Lenkwinkelverstellung” bezieht sich darauf, dass eine Fahrradgabel mit dem Gabelschaft in den beiden Lagereinheiten in einer Lenkachsenrichtung drehbar gehalten ist, die von einer Steuerrohrrichtung abweicht, welche durch eine untere und eine obere Steuersatzöffnung des Steuerrohrs gebildet wird. Die untere und die obere Steuersatzöffnung sind beispielsweise konzentrisch mit einer Steuerrohrachse ausgebildet.
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Die Lenkachsenrichtung verläuft beispielsweise geneigt zur Steuerrohrachse, zum Beispiel mit einer Neigung von 0,5° oder auch 1° oder 1,5° sowie mit einer kleineren oder größeren Neigung.
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Gemäß der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass die Lagereinheiten unterschiedliche Durchmesser aufweisen können. Dazu kann beispielsweise auch das Steuerrohr unterschiedliche Steuerrohröffnungen aufweisen. Mit anderen Worten, gemäß der Erfindung ist ein Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung vorgesehen, der sich sowohl für einen zylindrischen Gabelschaft als auch für einen konischen Gabelschaft, bzw. für ein zylindrisches Steuerrohr oder auch ein konisches Steuerrohr eignet. Dabei können auch unterschiedliche Verbindungen zwischen Steuersatz und Gabel vorgesehen sein, beispielsweise können gewindelose Gabelschäfte verwendet werden, bei denen über einen Klemmmechanismus die Haltekraft aufgebracht wird, oder auch Gabelschäfte mit Gewinde.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lageraufnahmen jeweils eine konkave sphärische Aufnahmefläche aufweisen. Die Lagerhalterungen weisen jeweils eine konvexe sphärische Auflagefläche auf, die an der konkaven sphärischen Aufnahmefläche derart anliegt, dass die Lagerhalterung in der Lageraufnahme taumelnd gehalten ist.
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Die Lageraufnahme bildet eine Taumellagerung für die Lagerhalterung.
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Die Lageraufnahmen können in einem Steuerrohr ausgebildet sein.
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Die Aufnahmeflächen der Lagerhalterungen kann jeweils eine Außenfläche einer Kugelschicht bilden, und die Auflageflächen jeweils eine Innenfläche einer Kugelschicht. Der Begriff „Kugelschicht” bezeichnet eine Form, die entsteht, wenn eine Kugel durch zwei parallele Schnittflächen geschnitten wird, bzw. das Kugelsegment, das entsteht, wenn man mit zwei parallelen Schnittflächen aus einer Vollkugel einen Teil bzw. eine Scheibe herausschneidet.
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Mit der Ausbildung der kugelschichtförmigen Lageraufnahmen ist eine selbstfindende Ausrichtung der Lagerebene mit Bezug auf die einwirkenden Lagerkräfte möglich, d. h. ein Verkippen und damit ungleichmäßiges Abnutzen der Lagereinheiten wird vermieden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Lageraufnahmen integral an einem oberen und einem unteren Ende eines Steuerrohrs vorgesehen, wobei die Auflageflächen einstückig mit dem Steuerrohr ausgebildet sind.
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Dies bedeutet eine Gewichtsersparnis, sowie auch eine vereinfachte Handhabung sowohl hinsichtlich des Einbaus als auch der weiter unterhalb diskutierten Möglichkeit der Veränderung der Lenkwinkelverstellung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind beide Lagereinheiten in den Lagerhalterungen jeweils außermittig gehalten.
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Dadurch lässt sich, zum Beispiel bei gegensinnig versetzten Anordnungen, eine möglichst große Abweichung der Lenkwinkeleinstellung im Vergleich zur Lenkwinkeleinstellung bei konzentrisch angeordneten Lagern, d. h. bei konzentrischen Steuersätzen, zur Verfügung stellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine der Lagerhalterungen, welche die Lagereinheit außermittig hält, in der Lageraufnahme lösbar gehalten.
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Dies erlaubt beispielsweise den Einbau unterschiedlicher Lagerhalterungen, beispielsweise mit unterschiedlich außermittig gehaltenen Lagereinheiten, d. h. mit unterschiedlichen Mittelpunktversätzen, sowie auch den Einbau einer konzentrisch angeordneten Lagereinheit in Kombination mit einer nicht-konzentrischen Lagereinheit gemäß der Erfindung.
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Dabei können auch beide Lagerhalterungen, welche die jeweilige Lagereinheit außermittig halten, in der jeweiligen Lageraufnahme jeweils lösbar gehalten sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine der Lagerhalterungen auswechselbar ist gegen eine Lagerhalterung mit einem kleineren oder größeren Mittelpunktversatz, beispielsweise um für einen gewissen Steuerrohrlängenbereich Lenkwinkelveränderungen von 0,5°, 1° oder 1,5° in beide Richtungen zur Verfügung zu stellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine lösbar gehaltene Lagerhalterung in ihrer Drehwinkellage des Mittelpunktversatzes wenigstens zwischen einer ersten und einer zweiten Position, die in 180° zueinander angeordnet sind, veränderbar.
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Dadurch lassen sich zumindest zwei unterschiedliche Lenkwinkel mittels der beiden unterschiedlichen Positionen der einen Lagerhalterung einstellen.
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Die Richtung der Außermittigkeit kann in ihrer Winkellage bezogen auf die Rotationsachse der ringförmigen Lagereinheiten, bzw. der Lenkachse, einstellbar sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist für wenigstens eine Drehwinkellage von wenigstens einer der Lagerhalterungen in Relation zu der jeweiligen Lageraufnahme eine Positioniervorrichtung vorgesehen, wobei die Positioniervorrichtung die Drehwinkellage fixiert.
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Durch Fixieren der Drehwinkellage ist die Lagerhalterung beispielsweise beim Einbau derart gehalten, dass eine unbeabsichtigte Verdrehung, d. h. eine unbeabsichtigte Veränderung der Drehwinkellage, vermieden wird. Dies bedeutet insbesondere bei einem Anpassen der Lenkwinkeleinstellung während eines Rennens eine deutliche Erleichterung bei der Handhabung, da es bei einem Rennen bekanntermaßen auf die verwendete Zeit ankommt, wenn beispielsweise der Fahrer zwischen einer Bergauf-Strecke und einer steileren Abfahrt, z. B. bei sogenannten Enduro-Mountainbike-Rennen, vom Rad absteigt, um den Steuersatz kurz zu lösen, um die Drehwinkellage zu verändern zur Anpassung des Steuerwinkels, bzw. des Lenkwinkels.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Positioniervorrichtung wenigstens einen Vorsprung an der Aufnahmefläche oder der Auflagefläche und wenigstens eine Vertiefung an der Auflagefläche oder der Aufnahmefläche aufweist, zur Aufnahme des Vorsprungs in der Vertiefung im aufgenommen Zustand der Lagerhalterung in der Lageraufnahme. Die Positioniervorrichtung gewährleistet, dass die Lenkwinkelveränderung in der Fahrrichtungsebene erfolgt.
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Bei einer länglichen Ausbildung der Vertiefung, die in einer Ebene verläuft, in der die Lenkwinkelverstellung vorgenommen werden soll, kann die Taumelbewegung der sphärischen Lagerung auf eine Schwenkbewegung reduziert werden.
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Da die Änderung des Lenkwinkels in der Regel in der Richtung der Rahmenebene, d. h. der Längsachse des Fahrrads, vorgenommen werden soll, und nicht eine seitliche Verstellung des Lenkwinkels bzw. der Gabel, kann auch die Ausbildung von zwei Vertiefungen vorgesehen sein, so dass sich bei Ausbildung eines Vorsprungs zwei unterschiedliche Positionen leicht einstellen lassen, indem der Vorsprung in eine der beiden Vertiefungen eingreift. Damit lassen sich zwei verschiedene, nämlich eine maximale und eine minimale Auslenkung, bezogen auf die Ausrichtung bzw. Änderung des Lenkwinkels in eine Richtung, erreichen. Dabei können auch zwei Vorsprünge vorgesehen sein, so dass in beiden Positionen jeweils ein Vorsprung in einer Vertiefung eingreift.
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Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle auch erwähnt, dass sich die erfindungsgemäße Lenkwinkelverstellung auch einsetzen lässt, um eine seitliche Abweichung, bzw. seitliche Anpassung des Lenkwinkels vornehmen zu können, zum Beispiel um die Spur bei einem verzogenen Rahmen zumindest für den weiteren Verlauf eines Rennens etwas korrigieren zu können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Lagerhalterungen und die Lageraufnahmen aus unterschiedlichen Materialkategorien hergestellt, wobei vorgesehen ist, dass i) die Lagerhalterungen aus Kunststoffmaterial und die Lageraufnahmen aus einem Metallwerkstoff hergestellt sind; oder dass ii) die Lagerhalterungen aus Kunststoffmaterial und die Lageraufnahmen aus einem Karbonwerkstoff hergestellt sind.
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Beispielsweise bestehen die Lagerhalterungen aus Polyoxymethylen (POM). Die Lageraufnahmen können aus einem Metallwerkstoff hergestellt sein, was sich insbesondere bei einer integralen, bzw. einstückigen Ausführung mit dem Steuerrohr des Rahmens anbietet, wenn dieses einen Metallwerkstoff aufweist. Wenn der Rahmen, d. h. das Steuerrohr aus einem Karbonwerkstoff hergestellt ist, können die Lageraufnahmen ebenfalls aus Karbonwerkstoff hergestellt sein. Die Verwendung dieser Materialkombinationen ist auch für die Varianten vorgesehen, bei denen die Lageraufnahmen nicht einstückig mit dem Steuerrohr ausgebildet sind.
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Die Verwendung zweier unterschiedlicher Materialien verhindert, dass es im Laufe der Zeit in einer unveränderten Position der Lagerhalterung zur Lageraufnahme zu einem Verklemmen bzw. Festsetzen der beiden Bauteile kommt. Dadurch wird gewährleistet, dass eine Veränderung des Lenkwinkels jederzeit möglich ist, ohne dass die Lagerhalterung aus der Lageraufnahme herausgeschlagen werden müsste. Die Verwendung von Kunststoffmaterial für die Lagerhalterung führt z. B. auch dazu, dass Lastspitzen reduziert werden können und die Geräuschentwicklung bei einer Bewegung von Lagerhalterung zu Lageraufnahme verringert ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrradrahmen mit einem Fahrradsteuersatz nach einem der vorhergehend beschriebenen Beispiele vorgesehen.
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Beispielsweise weist der Fahrradrahmen eine Rahmenkonstruktion aus einem Oberrohr, einem Unterrohr, einem Sattelrohr sowie einem Steuerrohr auf, und die Lageraufnahmen, zumindest eine der beiden Lageraufnahmen, ist einstückig mit dem Steuerrohr ausgebildet, oder mit anderen Worten in dem Steuerrohr, bzw. an den jeweiligen Öffnungen am oberen und unteren Ende ausgebildet.
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Dadurch lässt sich ein Fahrradrahmen zur Verfügung stellen, der bereits von Werk aus für die Kombination mit einem Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Dies bietet sich insbesondere bei Rahmenkonstruktionen an, die vorwiegend im ambitionierten Mountainbike-Bereich Verwendung finden, bzw. im semiprofessionellen oder auch professionellen Bereich. In diesem Bereich trifft man in zunehmendem Maße auf Fahrer, die auf eine Einstellbarkeit des Lenkwinkels, zumindest innerhalb eines gewissen Rahmens, Wert legen.
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Der Fahrradrahmen kann auch mit einer Fahrradgabel ausgestattet sein, insbesondere mit einer Federgabelkonstruktion. Der Fahrradrahmen kann beispielsweise auch einen gefederten Hinterbau aufweisen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrrad vorgesehen mit einem Fahrradrahmen nach den vorhergehend beschriebenen Beispielen, einer Gabel, einem vorderen und einem hinteren Laufrad, einer Lenkvorrichtung mit Lenker und Lenkervorbau, und einer Sitzvorrichtung. Der Lenkwinkel der Gabel ist mit dem Steuersatz einstellbar.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Ausführungsbeispiele und Aspekte der einzelnen Varianten auch für Ausführungsformen der anderen aufgeführten Ausführungsbeispiele und Aspekte verwendet werden können, d. h., dass auch diejenigen Merkmale frei miteinander kombiniert werden können, bei denen dies nicht explizit erwähnt ist.
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Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Fahrrads gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ausführungsbeispiel für einen Fahrradrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 einen Fahrradsteuersatz mit Lenkwinkelverstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Vertikalschnitt;
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4 eine Explosionsdarstellung eines Ausschnitts eines Fahrradsteuersatzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5A bis 5D ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fahrradsteuersatzes gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Vertikalschnitt; und
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6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrradsteuersatzes.
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1 zeigt ein Fahrrad 10 mit einem Fahrradrahmen 12, der ein Oberrohr 14, ein Unterrohr 16, sowie ein Sattelrohr 18 und ein Steuerrohr 20 aufweist. Außerdem weist das Fahrrad 10 auch einen Hinterbau 22 sowie eine Gabel 24 auf und ist mit einem vorderen und hinteren Laufrad 26 ausgestattet. Weiter sind eine Lenkvorrichtung 28 mit einem Lenker und einem Lenkervorbau und eine Sitzvorrichtung 30 mit einem Sattel und einer Sattelstütze.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrradsteuersatz 32 vorgesehen, mit dem ein Lenkwinkel 34 der Gabel 24 eingestellt werden kann, was anhand der folgenden Figuren näher erläutert werden soll.
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In 2 ist der Fahrradrahmen 12 in einem Ausschnitt gezeigt, wobei das bereits erwähnte Oberrohr 14 und das ebenfalls bereits erwähnte Unterrohr 16 an das Steuerrohr 20 anschließen.
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In dem Steuerrohr 20 ist ein oberes Ende der Gabel gezeigt, das auch als Gabelschaft 36 bezeichnet wird. Da der Gabelschaft 36 innerhalb des Steuerrohrs 20 angeordnet ist, bzw. zumindest bis zu dessen oberem Ende reicht, legt das Steuerrohr selbst bereits den Spielraum fest, in dem der Lenkwinkel 34 ausgebildet sein kann.
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In 2 ist die Ausrichtung des Steuerrohrs 20 mit einer Steuerrohrachse 38 in Form einer gestrichelten Linie angedeutet.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fahrradsteuersatz 32 eine Lenkwinkelverstellung derart ermöglicht, dass eine Abweichung 40 zwischen dem Lenkwinkel 34 und dem Steuerrohrachse 38 zur Verfügung gestellt wird.
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Wie in 3 in einem Vertikalschnitt angedeutet, weist der Fahrradsteuersatz 32 eine obere Lagervorrichtung 42 und eine untere Lagervorrichtung 44 auf, wobei sich die Begriffe „obere” und „untere” auf die Anordnung an einem Fahrrad in normalem Fahrbetrieb, d. h. bei aufrecht stehendem bzw. fahrendem Fahrrad beziehen.
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Die obere und die untere Lagervorrichtung weisen jeweils eine ringförmige Lagereinheit 46 mit einer Lagerebene 48, dargestellt durch eine gestrichelte, horizontal verlaufende Linie, zum drehbaren Lagern eines Gabelschafts (in 3 nicht gezeigt) auf.
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Die Lagereinheiten 46 sind jeweils in einer Lagerhalterung 50 gehalten, und die Lagerhalterungen 50 sind jeweils in einer Lageraufnahme 52 aufgenommen.
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Die beiden Lagerhalterungen 50 sind in den jeweiligen Lageraufnahmen 52 derart beweglich gehalten, dass die Lagerebenen 48 der Lagereinheiten 46 in Relation zueinander veränderbar gehalten sind, wobei die Lagerebenen jeweils wenigstens um eine nicht weiter gezeigte, senkrecht zur Rotationsachse der ringförmigen Lagereinheiten 46 verlaufende Schwenkachse schwenkbar gehalten sind, wobei die beiden Schwenkachsen parallel zueinander angeordnet sind.
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Die Lagerhalterungen 50 sind in den Lageraufnahmen 52 konzentrisch gehalten. Dazu ist in 4 in einer Explosionsdarstellung durch ein erstes Mittelpunktsymbol 54 der Mittelpunkt der Lageraufnahme 52 dargestellt, und durch ein zweites Mittelpunktsymbol 56 der Mittelpunkt der Lagerhalterung 50. Wie durch eine gestrichelte Linie 68 angedeutet, sind die beiden Mittelpunkte 56, 58 konzentrisch zueinander ausgebildet.
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Wenigstens eine Lagereinheit 46 ist in einer der Lagerhalterungen außermittig mit einem Mittelpunktversatz gehalten.
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Dazu ist in 4 ein drittes Mittelpunktsymbol 60 gezeigt, das den Mittelpunkt der Lagereinheit 46 bildet, wobei im Zusammenhang mit der Lagerhalterung 50 der Mittelpunkt 56 gezeigt ist. Wie ersichtlich, ist eine Position des Mittelpunkts 60 der Lagereinheit 46, angedeutet durch eine weitere gestrichelte Linie 62, mit einem Versatz 64, der den Mittelpunktversatz darstellt, im gehaltenen Zustand angeordnet. Wie ebenfalls ersichtlich ist, ist der Mittelpunkt 60 der Lagereinheit 46 damit auch versetzt zum Mittelpunkt 54 der Lageraufnahme 52 angeordnet, was mit einer weiteren gestrichelten Verbindungslinie 66 verdeutlicht wird.
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Die ringförmige Lagereinheit 46 ist mit ihrem Mittelpunkt versetzt zum Mittelpunkt der Lageraufnahme 52 gehalten.
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Die Lageraufnahme 52 kann dabei beispielsweise ebenfalls ringförmig ausgebildet sein.
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Wie in 3 gezeigt, können die Lageraufnahmen 52 jeweils eine konkave sphärische Aufnahmefläche 68 aufweisen, und die Lagerhalterungen 50 eine konvexe sphärische Auflagefläche 70. Die konvexe sphärische Auflagefläche 70 liegt derart an der konkaven sphärischen Aufnahmefläche 68 an, dass die Lagerhalterung 50 in der Lageraufnahme 52 taumelnd gehalten ist.
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Die Aufnahmefläche 68, die in 3 im Schnitt gezeigt ist, ist ringförmig ausgebildet, und bildet eine sphärische Außenfläche einer Kugelschicht. Die Auflageflächen 70 bilden jeweils eine sphärische Innenfläche einer Kugelschicht.
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Hinsichtlich des vorstehend genannten Begriffs „ringförmig” der Lagerhalterung sei darauf hingewiesen, dass sich dies auf die grundsätzliche Form bezieht, wobei die Lagerhalterung 50 aufgrund der außermittigen Halterung der Lagereinheiten mit einem unterschiedlich breiten Ringprofil ausgebildet ist. Beispielsweise ist in 3 für den Bereich der oberen Lagervorrichtung 42 die linke Schnitthälfte der Lagerhalterung 50 mit einem breiteren Querschnitt 72 dargestellt und die rechte Querschnittshälfte mit einem im Vergleich dazu schmaleren Querschnitt 74. Für die untere Lagervorrichtung 44 ist dieses Verhältnis umgekehrt dargestellt, d. h. die rechte Hälfte weist den breiteren Querschnitt und die linke Hälfte den schmaleren Querschnitt auf. Mit anderen Worten, die Lagereinheit der oberen Lagervorrichtung 42 ist mit Bezug auf die Darstellung auf dem Figurenblatt nach rechts versetzt und in der unteren Lagervorrichtung 44 nach links versetzt.
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Gemäß einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lageraufnahmen 52 mit einem Anschlussprofil ausgestattet, das ein Einsetzen in eine obere bzw. untere Öffnung eines Steuerrohrs erlaubt.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in 5A bis 5D gezeigt ist, sind die Lageraufnahmen 52 integral an einem oberen Ende 76 und einem unteren Ende 78 eines Steuerrohrs 80 vorgesehen. Bei dem Steuerrohr 80 in 5A handelt es sich beispielsweise um das im Zusammenhang mit 1 und 2 erwähnte Steuerrohr 20. Die Auflageflächen 70 sind einstückig mit dem Steuerrohr ausgebildet.
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Beispielsweise sind die Lageraufnahmen 52 aus Metallwerkstoff hergestellt und die Lagerhalterungen 50 aus einem Kunststoffmaterial, zum Beispiel Polyoxymethylen (POM).
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In 5A ist zum besseren Verständnis außerdem auch ein Gabelschaft 82 gezeigt, der an einem unteren Ende 84 einen größeren Durchmesser aufweist als an einem oberen Ende 86. Es sei an dieser Stelle jedoch darauf hingewiesen, dass sich die vorliegende Erfindung nicht nur für konisch zulaufende Gabelschäfte, sondern auch für gleichmäßig verlaufende Gabelschäfte eignet.
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Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung sowohl für Steuersätze vorgesehen ist, die Lagereinheiten mit gleichem Durchmesser aufweisen, sowie auch für Steuersätze mit unterschiedlich dimensionierten Lagereinheiten.
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In 5A ist das Steuerrohr 80 in einem Vertikalschnitt mittig zur Rahmenebene gezeigt, wobei der bereits erwähnte Anschluss eines Oberrohrs durch eine Ansatzöffnung 81 und der Ansatz eines Unterrohrs durch eine weitere Ansatzöffnung 83 angedeutet ist. In 5A ist mit einer ersten gestrichelten Linie 88 eine Achse des Gabelschafts eingezeichnet, welche gleichzeitig auch die Lenkachse, bzw. die Drehachse der Gabel darstellt. Mit einer zweiten gestrichelten Linie 90 ist die Achse des Steuerrohrs 80 dargestellt.
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Aufgrund der außermittigen Halterung der Lagereinheiten ist eine Abweichung 92 zwischen der Steuerrohrachse 90 und der Lenkachse 88 vorgesehen. Mit anderen Worten, die Abweichung 92 zeigt eine Lenkwinkelverstellung, die mit dem erfindungsgemäßen Fahrradsteuersatz 32 möglich ist.
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In 5A ist die Lagerhalterung 50 mit dem außermittigen Halten der Lagereinheit 46 derart ausgebildet, dass die Lagereinheit mit Bezug auf die Mittelachse des Steuerrohrs nach rechts versetzt angeordnet ist, wohingegen in der unteren Lagervorrichtung 44 vorgesehen ist, dass der Versatz nach links erfolgt. Durch Einstellung der Drehwinkellage des Mittelpunktversatzes wenigstens zwischen einer ersten und einer zweiten Position, die um 180° zueinander angeordnet sind, lassen sich damit verschiedene Lenkwinkeleinstellungen vornehmen. Dies soll anhand der folgenden Figuren erläutert werden. Zum besseren Verständnis ist in A bis 5D der Versatz der Lagereinheit dadurch hervorgehoben, dass die jeweiligen breiteren Bereiche der Lagerhalterung 50 mit einem B gekennzeichnet sind.
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Im Vergleich von 5A bis 5D ist daher Folgendes festzustellen:
- – In 5A ist, wie bereits erwähnt, an der oberen Lagervorrichtung der breite Bereich B links angeordnet, und in der unteren Lagervorrichtung im rechten Bereich. Damit wird ein Versatz derart erreicht, dass die Lenkwinkelachse 88 gegenüber der Steuerachse 90 maximal gekippt ist.
- – In 5B ist bei der oberen Lagervorrichtung 42 der breitere Bereich B rechts angeordnet, was ebenfalls für die untere Lagervorrichtung 44 zutrifft. Damit ist die Lenkwinkelachse 88 parallel zur Steuerrohrachse 90 versetzt, wie mit Bezugszeichen 94 angedeutet.
- – In 5C ist der breitere Bereich B bei der oberen Lagervorrichtung 42 ebenfalls rechts angeordnet, und bei der unteren Lagervorrichtung 44 im linken Bereich. Dadurch wird der Lenkwinkel, bzw. die Steuerachse 88 gegenüber der Steuerrohrachse nach links versetzt, im Gegensatz zu dem Versatz nach rechts in 5A, wobei sich der Versatz auf das obere Ende bezieht.
- – In 5D ist der breitere Bereich B sowohl bei der oberen Lagervorrichtung 42 als auch bei der unteren Lagervorrichtung 44 links angeordnet, so dass die Lenkwinkelachse 88 im Verhältnis zur Steuerrohrachse 90 nach rechts verschoben ist.
- – Mit Bezug auf den Fahrradrahmen bedeutet dies, dass der Radabstand bei 5D im Vergleich mit einem Radabstand bei konzentrisch angeordneter Lenkwinkelachse mit der Steuerrohrachse nach vorne versetzt ist, d. h. nach vorne verlängert ist. Im Gegensatz dazu ist in 5B die Gabel zum Tretlager hin versetzt angeordnet, d. h. der Radstand ist, wenn auch nur geringfügig, kürzer.
- – In 5A ist der Lenkwinkel steiler im Vergleich zu der konzentrischen Anordnung von Lenkwinkelachse und Oberrohrachse, wohingegen der Lenkwinkel in 5C flacher ausgeführt ist. Mit anderen Worten, mit der Ausführung von 5A, bzw. der Anordnung der Außermittigkeit, lässt sich ein aggressiveres Fahrverhalten erreichen im Vergleich zu der Anordnung in 5C.
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Zusammenfassend ist daher festzustellen, dass sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Steuersatzes eine unterschiedliche Gabelkonfiguration, bzw. Anordnung des Lenkwinkels vornehmen lässt.
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In 6 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der eine Positioniervorrichtung 94 dargestellt ist, die für wenigstens eine Drehwinkellage von wenigstens einer der Lagerhalterungen 50 in Relation zu der jeweiligen Lageraufnahme 52 vorgesehen ist. Die Positioniervorrichtung 94 fixiert dabei die Drehwinkellage.
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Beispielsweise weist die Lagerhalterung 50 einen Vorsprung 96 an der Aufnahmefläche 68 auf, und die Auflagefläche 70 weist wenigstens eine Vertiefung 98 auf zur Aufnahme des Vorsprungs 96.
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Durch die Positioniervorrichtung 94 ist die Lagerhalterung 50 in Bezug auf Lageraufnahme 52 zwar in ihrer Winkellage in der horizontalen Rotationsebene sozusagen gehalten, jedoch ist ein Verkippen, d. h. ein Anpassen an den erforderlichen Neigungswinkel der Lagerebene, jederzeit möglich, d. h. diese Beweglichkeit wird nicht unterbunden.
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Die Positioniervorrichtung 94 dient dazu, dass die Anordnung der Außermittigkeit beispielsweise mit Bezug auf die Rahmenebene fluchtend ausgebildet werden kann, sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung.
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Beispielsweise können auch (nicht näher gezeigt) zwei Vertiefungen 98 vorgesehen sein, so dass sich zwei verschiedene Anordnungen zuverlässig vornehmen lassen können.
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In 6 ist die Lageraufnahme als die bereits erwähnte Variante zum Einsetzen in ein Steuerrohr gezeigt. Dafür weist die Lageraufnahme einen profilierten Rand 100 auf, der auf die Öffnung des Steuerrohrs abgestimmt ist und in die Öffnung eingesteckt, z. B. eingeschlagen werden kann. Gemäß einem weiteren Beispiel (nicht gezeigt) ist ein Rand vorgesehen, der ein Ende des Steuerrohrs umgreift, d. h. von außen an dem Steuerrohr dieses klemmend haltend anliegt. Es ist jedoch darauf hingewiesen, dass die im Zusammenhang mit 6 beschriebenen Merkmale der Positioniervorrichtung unabhängig davon auch für die Varianten vorgesehen sind, bei denen die Lageraufnahme(n) einstückig, bzw. integral mit dem Steuerrohr ausgebildet sind. Ebenso kann der profilierte Rand 100, bzw. die Möglichkeit des Einsetzens oder Umgreifens, auch ohne die Positioniervorrichtung vorgesehen sein.
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Die oberhalb beschriebenen Ausführungsbeispiele können in unterschiedlicher Art und Weise kombiniert werden. Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele und Aspekte beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer, oben beschriebener Ausführungsbeispiele und Aspekte verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
