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1 Zweck der Erfindung
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Mit dem exzentrischen Spannsystem kann das Lagerspiel eines Steuersatzes bzw. Steuerlagers an einem Fahrrad vorgespannt, eingestellt, gesichert und nachjustiert werden. Hierbei wird die bei Aheadsystemen notwendige Sternmutter durch ein exzentrisches Ringspannelement ersetzt.
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Es lässt sich so die Montage vereinfachen, es sind zum Beispiel keine Sonderwerkzeuge zum Einschlagen der Sternmutter mehr notwendig. Das exzentrische Spannsystem lässt sich komplett entfernen, was bei der ansonsten verwendeten Sternmutter nicht der Fall ist. Das System ist leichter, da lediglich ein exzentrisches Ringspannelement verwendet wird. Durch die Ausgestaltung des Ringspannelementes entsteht eine Abstützung bzw. Verstärkung des Gabelschafts – notwendig vor allem für Verbundwerkstoffe – am Innendurchmesser z. B. entgegen der Klemmkraft eines Vorbaus. Durch die besonders vorteilhafte exzentrische Ausgestaltung des Ringspannelementes entsteht Platz bzw. Freiraum für weitere Einbauten, wie die Ladeelektronik eines Smartphones, die Leitungen einer elektronischen Schaltung, die vordere Bremsleitung oder ähnliches ohne das diese außerhalb des Schaftrohres mit größerem Aufwand realisiert werden müssen.
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2 Stand der Technik
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Bisher werden Steuersätze bzw. Steuerlager von Fahrrädern und bei der Verwendung des Aheadsystems mittels einer Sternmutter (Mutterngewinde mit Federstahlelementen zur Verankerung in Rohren) unter Vorspannung gebracht.
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Bei der Sternmutter handelt es sich um ein Konstruktionselement, welches als Zuganker durch einschlagen in den Gabelschaft in diesem fixiert wird. Hierzu sind am oberen und unteren Ende eines rotationssymetrischen Körpers Bleche aus Federstahl angebracht. Beim Einschlagen der Sternmutter werden diese Bleche vorgespannt und fixieren die Sternmutter in einer bestimmten Einschlaghöhe im Gabelschaft. Ein Herausziehen entgegen der Einschlagrichtung wird hierdurch unmöglich. Im rotationssymetrischen Körper befindet sich ein Innengewinde (Mutterngewinde), an dem die Einstellschraube eingeschraubt wird um das Lagerspiel des Steuersatzes einzustellen.
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2.1 Nachteile des Stand der Technik
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Ein Nachteil dieser Systeme besteht vor allem in dieser Sternmutter, da sie in Gabelschäften aus Verbundwerkstoffen (z. B. CFK) nicht verwendet werden kann, da ihre Montage Sonderwerkzeuge notwendig macht, da ihre zerstörungsfreie Demontage unmöglich ist, da nur ein geringer Bereich des Schaftrohres unter gewünschte Vorspannung gebracht wird und kein Platz bzw. Einbauraum innerhalb des Gabelschafts freibleibt oder entsteht. Unter Anderem sind aus diesen Gründen eine Vielzahl alternativer Lösungen entstanden um den Steuersatz bzw. das Steuerlager eines Fahrrades unter Vorspannung zu setzen und das Spiel des Steuerlagers dauerhaft einzustellen.
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2.2 Varianten des Stands der Technik
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Beispiele für diese Alternativen Lösungen sind:
- – Preloader von Chris King,
- – Plug von tune,
- – Gabelschaft mit Innengewinde z. B. von Reynolds,
- – exzentrisches Spannsystem mit Bowdenzug gemäß DE 20 2012 010 377 U1 und
- – Deckele und Ringli von trickstuff.
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Als Nachteile der beispielsweise von Chris King und Reynolds vorgeschlagenen Lösungen sollen hier nur die zum Teil aufwändige Herstellung, umständliche Montage bzw. Fertigung des Gabelschafts oder das höhere Gewicht erwähnt werden.
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Mit
DE 20 2012 010 377 U1 wurde ein exzentrisches Spannsystem für Steuersätze mit Bowdenzug vorgeschlagen. Ähnlich wie mit dem Plug der Fa. Tune ermöglicht der Bowdenzug ein sehr leichtes Steuersatzspannsystem, die Montage bzw. Demontage ohne großen Aufwand wird realisiert, das Einschlagen einer Sternmutter entfällt. Mit
DE 20 2012 010 377 U1 wird, wie beim Preloader, eine vorteilhafte Druckvorspannung des Gabelschafts ermöglicht.
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Mit Deckele und Ringli stellte Cornelius Kapfinger für trickstuff auf der Eurobike 2015 ein Spannsystem mit einem Ringspannelement vor (www.trickstuff.de; http://www.mtb-news.de/news/2015/08/27/eurobike-trickstuff-2016-lei), dass ebenfalls das Einschlagen der Sternmutter ersetzt. Seine sehr leichte Konstruktion benötigt gegenüber dem hier vorgestellten exzentrischen Spannsystem weiterhin eine zentrale Schraube zur Einstellung des Steuersatzes und besteht aus Ringspannelement, Schraube mit Konus, Gegenplatte mit zentraler Mutter sowie Deckel und zentraler Spannschraube.
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Alle diese Steuersatzspannsysteme haben leider den Nachteil keinen zusätzlichen Bauraum im Gabelschaft für weitere Einbauten vorzusehen oder diesen durch eine besonders vorteilhafte Anordnung zu ermöglichen.
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3 Erfindung
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Mit dem hier vorgestellten exzentrischen Spannsystem für Steuersätze bzw. Steuerlager wird eine Lösung vorgestellt, welche einen neuen Lösungsansatz bietet und folgende Vorteile in sich vereint:
- – keine Notwendigkeit für Sonderwerkzeuge,
- – niedrigeres Gewicht,
- – einfache Montage,
- – einfache Demontage,
- – Platz bzw. Einbauraum innerhalb des Gabelschafts,
- – Vorspannung während der Fahrt,
- – einfache Einstellung und
- – einfache Nachjustierung.
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3.1 Beschreibung der Erfindung
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An Hand der Figuren soll hier die Funktion des exzentrischen Spannsystems für Steuersätze erläutert werden:
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1 zeigt den Querschnitt durch die Lenkzentrale eines Fahrrades.
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2 zeigt das exzentrische Spannsystem für Steuersätze.
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3 zeigt die obere exzentrische Kappe.
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4 zeigt das exzentrische Ringspannelement mit Klemmkonus.
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In 1 ist zu erkennen, wie mittels der Einstellschaube 8 in der Anordnung von oberer exzentrischer Kappe 7, Vorbau 3, Distanzringen 6, oberem Steuerlager 4, Fahrradrahmen 1, unterem Steuerlager 5 über den Gabelschaft 2 und das exzentrische Ringspannelement 11 mit Klemmkonus 10 eine Vorspannung und/oder ein Einstellen des Steuersatzespieles ermöglicht wird.
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In 2 sind die Bestandteile des exzentrischen Spannsystems für Steuersätze im Längsschnitt entlang der Exzentrizität e gezeigt. Das System besteht aus der oberen exzentrischen Kappe 7, einer Einstellschraube 8, dem Klemmkonus 10 und dem exzentrischen Ringspannelement 11 mit O-Ringen 12.
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3 zeigt die obere exzentrische Kappe 7 im Längsschnitt und in der Draufsicht. Außerdem ist die Einstellschraube 8 dargestellt und mittels Pfeil wird ihre Fügerichtung angedeutet. Die Exzentrizität e der Bohrung 9 zur Aufnahme der Einstellschraube 8 wird gezeigt.
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Um das exzentrische Ringspannelement 11 mit Klemmkonus 10 im Gabelschaft 2 festzusetzen wird hierzu zunächst mittels der Einstellschraube 8, wie in 2 und 3 angedeutet, der Klemmkonus 10 gegen das exzentrische Ringspannelement 11 im Gabelschaft 2 montiert. Der Schraubenkopf der Einstellschraube 8 wirkt hierbei einer axialen Bewegung der exzentrischen Ringspannelementes 11 im Gabelschaft 2 entgegen und durch die Schraubbewegung erfolgt ein axiales Festsetzen des Klemmkonus 10 im exzentrischen Ringspannelement 11.
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Da der Klemmkonus 10 bei seiner axialen Bewegung im exzentrischen Ringspannelement 11 den Schlitz 14 desselben vergrößert, nimmt der Außendurchmesser des exzentrischen Ringspannelementes 11 zu, so dass es sich mit einer nach außen gerichteten Klemmkraft im Gabelschaft 2 ringförmig abstützt.
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Die Steigung und Reibung des Klemmkonus 10 und der korrespondierenden konischen exzentrischen Bohrung 9 des exzentrischen Ringspannelemetes 11 sind dabei so gestaltetet, dass die Kraft, welche der nach außen gerichteten Klemmkraft, in Folge der axialen Vorspannung zugeordnet ist, einem selbstständigen und/oder ungewollten Lösen des Klemmkonus 10 im exzentrischen Ringspannelement 11 sicher entgegen wirkt.
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Die Einstellschraube 8 und die obere exzentrische Kappe 7 werden nach dem Festsetzen des exzentrischen Ringspannelementes 11 im Gabelschaft 2 demontiert. Und dienen im Anschluss, also nach Montage der Gabel und der übrigen Elemente der Lenkzentrale (gemäß 1), dazu, die gesamte Anordnung zu verspannen und/oder spielfrei einzustellen.
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Durch Festsetzen des Vorbaus 3 mit geeigneten Fixierungen in dieser vorgespannten Position wird das Lagerspiel der Lenkzentrale gegen Lösen gesichert.
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Durch die in 4 gezeigte Exzentrizität e ist es zum einen möglich das exzentrische Ringspannelement 11 nahe seinem Außendurchmesser, entsprechend dem Innendurchmesser des Gabelschafts 2, zu verspannen und zum anderen durch die Exzentrizität e gemäß 3 in der oberen exzentrischen Kappe 7 Platz bzw. Einbauraum 15 innerhalb des exzentrischen Ringspannelementes 11 und somit des Gabelschaftes 2 darzustellen.
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Durch den Schlitz 14 des exzentrischen Ringspannelementes 11 ist ein seitliches Einfädeln und/oder Montieren von Durchführungen, wie Leitungen o. ä., vor dem Festsetzen im Gabelschaft 2 möglich.
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Die O-Ringe 12 werden in ihnen zugeordneten Nuten 13 des exzentrischen Ringspannelementes 11 beim axial Verspannen des Klemmkonus 10 durch Vergrößern des Außendurchmessers soweit vorgespannt bis sie bei der Montage eine vorteilhafte Reibung zum Innendurchmesser des Gabelschafts 2 erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrradrahmen
- 2
- Gabelschaft
- 3
- Vorbau
- 4
- oberes Steuerlager
- 5
- unteres Steuerlager
- 6
- Distanzring
- 7
- obere exzentrische Kappe
- 8
- Einstellschraube
- 9
- exzentrische Bohrung
- 10
- Klemmkonus mit Innengewinde
- 11
- exzentrisches Ringspannelement
- 12
- O-Ring
- 13
- O-Ringnut
- 14
- Schlitz
- 15
- Platz bzw. Einbauraum
- e
- Exzentrizität
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012010377 U1 [0006, 0008, 0008]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- www.trickstuff.de [0009]
- http://www.mtb-news.de/news/2015/08/27/eurobike-trickstuff-2016-lei [0009]
