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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Sattelstütze, die verstellbar ist, um eine Sattelhöhe eines Fahrradsattels zu verstellen.
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Hintergrundinformation
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Ein Fahrradsattel ist normalerweise auf einem Fahrradrahmen durch eine Sattelstütze gestützt, die in einem Sattelrohr des Fahrradrahmens teleskopisch angeordnet ist. Der Fahrradsattel hat typischerweise ein Paar von parallelen Schienen, die sich entlang der Unterseite des Sattels erstrecken. Die Schienen des Fahrradsattels sind an der Sattelstütze durch eine Klemmbefestigung am oberen Ende der Sattelstütze befestigt. Die Höhe des Fahrradsattels mit Bezug auf den Fahrradrahmen wird typischerweise dadurch eingestellt, dass ein Einführbetrag der Sattelstütze in das Sattelrohr des Fahrradrahmens verändert wird. Das obere Ende des Sattelrohrs ist typischerweise mit einem longitudinalen Schlitz und einer Klemmanordnung versehen, die den Durchmesser des oberen Endes des Sattelrohrs verändert, um die Sattelstütze zum Sichern der Sattelstütze in der gewünschten Position mit Bezug auf den Fahrradrahmen festzuklemmen.
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In letzter Zeit wurden Sattelstützen vorgeschlagen, die verschiedene Einstellmechanismen haben, um die Höhe des Sattels einzustellen. Bei einigen herkömmlichen mechanischen Fahrradsattelstützen-Einstellmechanismen wird ein manueller Hebel zum Ändern der Sattelhöhe vorgesehen, der eine kolbenartige teleskopische Rohranordnung, wie sie beispielsweise in dem
US-Patent 7,083,180 offenbart, verwendet. Auch sind motorisierte Sattelstützenanordnungen zum Ändern der Sattelhöhe vorgeschlagen worden. Beispiele für motorisierte Sattelstützenanordnungen sind in der
japanischen, veröffentlichten Patentanmeldung 2005-231567 und in der
japanischen, veröffentlichten Patentanmeldung 2005-262900 offenbart. Bei diesen motorisierten Sattenstützenanordnungen wird, wenn der Fahrer auf dem Sattel sitzt, die Kraft auf den Höheneinstellmechanismus übertragen, wodurch eine ungewünschte Belastung auf den Höheneinstellmechanismus ausgeübt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine höhenverstellbare Sattelstützenanordnung bereitzustellen, die ein Paar Sperrmechanismen hat, so dass die Höhe des Sattels leicht auf eine bestimmte Sitzposition eingestellt werden kann.
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Im Lichte des Stands der Technik wird eine höhenverstellbare Sattenstützenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Rohr, einer ersten Sperreinrichtung und einer zweiten Sperreinrichtung bereitgestellt. Das erste und zweite Rohr sind teleskopisch angeordnet. Das erste und zweite Rohr werden mit Bezug zueinander betätigt, um eine Gesamtlänge der höhenverstellbaren Sattelstützenanordnung zu verändern. Die erste Sperreinrichtung weist einen Satz von ersten Sperrzähnen auf, die einen ersten Abstand und ein erstes Stoppsperrelement haben, das bewegbar mit Bezug auf die ersten Sperrzähne zwischen einer ersten festgestellten Position und einer ersten freien Position gekoppelt ist. Das erste Stoppsperrelement ist mit einem der ersten Sperrzähnen in einer ersten festgestellten Position in Eingriff, um ein Einfahren des ersten und zweiten Rohrs zu verhindern. Die zweite Sperreinrichtung weist einen Satz von zweiten Sperrzähnen, die einen zweiten Abstand, der kleiner als der erste Abstand ist, haben, und ein zweites Stoppsperrelement auf, das beweglich mit Bezug auf die zweiten Sperrzähne zwischen einer zweiten festgestellten Position und einer zweiten freien Position gekoppelt ist. Das zweite Stoppsperrelement ist mit einem der zweiten Sperrzähne in der zweiten festgestellten Position im Eingriff, um ein Ausfahren des ersten und des zweiten Rohrs zu verhindern.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der höhenverstellbaren Sattenstützenanordnung werden für einen Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die zusammen mit den angehängten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform beschreibt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im Folgenden wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Offenbarung bilden:
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1 ist eine teilweise Seitenansicht eines Fahrrads, das mit einer höhenverstellbaren Sattelstützenanordnung gemäß einer Ausführungsform ausgerüstet ist;
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2 ist eine vergrößerte transversale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, wie es entlang der Linie 2-2 aus 1 sichtbar ist;
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3 ist eine vergrößerte longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, wie sie entlang der Linie 3-3 aus 2 sichtbar ist;
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4 ist eine vergrößerte longitudinale Querschnittsansicht eines Bereiches des teleskopischen Sattelstützenteils, wie sie entlang der Linie 4-4 aus 2 sichtbar ist;
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5 ist eine Explosionsseitenansicht ausgewählter Teile des teleskopischen Sattelstützenteils der höhenverstellbaren Sattelstützenanordnung;
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6 ist eine Serie von longitudinalen Querschnittsansichten eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, wie sie entlang der Linie 3-A-4 aus 2 sichtbar ist, die einen Ausfahrbetrieb des inneren (oberen) Rohrs mit Bezug auf das äußere (untere) Rohr zeigt, wobei die linke Hälfte des Querschnitts des teleskopischen Sattelstützenteils der in 3 gezeigten Querschnittsansicht entspricht und die rechte Hälfte des Querschnitts des teleskopischen Sattelstützenteils dem in 4 gezeigten Querschnitt entspricht;
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7 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der ersten Zeichnung aus 6 entspricht, die eine in 6 dargestellte Anfangssattelposition des Ausfahrbetriebs zeigt;
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8 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der zweiten Zeichnung aus 6 entspricht, die die Schraubenmutter und die Sperrlöseanordnung bei einer Bewegung von der Position in 7 nach oben zeigen, so dass der untere Nockenbereich der Sperrlöseanordnung die Stoppsperrelemente für die aufwärtige Bewegung berührt, um diese komplett aus dem Eingriff mit den Zähnen der Sperrzahnanordnung zu bewegen;
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9 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der dritten Zeichnung aus 6 entspricht, die die Schraubenmutter und die Sperrlöseanordnung bei der Bewegung von der Position in 8 zu einer leicht höheren Position weiter nach oben als die vorgegebene oder gewünschte Sattelposition zeigt, so dass der untere Nockenbereich den Sperrhalter und das innere (obere) Rohr als eine Einheit relativ zu dem äußeren (unteren) Rohr nach oben bewegt, und so dass die Bewegung nach unten die Stoppsperrelemente an dem nächst höheren Zahn der Sperrzahnanordnung stoppt;
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10 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der vierten Zeichnung von 6 entspricht, die die Schraubenmutter und die Sperrlöseanordnung bei der Bewegung nach unten zeigt, so dass die Stoppsperrelemente für die Bewegung nach unten die Sperrzahnanordnung an einer Position berühren, wo sie nicht komplett in ihren festgestellten Positionen aufsitzen;
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11 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der letzten (fünften) Zeichnung von 6 entspricht, die die Endsattelposition des Ausfahrbetriebs, der in 6 dargestellt ist, zeigt, allerdings wo das innere (obere) Rohr einer nach oben wirkenden Kraft ausgesetzt ist, so dass die Stoppsperrelemente für die Bewegung nach oben das innere (obere) Rohr an einer Bewegung zu weit nach oben sperrt;
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12 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der eine Situation zeigt, in der eine nach unten wirkende Kraft auf das innere (obere) Rohr von der Position aus 10 oder 11 aufgebracht wird, so dass die Stoppsperrelemente für die Bewegung nach unten und nach oben voll in deren festgestellten Positionen aufsitzen;
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13 ist eine Serie von longitudinalen Querschnittsansichten eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, wie er entlang der Linie 3-A-4 von 2 sichtbar ist, die einen Einfahrbetrieb des inneren (oberen) Rohrs mit Bezug auf das äußere (innere) Rohr zeigt, wobei die linke Hälfte des Querschnitts des teleskopischen Sattelstützenteils dem in 3 gezeigten Querschnitt entspricht und die rechte Hälfte des Querschnitts des teleskopischen Sattelstützenteils dem in 4 gezeigten Querschnitt entspricht;
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14 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der ersten Zeichnung aus 13 entspricht, die eine Startsitzposition des Einfahrbetriebs, der in 13 dargestellt ist, zeigt;
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15 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der zweiten Figur aus 13 entspricht, die die Schraubenmutter und die Sperrlöseanordnung während einer Bewegung von der Position in 14 nach unten zeigt, so dass die Stoppsperrelemente für die Bewegung nach unten komplett aus dem Eingriff von den Zähnen der Sperrzahnanordnung durch den oberen Nockenbereich bewegt werden, bevor sich das innere (obere) Rohr relativ zu dem äußeren (unteren) Rohr bewegt;
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16 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der dritten Zeichnung aus 13 entspricht, die das innere (obere) Rohr zeigt, das relativ zu dem äußeren (unteren) Rohr von der Position in 15 nach unten bewegt wird, so dass der obere Nockenbereich beginnt, sich von den Stoppsperrelementen für die Bewegung nach unten zu lösen, wobei die Stoppsperrelemente für die Bewegung nach oben einen Bereich zwischen zwei der Sperrzähne berühren;
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17 ist eine longitudinale Querschnittsansicht eines Bereichs des teleskopischen Sattelstützenteils, der der letzten (vierten) Zeichnung aus 13 entspricht, die einer Endsattelposition des Einfahrbetriebs, der in 13 gezeigt ist, zeigt, in dem die Stoppsperrelemente für die Bewegung nach unten und nach oben das innere (obere) Rohr an dem äußeren (unteren) Rohr in der gewünschten oder vorgegebenen Position feststellen; und
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18 ist ein schematisches Elektrodiagramm für den teleskopischen Sattelstützenteil, der in den 1 bis 17 gezeigt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausgewählte Ausführungsformen werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. Es ist einem Fachmann von dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur für Darstellungszwecke angegeben werden und nicht zum Zwecke der Begrenzung der Erfindung, so wie sie in den anhängenden Ansprüchen und deren Äquivalente definiert ist.
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In 1, auf die anfangs Bezug genommen wird, ist ein Bereich eines Fahrrads 10 dargestellt, das mit einer höhenverstellbaren Sattelstützenanordnung 12 gemäß einer Ausführung ausgerüstet ist. Die höhenverstellbare Sattelstützenanordnung 12 ist eine motorisierte Anordnung zum Verstellen der Sattelhöhe eines Fahrradsattels 13. Die höhenverstellbare Sattelstützenanordnung 12 weist einen teleskopierenden Sattelstützenteil 14 und ein Steuerteil 16 zum Verstellen einer Sattelhöhe eines Fahrradsattels 13 auf. Der teleskopierende Sattelstützenteil 14 ist an einem Sattelrohr 18 des Fahrrads 10 befestigt, während das Steuerteil 16 an einem Lenker des Fahrrads 10 befestigt ist.
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Wie aus 1 ersichtlich, weist der teleskopierende Sattelstützenteil 14 hauptsächlich ein inneres (erstes) Rohr 20, ein äußeres (zweites) Rohr 22 und eine Höhenverstelleinrichtung 24 auf, während der Steuerteil 16 eine Steuerung 26 und einen Bedienbetriebsschalter oder Einrichtung 28 aufweist. Die höhenverstellbare Sattelstützenanordnung 12 verstellt eine Sattelhöhe des Fahrradsattels 13 mit Bezug auf das Sattelrohr 18. Das Sattelrohr 18 ist ein gewöhnlicher Teil eines Fahrradrahmens, der eine Klemmanordnung (nicht gezeigt) zum Sichern der höhenverstellbaren Sattelstützenanordnung 12 an dem Fahrradrahmen aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die Länge des teleskopischen Sattelstützenteils 14 in eine Mehrzahl von Sattelstützenpositionen zwischen einer oberen Sattenstützenposition und einer unteren Sattelstützenposition einstellbar. Allerdings kann der teleskopische Sattelstützenteil 14 unter Verwendung des Steuerteils 16 mit einer ausgewählten Anzahl von vorgegebenen Sattelstützenpositionen betrieben werden, wie beispielsweise eine untere vorgegebene Sattelstützenposition, eine untere mittlere vorgegebene Sattelstützenposition, eine obere mittlere vorgegebene Sattelstützenposition und eine obere vorgegebene Sattelstützenposition, falls dies erwünscht ist.
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Im Allgemeinen ist das innere und das äußere Rohr 20 und 22 teleskopisch mit Bezug zueinander angeordnet, wobei der Grad des Einschubs des inneren Rohrs 20 in das äußere Rohr 22 durch den Fahrer, der die Bedienbetriebseinrichtung 28 bedient, einstellbar. Daher hat das innere und äußere Rohr 20 und 22 eine gemeinsame longitudinale Achse A in der dargestellten Ausführungsform, wie dies in 2 ersichtlich ist. Bei der dargestellten Ausführungsform, wie aus 1 ersichtlich, hat die Bedienbetriebseinrichtung 28 einen ersten Hebel oder Bedienelement 28a zum Erhöhen des Sattels 13 und einen zweiten Hebel oder Betriebselement 28b zum Herablassen des Sattels 13. Selbstverständlich können andere Arten von Bedienbetriebseinrichtungen, wie benötigt und/oder gewünscht, verwendet werden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind das innere und äußere Rohr 20 und 22 eine getrennte Einheit von dem Sattelstützenrohr 18, so dass das äußere Rohr 22 leicht in das Sattelrohr 18, wie in 1 ersichtlich, eingebaut werden kann. Das äußere Rohr 22 ist an dem Sattelrohr 18 durch eine herkömmliche Klemmanordnung (nicht gezeigt) gesichert, die an dem oberen Ende des Sattelrohrs 18 vorgesehen ist. Insbesondere ist das obere Ende des Sattelrohrs 18 mit einem longitudinalen Schlitz versehen, so dass die Klemmanordnung den Durchmesser des oberen Endes des Sattelrohrs verändert, um das äußere Rohr 22 festzuklemmen. Die Höhenverstelleinrichtung 24 verbindet das innere Rohr und das äußere Rohr 20 und 22 operativ miteinander, um das innere Rohr 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 entweder auszufahren (erhöhen) oder einzufahren (ablassen), wobei dies auf Grundlage eines Motorsteuersignals von dem Betriebsschalter 28 über die Steuerung 26 geschieht.
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Wie in den 1 bis 3 ersichtlich, hat das innere Rohr 20 eine Innenbohrung 30, ein erstes Ende 31 (1) und ein zweites Ende 32 (3). Das erste Ende 31 des inneren Rohrs 20 weist ein Sattelbefestigungselement 34 (1) auf, das den Fahrradsattel 13 daran sichert. Das zweite Ende 32 des inneren Rohrs 20 ist offen, wobei die Innenbohrung 30 des inneren Rohrs 20 sich von der Öffnung des zweiten Endes 32 des inneren Rohrs 20 zu dem ersten Ende 31 des inneren Rohrs 20 longitudinal erstreckt. Wie in 3 ersichtlich, hat das zweite Ende 32 des inneren Rohrs 20 einen Bereich der Höhenverstelleinrichtung 24, die daran fest gesichert ist, wie dies unten diskutiert wird.
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Wie in den 3 und 4 ersichtlich, hat das äußere Rohr 22 eine Innenbohrung 40, ein erstes Ende 41 und ein zweites Ende 42. Das erste und das zweite Ende 41 und 42 des äußeren Rohrs 22 sind offen, wobei die Innenbohrung 40 des äußeren Rohrs 22 sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 41 und 42 des äußeren Rohrs 22 longitudinal erstreckt. Das zweite Ende 32 des inneren Rohrs 20 ist in dem ersten Ende 41 des äußeren Rohrs 22 teleskopisch angeordnet. Das zweite Ende 42 des äußeren Rohrs 22 hat einen Bereich der Höhenverstelleinrichtung 24, die daran fest gesichert ist, wie dies unten erklärt wird.
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In den 3 und 4, auf die nun Bezug genommen wird, wird die Höhenverstelleinrichtung 24 nun genauer diskutiert. Die Höhenverstelleinrichtung 24 ist zwischen dem zweiten Ende 32 des inneren Rohrs 20 und dem äußeren Rohr 22 operativ verbunden. In der gezeigten Ausführungsform weist die Höhenverstelleinrichtung 24 hauptsächlich eine erste Sperreinrichtung 44a (3), eine zweite Sperreinrichtung 44b (4) und eine Antriebsquelle 46 auf. Wie in 3 ersichtlich, weist die erste Sperreinrichtung 44a eine erste Sperrzahnanordnung 50a und eine erste Sperranordnung 52a auf, um selektiv das innere Rohr 20 gegen eine Bewegung axial nach oben mit Bezug auf das äußere Rohr 22 festzustellen. Wie in 4 ersichtlich, weist die zweite Sperreinrichtung 44b eine zweite Sperrzahnanordnung 50b und eine zweite Sperranordnung 52b auf, um selektiv das innere Rohr 20 gegen eine axiale Bewegung nach unten mit Bezug auf das äußere Rohr 22 festzustellen.
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Die erste Sperreinrichtung 44a ist ausgebildet, die Antriebsquelle 46 derart festzusperren, dass die nach unten wirkende Kraft, resultierend aus dem Gewicht des Fahrers, wenn der Fahrer auf dem Sattel 13 sitzt, nicht auf die Antriebsquelle 46 übertragen wird. Mit anderen Worten ist die Antriebsquelle 46, wenn die erste Sperreinrichtung 44a, wie unten diskutiert, festgestellt ist, mit Bezug auf eine nach unten wirkende Kraft unbelastet, die auf den Sitz durch den Fahrer oder durch andere externe Kräfte ausgeübt wird. Mit anderen Worten bildet die erste Sperreinrichtung 44a einen Sperrmechanismus, der das Gewicht des Fahrers stützen kann, so dass das Gewicht des Fahrers nicht auf die Antriebsquelle 46 der Höhenverstelleinrichtung 24 übertragen ist, sobald die Höhe des Sitzes 13 auf die gewünschte Sattelposition des Fahrers eingestellt ist.
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Die erste Sperranordnung 52a ist beweglich angeordnet, um sich zwischen einer festgestellten Position und einer beweglichen Position mit Bezug auf die erste Sperrzahnanordnung 50a zu bewegen. Die erste Sperranordnung 52a ist mit der ersten Sperrzahnanordnung 50a in der festgestellten Position im Eingriff. Bei dem zweiten Ende 32 des inneren Rohrs 20, das innerhalb des ersten Endes des äußeren Rohrs 22 angeordnet ist, ist die erste Sperranordnung 52a an dem inneren Rohr 20 befestigt und die erste Sperrzahnanordnung 50a ist an einer Innenfläche des äußeren Rohrs 22 befestigt. Wie dies unten erklärt wird, ist die erste Sperranordnung 52a mit Bezug auf die erste Sperrzahnanordnung 50a in der beweglichen Position derart beweglich verbunden, dass das innere und das äußere Rohr 20 und 22 in zumindest einer axialen Richtung des inneren und des äußeren Rohrs 20 und 22 relativ zueinander beweglich angeordnet sind.
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Wie in 3 sichtbar, weist die erste Sperrzahnanordnung 50a der ersten Sperreinrichtung 44a einen Satz von ersten Sperrzähnen 54 auf, die einen ersten vorgegebenen Abstand P1 haben. Jeder der ersten Sperrzähne 54 entspricht einer vorgegebenen Sattelstützenposition. Mit anderen Worten entspricht die Gesamtzahl der ersten Sperrzähne 54 einer Gesamtzahl von vorgegebenen Sattelstützenpositionen, aus denen der Fahrer auswählen kann. Allerdings weist die zweite Sperrzahnanordnung 50b der zweiten Sperreinrichtung 44b, wie in 4 ersichtlich, einen Satz von zweiten Sperrzähnen 56 auf, die einen zweiten vorgeschriebenen Abstand P2 haben. Der zweite vorgegebene Abstand P2 ist kleiner als der erste vorgegebene Abstand P1. Der zweite vorgegebene Abstand P2 ist gleich dem ersten vorgegebenen Abstand P1 geteilt durch eine ganze Zahl größer als 1 (z.B. 2, 3, 4, ...). Bei der dargestellten Ausführungsform ist der zweite vorgegebene Abstand P2 gleich einem Halben des ersten vorgegebenen Abstands P1 (z.B. P1 = 4,5 mm bis 5,0 mm und P2 = 2,25 mm bis 2,5 mm). Allerdings ist der zweite Abstand P2 nicht darauf begrenzt, dass dieser gleich einem Halben des ersten Abstands P1 entspricht.
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Die ersten und zweiten Sperrzähne 54 und 56 sind an der Innenfläche des äußeren Rohrs 22 ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform sind die ersten Sperrzähne 54 als ein Paar von Einbaueinsätzen ausgebildet, die um 180° voneinander beabstandet sind und die in linearen Vertiefungen an der Innenfläche des äußeren Rohrs 22 angeordnet sind. Ähnlich sind die zweiten Sperrzähne 56 als ein zweites Paar von Einbaueinsätzen ausgebildet, die um 180° voneinander beabstandet sind und die in linearen Vertiefungen an der Innenfläche des äußeren Rohrs 22 angeordnet sind. Während die ersten und zweiten Sperrzähne 54 und 56 bevorzugt lineare Sperrzähne, wie sie dargestellt sind, sind, ist es nicht notwendig, dass die Sperrzähne linear an der Innenfläche des äußeren Rohrs 22 angeordnet sind. Andere Anordnungen der ersten und zweiten Sperrzähne 54 und 56 sind möglich. Zum Beispiel ist es möglich, dass die Sperrzähne spiralartig an der Innenfläche des äußeren Rohrs 22 angeordnet sind.
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Die ersten Sperrzähne 54 haben ein Sperrwiderlager 54a, das selektiv mit der ersten Sperranordnung 52a in der festgestellten Position im Eingriff ist, um ein axiales Einfahren des inneren und des äußeren Rohrs 20 und 22 zu verhindern. Die zweiten Sperrzähne 56 haben ein Sperrwiderlager 56a, das selektiv mit der ersten Sperranordnung 52a in der festgestellten Position im Eingriff steht, um ein axiales Ausfahren des inneren und des äußeren Rohrs 20 und 22 zu verhindern. Jedes der Widerlager 56a entspricht einer vorgegebenen Sattelposition für den Sattel 13.
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Wie aus den 3 bis 5 ersichtlich, sind die erste und die zweite Sperranordnung 52a und 52b an einer Verbindungsanordnung oder Sperrhalter 60 befestigt. In der gezeigten Ausführungsform weist die erste Sperranordnung 52a ein Paar von ersten Stoppsperrelementen 61 auf, die drehbar an dem Sperrhalter 60 befestigt sind, während die zweite Sperranordnung 52b ein Paar von zweiten Stoppsperrelementen 62 aufweist. Während zwei der ersten Stoppsperrelemente 61 und zwei der zweiten Stoppsperrelemente 62 in der dargestellten Ausführungsform verwendet werden, ist es auch möglich, nur ein erstes Stoppsperrelement und nur ein zweites Stoppsperrelement, falls benötigt und/oder gewünscht, zu verwenden.
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Der Sperrhalter 60 ist an dem zweiten Ende 32 des inneren Rohrs 20 befestigt, wobei das erste und das zweite Stoppsperrelement 61 und 62 drehbar an dem Sperrhalter 60 zur Bewegung in und aus dem Eingriff mit den ersten und zweiten Sperrzähnen 54 und 56, wie dies nachfolgend diskutiert wird, gelagert sind. Während der Sperrhalter 60 als einstückig mit dem zweiten Ende 32 des inneren Rohrs 20 ausgebildet gezeigt ist, ist es bevorzugt, dass der Sperrhalter 60 an dem zweiten Ende 32 des inneren Rohrs 20 auf eine lösbare Art und Weise angebracht ist, beispielsweise durch eine Schraubverbindung (nicht gezeigt). Wie in 5 sichtbar, hat die Außenfläche des Sperrhalters 60 eine Mehrzahl von Antidrehvorsprüngen oder Keilen 60a, die gleitbar in sich longitudinal erstreckende Schlitze (nicht gezeigt) erstrecken, die an der Innenbohrung 40 des äußeren Rohrs 22 zum Verhindern einer relativen Drehung des inneren und des äußeren Rohrs 20 und 22 gebildet sind.
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Die ersten Stoppsperrelemente 61 sind ausgebildet und angeordnet, eine Bewegung nach unten des Innenrohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 zu verhindern, wie dies in 3 sichtbar ist, während die zweiten Stoppsperrelemente 62 ausgebildet und angeordnet sind, eine Bewegung nach oben des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 zu verhindern, wie dies in 4 sichtbar ist.
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6 zeigt eine Serie von longitudinalen Querschnittsansichten eines Bereichs des teleskopierenden Sattelstützenteils, wie dies entlang der Schnittlinie 3-A-4 aus 2 sichtbar ist, die einen Ausfahrbetrieb des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 zeigt. Vergrößerungen der Ansichten in 6 sind in den 7 bis 11 gezeigt. In den 6 bis 11 sind die ersten Stoppsperrelemente 61 anfangs mit einem jetzigen oder ursprünglichen Zahn To der ersten Sperrzähne 54 im Eingriff und die Antriebsquelle 46 der Höhenverstellvorrichtung 24 wird so angetrieben, dass die ersten Stoppsperrelemente 61 in Eingriff mit einem Zielzahn Tt der ersten Sperrzähne 54 sein werden. Um der Einfachheit halber sind der ursprüngliche Zahn To und der Zielzahn Tt benachbarte Zähne der ersten Sperrzähne 54. Allerdings können der ursprüngliche Zahn To und der Zielzahn Tt durch einen oder mehrere erste Sperrzähne 54 getrennt sein, je nach der gewünschten Verstellung.
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Wenn der Sattel 13 in der in den 7 und 12 sichtbaren Sattelposition festgestellt ist, sind die ersten Stoppsperrelemente 61 voll mit den ersten Sperrzähnen 54 im Eingriff und die zweiten Stoppsperrelemente 62 sind mit den zweiten Sperrzähnen 56 voll im Eingriff. Daher können das innere und äußere Rohr 20 und 24 nicht relativ zueinander in der longitudinalen Richtung bewegt werden. Ebenso wird eine nach unten wirkende Kraft auf das innere Rohr 20 nicht auf die Antriebsquelle 46 aufgrund des Eingriffs des ersten Stoppsperrelements 61 mit den ersten Sperrzähnen 54 übertragen, wenn der Sattel 13 in einer der vorher bestimmten Sattelpositionen ist.
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Allerdings können in manchen Umständen die ersten und zweiten Stoppsperrelemente 61 und 62 nicht voll im Eingriff mit den ersten und zweiten Sperrzähnen 54 und 56, wie z.B. in den 9 und 10 sichtbar, sein. Insbesondere, wenn die ersten und zweiten Stoppsperrelemente 61 und 62 nicht voll im Eingriff mit den ersten und zweiten Sperrzähnen 54 und 56 sind, während eine Kraft nach oben auf das innere Rohr 20, wie in 11 sichtbar, ausgeübt wird, dann wird das zweite Stoppsperrelement 62 voll mit den zweiten Sperrzähnen 56 im Eingriff stehen, um die Kraftbewegung nach oben des inneren Rohrs 20 zu minimieren. Da der zweite Abstand P2 der zweiten Sperrzähne 56 kleiner als der erste Abstand P1 der ersten Sperrzähne 54 ist, werden die ersten Stoppsperrelemente 61 von einem Eingriff mit dem nächst höheren der Sperrwiderlager 54a, wie in 11 sichtbar, gehindert werden.
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Wie in den 6 bis 11 sichtbar, ist ein Ausfahrbetrieb (d.h. das Anheben des inneren Rohrs 20 bezüglich des äußeren Rohrs 22) des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 gezeigt. Während des in den 6 bis 11 dargestellten Ausfahrbetriebs wird nur das innere Rohr 20 um den ersten vorbestimmten Abstand P1 (z.B. 4,5 mm bis 5 mm) zwischen zwei benachbarten Sperrwiderlagern 54a angehoben. Typischerweise wird ein Ausfahrbetrieb das innere Rohr 20 um eine Distanz anheben, die einigen Sperrwiderlagern 54a der ersten Sperrzähne 54 entspricht. Während eines Ausfahrbetriebs des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 werden die ersten Stoppsperrelemente 61 aufwärts gegen die ersten Sperrzähne 54 eingerastet, während die zweiten Stoppsperrelemente 62, wie nachfolgend diskutiert, aus dem Eingriff mit den zweiten Sperrzähnen 56 herausgehalten werden.
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Wie in den 6 bis 11 sichtbar, sind die ersten Stoppsperrelemente 61 zwischen ersten festgestellten Positionen und ersten freien Positionen bezüglich der ersten Sperrzähne 54 als Antwort auf einen Antriebsvorgang der Antriebsquelle 46 beweglich angeordnet. Im Falle eines Einfahrbetriebs (d.h. ein Ablassen des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22) des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 werden die ersten Stoppsperrelemente 61 als Antwort auf einen ersten Antriebsbetrieb der Antriebsquelle 46 von den ersten festgestellten Positionen zu den ersten freien Positionen mit Bezug auf die ersten Sperrzähne 54 bewegt. Die ersten Stoppsperrelemente 61 sind in Richtung der ersten festgestellten Positionen durch Vorspannelemente 64 vorgespannt. Jedes der ersten Stoppsperrelemente 61 berührt eines der Sperrwiderlager 54a der ersten Zähne 54 in der ersten festgestellten Position, um eine Bewegung nach unten des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22, wie in 3 ersichtlich, zu verhindern.
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Aufgrund der Form der Nockenoberfläche 54b der ersten Sperrzähne 54 kann sich das innere Rohr 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 nach oben bewegen, wobei ein Sperrvorgang zwischen den ersten Stoppsperrelementen 61 und den ersten Sperrzähnen 54 während der Bewegung nach oben des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 auftritt. Mehr insbesondere drücken die Nockenoberflächen 54b der ersten Sperrzähne 54 anfangs während einer Bewegung nach oben des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 die ersten Stoppsperrelemente 61 gegen die Vorspannkräfte der Vorspannelemente 64 radial nach innen, bis die ersten Stoppsperrelemente 61 die jetzigen Zähne der ersten Sperrzähne 54 verlassen. Dann bewegen die Vorspannkräfte der Vorspannelemente 64 bei einer weiteren Bewegung nach oben des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 die ersten Stoppsperrelemente 61 radial nach außen in die nächsten Zähne der ersten Sperrzähne 54. Dieser Sperrvorgang der ersten Stoppsperrelemente 61 mit den ersten Sperrzähnen 54 geht weiter, bis die ersten Stoppsperrelemente 61 die gewünschte Position erreichen. Daher sind die ersten Stoppsperrelemente 61 mit den ersten Sperrzähnen 54 in den ersten festgestellten Positionen, bis die ersten Stoppsperrelemente 61 die gewünschte Position erreichen, im Eingriff, um ein Einfahren des inneren und des äußeren Rohrs 20 und 22 zu verhindern, und die zweiten Stoppsperrelemente 62 sind mit den zweiten Sperrzähnen 56 in den zweiten festgestellten Positionen im Eingriff, um ein Ausfahren des inneren und des äußeren Rohrs 20 und 22 zu verhindern.
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Wie in den 13 bis 17 sichtbar, ist ein Einfahrbetrieb (d.h. Ablassen des inneren Rohrs 20 bezüglich des äußeren Rohrs 22) des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 dargestellt. Der in den 14 bis 18 dargestellte Einfahrbetrieb zeigt nur, dass das innere Rohr 20 um einen ersten vorgegebenen Abstand P1 (z.B. 4,5 bis 5 mm) zwischen zwei benachbarten Sperrwiderlagern 54a abgesenkt wird. Typischerweise senkt ein Einfahrbetrieb das innere Rohr 20 um eine Distanz ab, die mehreren Sperrwiderlagern 54a der ersten Sperrzähne 54 entsprechen. Während eines Einfahrbetriebs des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 werden die zweiten Stoppsperrelemente 62 nach unten gegen die zweiten Sperrzähne 56 eingerastet, während die ersten Stoppsperrelemente 61 aus dem Eingriff von den ersten Sperrzähnen 54, wie dies unten diskutiert wird, gehalten werden.
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Wie in den 13 bis 17 sichtbar, sind die zweiten Stoppsperrelemente 62 beweglich zwischen zweiten festgestellten Positionen und zweiten freien Positionen mit Bezug auf die zweiten Sperrzähne 56 als Antwort auf einen Antriebsvorgang der Antriebsquelle 46 in einer axialen Richtung mit Bezug auf die inneren und äußeren Rohre 20 und 22 angeordnet. Im Falle eines Ausfahrbetriebs (d.h. ein Anheben des inneren Rohrs mit Bezug auf das äußere Rohr 22) des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 werden die zweiten Stoppsperrelemente 62 von den zweiten festgestellten Positionen und den zweiten freien Positionen mit Bezug auf die zweiten Sperrzähne 56 als Antwort auf einen zweiten Antriebsvorgang der Antriebsquelle 46 in eine zweite (nach oben gehende) axiale Richtung mit Bezug auf das innere und äußere Rohr 20 und 22 bewegt. Die zweiten Stoppsperrelemente 62 sind gegen die zweiten festgestellten Positionen durch Vorspannelemente 66 vorgespannt. Jedes der zweiten Stoppsperrelemente 62 berührt eines der Sperrwiderlager 56a der zweiten Sperrzähne 56 in der zweiten festgestellten Position, um eine Bewegung nach oben des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22, wie in 4 ersichtlich, zu verhindern.
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Aufgrund der Form der Nockenoberflächen 56b der zweiten Sperrzähne 56 kann sich das innere Rohr 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 nach unten bewegen, wobei ein Sperrvorgang zwischen den zweiten Stoppsperrelementen 62 und den zweiten Sperrzähnen 56 während einer Bewegung nach unten des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 stattfindet. Mehr insbesondere drücken die Nockenoberflächen 56b der zweiten Sperrzähne 56 anfänglich während einer Bewegung nach unten des inneren Rohrs 20 bezüglich des äußeren Rohrs 22 die zweiten Stoppsperrelemente 62 radial einwärts gegen die Vorspannkräfte der Vorspannelemente 66, bis die zweiten Stoppsperrelemente 62 aus den gegenwärtigen Zähnen der zweiten Sperrzähne 56 heraustreten. Dann bewegen die Vorspannkräfte der Vorspannelemente 66 mit einer weiteren Bewegung nach unten des inneren Rohrs 20 bezüglich des äußeren Rohrs 22 die zweiten Stoppsperrelemente 62 radial nach außen in die nächsten Zähne der zweiten Sperrzähne 56. Dieser Sperrvorgang der zweiten Stoppsperrelemente 62 mit den zweiten Sperrzähnen 56 geht weiter, bis die zweiten Stoppsperrelemente 62 die gewünschte Position erreichen.
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Nun soll die Antriebsquelle 46 genauer diskutiert werden. Die Antriebsquelle 46 ist operativ mit den ersten und zweiten Sperranordnungen 52a und 52b verbunden, um selektiv die ersten und zweiten Sperranordnungen 52a und 52b zwischen deren festgestellten Positionen und deren freien Positionen als Antwort auf einen Betrieb der Antriebsquelle 46 zu bewegen. Mehr insbesondere ist die Antriebsquelle 46 operativ zwischen dem inneren und äußeren Rohr 20 und 22 durch die erste Sperranordnung 52a der ersten Sperreinrichtung 44a verbunden, um das innere und äußere Rohr 20 und 22 relativ zueinander als Antwort auf einen Betrieb der Antriebsquelle 46 axial zu bewegen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Antriebsquelle 46, wie in 5 sichtbar, mit einem Drehgeber 46a und einem reversiblen Elektromotor 46b versehen. Der Elektromotor 46 ist mechanisch an einen Linearbewegungsmechanismus 48 über eine Untersetzungsgetriebeeinheit 70 gekoppelt.
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In der dargestellten Ausführungsform ist der Linearbewegungsmechanismus 68 hauptsächlich durch eine Antriebsschraube 62 und eine Schraubenmutter 74 gebildet. Die Schraubenmutter 74 ist gewindeartig mit der Antriebsschraube 72 derart im Eingriff, dass sich die Schraubenmutter 74 in eine axiale Richtung der Antriebsschraube 72 als Antwort auf eine relative Drehbewegung zwischen der Antriebsschraube 72 und der Schraubenmutter 74 bewegt. Natürlich können andere Typen von Linearbewegungsmechanismen, wie benötigt und/oder gewünscht, verwendet werden.
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Der Drehgeber 46a ist eine Dreherfassungseinrichtung, die einen Drehbetrag des Motors 46b erfasst. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Drehgeber 46a eine elektromechanische Vorrichtung, die die Winkelposition einer Welle, einer Achse, eines Ritzels oder eines anderen Drehteils des Motors 46b in ein analoges oder digitales Positionssignal konvertiert, das an die Steuerung 26 ausgesendet wird. Unter Verwendung einer Regelung, die auf dem Positionssignal des Drehgebers 46a basiert, sendet die Steuerung 26 ein Betriebssignal an den Motor 46b zum Steuern des Betriebs (Drehung) des Motors 46b, um einen gewünschten Drehbewegungsbetrag an den Linearbewegungsmechanismus 68 über die Untersetzungsgetriebeeinheit 70 zu steuern. Auf diese Weise kann die Steuerung 26 den Linearbewegungsmechanismus 68 zum Erreichen der gewünschten Sattelposition (d.h. eine Veränderung der Gesamtlänge des teleskopierenden Sattelstützenteils 14) betreiben.
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Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Motor 46b ein reversibler Elektromotor, der starr an dem zweiten Ende 32 des äußeren Rohrs 22 gesichert ist. Die Untersetzungsgetriebeeinheit 70 reduziert die Drehgeschwindigkeit des Motors 46b, während ein konstantes Ausgangsdrehmoment beibehalten wird. Auf diese Art überträgt die Untersetzungsgetriebeeinheit 70 die Drehung des Motors 46b auf den Linearbewegungsmechanismus 68 mit einer geringeren Geschwindigkeit und höherem Drehmoment. Ein Hülsenanschluss 69 befestigt das untere Ende der Antriebsschraube 72 an einer Ausgangswelle 70a der Untersetzungsgetriebeeinheit 70, so dass die Antriebsschraube 72 als Antwort auf einen Betrieb des Motors 46b dreht. Reversible Elektromotoren und Untersetzungsgetriebeeinheiten, wie beispielsweise der Motor 46b und die Untersetzungsgetriebeeinheit 70, sind gut bekannt, und daher werden der Motor 46b und die Untersetzungseinheit 70 nicht genauer diskutiert und/oder dargestellt.
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Allgemein ausgedrückt, ist der Linearbewegungsmechanismus 68 operativ zwischen dem inneren und äußeren Rohr 20 und 22 angeordnet, um die Gesamtlänge des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 zu verändern. Bei dieser gezeigten Ausführungsform ist die Antriebsschraube 72 des Linearbewegungsmechanismus 68 mit Bezug auf das äußere Rohr 22 axial stationär, allerdings dreht sie sich mit Bezug auf das äußere Rohr 22. Auf der anderen Seite ist die Schraubenmutter 74 des Linearbewegungsmechanismus 68 mit Bezug auf das innere Rohr 20 axial und drehungstechnisch stationär. Daher bewirkt eine Drehung der Antriebsschraube 72 durch den Motor 46b, dass das innere Rohr 20 sich mit Bezug auf das äußere Rohr 22 zum Ausfahren und Einfahren der Gesamtlänge des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 axial bewegt.
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Bei dieser dargestellten Ausführungsform weist die Antriebsquelle 46 weiter eine Sperrlöseanordnung 80 auf, die hauptsächlich einen ersten Nockenbereich 81 und einen zweiten Nockenbereich 82 aufweist. Die Sperrlöseanordnung 80 bewegt sich linear innerhalb wenigstens von einem des inneren oder äußeren Rohrs 20 oder 22, so dass der erste und zweite Nockenbereich 81 und 82 der Sperrlöseanordnung 80 selektiv die ersten und zweiten Stoppsperrelemente 61 bzw. 62 zwischen der festgestellten Position und der beweglichen Position bewegt. Die Sperrlöseanordnung 80 löst selektiv die ersten und zweiten Stoppsperrelemente 61 und 62 von den korrespondieren ersten und zweiten Sperrzähnen 54 und 56. Die Sperrlöseanordnung 80 bewegt sich in einer ersten axialen Richtung des inneren und äußeren Rohrs 20 und 22, um die ersten Stoppsperrelemente 61 von den ersten Sperrzähnen 54 zu lösen. Die Sperrlöseanordnung 80 bewegt sich in einer zweiten axialen Richtung des inneren und äußeren Rohrs 20 und 22, die sich von der ersten axialen Richtung unterscheidet, um die zweiten Stoppsperrelemente 62 von den zweiten Zähnen 56 zu lösen.
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Der Linearbewegungsmechanismus 68 der Antriebsquelle 46 bewegt die erste und zweite Sperranordnung 52a, 52b in einer ersten (abwärtigen) axialen Richtung des inneren und äußeren Rohrs 20 und 22, um die ersten Stoppsperrelemente 61 von den ersten Zähnen 54 zu lösen. Der Linearbewegungsmechanismus 68 der Antriebsquelle 46 bewegt die Sperrlöseanordnung 80 in einer zweiten (aufwärtigen) axialen Richtung des inneren und äußeren Rohrs 20 und 22, um die zweiten Stoppsperrelemente 62 von den zweiten Sperrzähnen 56 zu lösen.
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Grundsätzlich bewegt der Linearbewegungsmechanismus 68 selektiv den ersten und zweiten Nockenbereich 81 und 82 der Sperrlöseanordnung 80 zusammen in einer axialen Richtung des inneren und äußeren Rohrs 20 und 22. Der erste Nockenbereich 81 ist mit Bezug auf den Sperrhalter 60 derart beweglich angeordnet, dass ein Eingriff des ersten Nockenbereichs 81 mit den ersten Stoppsperrelementen 61 ein Lösen der ersten Stoppsperrelemente 61 von den ersten Sperrzähnen 54 bewirkt. Der zweite Nockenbereich 82 ist mit Bezug auf den Sperrhalter 60 derart beweglich angeordnet, dass ein Eingriff des zweiten Nockenbereichs 82 mit den zweiten Stoppsperrelementen 62 ein Lösen der zweiten Stoppsperrelemente 62 von den zweiten Sperrzähnen 56 bewirkt. Der Linearbewegungsmechanismus 68 bewegt den ersten Nockenbereich 81 der Sperrlöseanordnung 80 in Eingriff mit den ersten Stoppsperrelementen 61 der ersten Sperranordnung 52a, wenn der Linearbewegungsmechanismus 68 betrieben wird, um die Gesamtlänge des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 zu verkürzen. Der Linearbewegungsmechanismus 68 bewegt den zweiten Nockenbereich 82 der Sperrlöseanordnung 80 in Eingriff mit den zweiten Stoppsperrelementen 62 der zweiten Sperranordnung 52b, wenn der Linearbewegungsmechanismus 68 betrieben wird, die Gesamtlänge des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 zu verlängern. Der Linearbewegungsmechanismus 68 bewegt selektiv den ersten und zweiten Nockenbereich 81 und 82 der Sperrlöseanordnung 80 in Eingriff mit den ersten und zweiten Stoppsperrelementen 61 und 62, um die ersten und zweiten Stoppsperrelemente 61 und 62 von den ersten bzw. zweiten Sperrzähnen 54 bzw. 56 zu lösen, bevor das innere und äußere Rohr 20 und 22 relativ zueinander als Antwort auf einen Betrieb des Linearbewegungsmechanismus 68 der Antriebsquelle 46 bewegt werden.
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Bei einem Höhenverkürzungsvorgang der Gesamthöhe des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 bewirkt der Linearbewegungsmechanismus 68, dass der erste Nockenbereich 81 der Sperrlöseanordnung 80 in einer axialen Richtung in direktem Eingriff mit den ersten Stoppsperrelementen 61 nach unten bewegt wird. Diese Bewegung nach unten des ersten Nockenbereichs 81 bewirkt dann, dass die ersten Stoppsperrelemente 61 aus dem Eingriff mit ersten Sperrzähnen 54 geschwenkt werden, bevor das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt wird. Daher tritt eine vorgegebene Menge von verlorener Bewegung in dem Linearbewegungsmechanismus 68 zwischen dem Punkt, an dem die Schraubenmutter 74 sich axial zu bewegen beginnt, und dem Punkt auf, an dem das innere Rohr 20 sich axial relativ zu dem äußeren Rohr 22 zu bewegen beginnt. Sobald die ersten Stoppsperrelemente 61 sich von den ersten Sperrzähnen 54 lösen, bewirkt ein weiterer Betrieb des Linearbewegungsmechanismus, dass der erste Nockenbereich 81 den Sperrhalter 60 direkt berührt und das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 nach unten bewegt. Während dieses Höhenverkürzungsvorgangs der Gesamthöhe des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 werden die zweiten Stoppsperrelemente 62 gegen die zweiten Zähne 56 eingerastet.
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Bei einem Höhenverlängerungsvorgang der Gesamthöhe des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 bewirkt der Linearbewegungsmechanismus 68, dass der zweite Nockenbereich 82 der Sperrlöseanordnung 80 in einer axialen Richtung in direktem Eingriff mit den zweiten Stoppsperrelementen 62 nach oben bewegt wird. Diese Bewegung nach oben des zweiten Nockenbereichs 82 bewirkt dann, dass die zweiten Stoppsperrelemente 62 aus einem Eingriff mit den zweiten Sperrzähnen 56 geschwenkt werden, bevor das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt wird. Dann tritt wieder eine vorgegebene Menge einer Verlustbewegung in dem Linearbewegungsmechanismus 68 zwischen dem Punkt, an dem die Schraubenmutter 74 sich axial zu bewegen beginnt, und dem Punkt auf, an dem das Innenrohr 20 sich relativ zu dem Außenrohr 22 zu bewegen beginnt. Sobald sich die Stoppsperrelemente 62 von den zweiten Zähnen 56 lösen, bewirkt ein weiterer Betrieb des Linearbewegungsmechanismus 68, dass der zweite Nockenbereich 82 den Sperrhalter 60 direkt berührt und das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 nach oben bewegt. Während dieses Höhenverlängerungsvorgangs der Gesamthöhe des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 sind die ersten Stoppsperrelemente 61 gegen die ersten Sperrzähne 54 eingerastet.
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Der Linearbewegungsmechanismus 68 bewegt selektiv das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 in einer ersten (abwärtigen) axialen Richtung, die die effektive Gesamtlänge der höhenverstellbaren Sattelstütze verringert. Der Linearbewegungsmechanismus 68 bewegt selektiv das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 in einer zweiten (aufwärtigen) axialen Richtung, die der ersten (abwärtigen) axialen Richtung entgegengesetzt ist, um die effektive Gesamtlänge der höhenverstellbaren Sattelstütze zu vergrößern.
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Die Steuerung 26 ist operativ mit der Antriebsquelle 46 verbunden, wobei die Steuerung 26 eine Mehrzahl von verschiedenen voreingestellten Sattelpositionseinstellungen hat, die selektiv die Antriebsquelle 46 zur Bewegung des inneren und äußeren Rohrs 20 und 22 relativ zueinander selektiv betreiben. Die Steuerung 26 verwendet Signale von dem Drehgeber 46a, der einen Drehbetrag des Motors 46b erfasst, wenn die Steuerung 26 den Motor 46b betätigt, um einen Betätigungsbetrag des Motors 46b zu bestimmen. Der Drehgeber 46a bestimmt den Drehbetrag des Motors 46b, um die voreingestellten Sattelpositionen zu bestimmen.
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Es wird nun auf die 18 Bezug genommen. Grundsätzlich empfängt der Motor 46b elektrische Energie (Elektrizität) von einer Batterie 92 über die Steuerung 26. Insbesondere ist die Batterie 92 elektrisch mit dem Motor 46b über die Steuerung 26 verbunden. Der Motor 46b ist operativ mit dem Linearbewegungsmechanismus 68 verbunden, um selektiv das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 auszufahren oder einzufahren. Die Steuerung 26 ist operativ mit dem Motor 46b verbunden, wobei die Steuerung 26 eine Mehrzahl von unterschiedlichen voreingestellten Sattelpositionseinstellungen hat, die selektiv den Motor 46b betreiben, um das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 zu bewegen. Bei dieser dargestellten Ausführungsform weist die Steuerung 26 unter anderem eine zentrale Prozessoreinheit oder CPU 94, einen Zwischenfrequenzkreislauf (IF) 96, einen Motorantrieb 98 und einen Regulator 100 auf. Die Steuerung 26 wird durch die Batterie 92 mit Energie versorgt, die komplett innerhalb des inneren Rohrs 20 befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform betreibt die Steuerung 26 die Höhenverstelleinrichtung 24 durch selektives Versorgen der Höhenverstellvorrichtung 24 mit Elektrizität, basierend auf dem Signal von dem Betätigungsschalter 28.
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Die zentrale Prozessoreinheit 94 weist vorzugsweise einen Mikrocomputer auf. Die zentrale Prozessoreinheit 94 kann auch andere herkömmliche Bauteile, wie beispielsweise eine Eingangsschnittstellenschaltung, eine Ausgangsschnittstellenschaltung und Speichereinrichtungen, wie beispielsweise eine ROM(Read Only Memory)-Vorrichtung und eine RAM(Random Access Memory)-Vorrichtung, aufweisen. Der Zwischenfrequenzkreislauf (IF) 96, der Motorantrieb 98 und der Regulator 100 sind herkömmliche Bauteile, die in diesem Gebiet gut bekannt sind. Daher werden die Bauteile 96, 98 und 100 nicht genauer hier diskutiert werden.
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Der Betätigungsschalter 28 ist operativ mit der Steuerung 26 und daher auch operativ mit dem Motor 46b verbunden. Der Betätigungsschalter 28 erzeugt ein Motorsteuersignal, um den Motor 46b als Antwort auf eine Betätigung des Betätigungsschalters 28 zu betätigen. Die elektrische Energie von der Batterie 92 wird zum Erzeugen der Motorsteuersignale über die Steuerung 26 an den Betätigungsschalter 28 ausgegeben.
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Die Steuerung 26 treibt den Motor 46b an, bis der Sattel 13 die vorgegebene Sattelposition erreicht, die der derzeitigen Hebeposition entspricht, die auf einem Signal des Drehgebers 46a basiert. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste vorgegebene Abstand P1 oder Distanz D1 vorzugsweise 5,0 mm, wobei jede der vorgegebenen Sattelpositionen ein vielfaches Ganzes des ersten vorgegebenen Abstands P1 ist. Allerdings zeigen die in den 6 bis 17 gezeigten Ausfahr- und Einfahrvorgänge um der Einfachheit der Darstellung halber nur eine Veränderung der Gesamtlänge des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 um nur einen einzigen Zahn in jeder Richtung. Im Falle eines Ausfahrbetriebs (d.h. ein Anheben des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22) des teleskopierenden Sattelstützenteils 14 bewegt die Steuerung 26 den Motor 46b, wie in den 6 bis 11 sichtbar. Im Falle eines Einfahrbetriebs (d.h. ein Absenken des inneren Rohrs 20 mit Bezug auf das äußere Rohr 22) des teleskopierenden Sattelstützenteils bewegt die Steuerung 26 den Motor 46b, wie in den 13 bis 17 sichtbar.
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Während eines Ausfahrbetriebs treibt die Steuerung 26 den Motor 46b an, so dass die Antriebsschraube 72 sich zum axialen Bewegen der Schraubenmutter 74 in einer Aufwärtsrichtung dreht. Insbesondere bewegen sich die Schraubenmutter 74 und die Sperrlösestruktur 80 anfänglich zusammen als eine Einheit aufwärts von der Ruhe(Start)-Position, die in 7 gezeigt ist, auf eine mittlere Position (z.B. aufwärts um 1 mm von der Startposition), die in 8 gezeigt ist, so dass der untere Nockenbereich 82 der Sperrlösestruktur 80 die zweiten Stoppsperrelemente 62 kontaktiert. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 2,1 mm aufwärts von der Startposition) bewirkt, dass der untere Nockenbereich 82 der Sperrlöseanordnung 80 beginnt, die zweiten Stoppsperrelemente 62 aus dem Eingriff mit den zweiten Schaltzähnen 56 der Sperrzahnanordnung 50a zu drehen, bevor das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt wird. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 3,5 mm aufwärts von der Startposition) bewirkt, dass der untere Nockenbereich 82 der Sperrlöseanordnung 80 die zweiten Stoppsperrelemente 62 komplett aus dem Eingriff mit den zweiten Sperrzähnen 56 der Sperrzahnanordnung 50a dreht, bevor das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt wird. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 7 mm aufwärts von der Startposition) bewirkt, dass der untere Nockenbereich 82 der Sperrlöseanordnung 80 den Sperrhalter 60 und das innere Rohr 20 aufwärts als eine Einheit relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 9 mm aufwärts von der Startposition) bewirkt, dass der Sperrhalter 60 geringfügig höher als die nächste Sattelposition bewegt wird, so dass die ersten Stoppsperrelemente 61 mit den nächst höheren ersten Sperrzähnen 54 im Eingriff stehen und dass die zweiten Stoppsperrelemente 62 Flächen zwischen zwei Zähnen der zweiten Sperrzähne 56 berühren. Während dieser Aufwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 wurden die ersten Stoppsperrelemente 61 aufwärts gegen die Nockenoberfläche 54b eines der ersten Sperrzähne 54 der Sperrzahnanordnung 50a eingerastet. Wie nun in 10 gezeigt, treibt die Steuerung 26 nachfolgend den Motor 46b in die entgegen gesetzte Richtung an, so dass sich die Antriebsschraube 72 dreht, um axial die Schraubenmutter 74 in eine Abwärtsrichtung zu bewegen. Insbesondere bewirkt die Abwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 von der Position, die in 9 gezeigt ist, auf eine mittlere Position (z.B. um 8,4 mm aufwärts von der Startposition), die in 10 gezeigt ist, dass die ersten Stoppsperrelemente 61 voll mit dem nächst höheren Sperrwiderlager 54a der ersten Sperrzähne 54 eingreifen und dass die zweiten Stoppsperrelemente 62 benachbart zu dem nächst höheren Sperrwiderlager 54a der zweiten Sperrzähne 56 angeordnet sind. Abschließend bewirkt eine weitere Abwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 5 mm aufwärts von der Startposition), dass die Endsattelposition des Ausfahrbetriebs, bei dem die ersten und zweiten Stoppsperrelemente 61 und 62 mit den ersten und zweiten Sperrzähnen 54 und 56 in Eingriff sind, um das innere Rohr 20 zu dem äußeren Rohr 22 festzustellen, wobei die Antriebsschraube 72 und die Schraubenmutter 74 der Antriebsquelle 46 unbelastet sind. Während des Ausfahrbetriebs, der in 7 bis 10 gezeigt ist, wird nur das innere Rohr 20 um den vorgeschriebenen Abstand P1 zwischen zwei benachbarten Sperrwiderlagern 54a angehoben, vorzugsweise hebt ein Ausfahrbetrieb das innere Rohr 20 um eine Distanz an, die mehreren der Sperrwiderlager 54a der ersten Sperrzähnen 54 entspricht.
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Während eines Einfahrbetriebs treibt die Steuerung 26 den Motor 46b an, so dass sich die Antriebsschraube 72 dreht, um axial die Schraubenmutter 74 in einer Abwärtsrichtung zu bewegen. Insbesondere bewegen sich die Schraubenmutter 74 und die Sperrlöseanordnung 80 anfänglich als eine Einheit zusammen abwärts von der Ruhe(Start)-Position, die in 14 gezeigt ist, auf eine Zwischenposition (z.B. um 1 mm abwärts von der Startposition), so dass der obere Nockenbereich 81 der Sperrlöseanordnung 80 die ersten Stoppsperrelemente 61 berührt. Eine weitere Abwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 2,1 mm abwärts von der Startposition) bewirkt, dass der obere Nockenbereich 81 der Sperrlöseanordnung 80 beginnt, die ersten Stoppsperrelemente 61 aus dem Eingriff mit den ersten Sperrzähnen 54 zu drehen, bevor das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt wird. Eine weitere Abwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 3,4 mm aufwärts von der Startposition) bewirkt, dass der obere Nockenbereich 81 der Sperrlöseanordnung 80 die ersten Stoppsperrelemente 61 komplett aus dem Eingriff mit den ersten Sperrzähnen 54 dreht, bevor das innere Rohr 20 relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt wird. Eine weitere Abwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 7 mm aufwärts von der Startposition) bewirkt, dass der obere Nockenbereich 81 der Sperrlöseanordnung 80 den Sperrhalter 60 und das innere Rohr 20 abwärts als eine Einheit relativ zu dem äußeren Rohr 22 bewegt, so dass die ersten Stoppsperrelemente 61 in einer Position zum Eingriff mit dem nächst tieferen der ersten Sperrzähne 54 sind, während die zweiten Stoppsperrelemente 62 Flächen zwischen zwei der zweiten Sperrzähne 56 berühren. Während dieser Abwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 wurden die zweiten Stoppsperrelemente 62 aufwärts gegen die Nockenoberfläche 56b eines der zweiten Sperrzähne 56 eingerastet. Als nächstes treibt die Steuerung 26 den Motor 46b in der gegenläufigen Richtung an, so dass die Antriebsschraube 72 sich dreht, um axial die Schraubenmutter 74 in einer Aufwärtsrichtung zu bewegen. Insbesondere bewirkt die Aufwärtsbewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 5 mm abwärts von der Startposition), dass der obere Nockenbereich 81 der Sperrlöseanordnung 80 beginnt, sich von den ersten Stoppsperrelementen 61 zu trennen, die zum Eingriff mit den ersten Sperrzähnen 54 gedrückt werden, wobei die zweiten Stoppsperrelemente 62 eine Fläche zwischen zwei der zweiten Sperrzähnen 56 kontaktieren. Schlussendlich bewirkt eine Bewegung der Schraubenmutter 74 und der Sperrlöseanordnung 80 (z.B. um 5 mm abwärts von der Startposition), dass in der Endsattelposition des Einfahrbetriebs, bei dem die ersten und zweiten Bewegungsstoppsperrelemente 61 und 62 mit den ersten und zweiten Sperrzähnen 54 und 56 in Eingriff sind, das innere Rohr 20 zu dem äußeren Rohr 22 festgestellt ist, wobei die Antriebsschraube 72 und die Schraubenmutter 74 der Antriebsquelle 46 unbelastet sind. Während des dargestellten Einfahrbetriebs, wird nur das innere Rohr 20 um den vorbestimmten Abstand P1 zwischen zwei benachbarten Sperrwiderlagern 54a abgesenkt, vorzugsweise senkt ein Einfahrbetrieb das innere Rohr 20 um eine Distanz ab, die mehreren der Sperrwiderlager 54a der ersten Sperrzähne 54 entsprechen.
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In dem Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind der Begriff „umfassen“ und seine Abwandlungen, wie hierin verwendet, als offene Begriffe vorgesehen, die das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Bauteile, Gruppen, Einzelteile und/oder Schritte einschließen, die jedoch nicht das Vorhandensein von anderen, nicht angegebenen Merkmalen, Elementen, Bauteilen, Gruppen, Einzelteilen und/oder Schritten ausschließen. Das Vorangesagte betrifft auch Wörter mit einer ähnlichen Bedeutung wie beispielsweise die Begriffe „einschließen“, „haben“ und ihre Abwandlungen. Auch die Begriffe „Teil“, „Abschnitt“, „Bereich“, „Element“ oder „Bauteil“, wenn im Singular verwendet, können die doppelte Bedeutung eines Einzelteils oder einer Mehrzahl von Teilen haben. Die nachfolgenden Richtungsbegriffe, wie sie hier zum Beschreiben der obigen Ausführungsformen verwendet werden, „vorwärts“, „rückwärts“, „über“, „abwärts“, „vertikal“, „horizontal“, „unter“ und „quer“ sowie andere ähnliche Richtungsbegriffe beziehen sich auf diese Richtungen eines Fahrrades, das mit der Fahrradsattelstützanordnung ausgestattet ist. Demgemäß sollten diese Begriffe, wie sie zum Beschreiben der vorliegenden Erfindung verwendet werden, relativ zu einem Fahrrad ausgelegt werden, das mit der Fahrradsattelstützanordnung ausgestattet ist, wenn es in der normalen Fahrposition auf der Geländeoberfläche verwendet wird.
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Während nur ausgewählte Ausführungsformen zum Zeigen der vorliegenden Erfindung gewählt worden sind, ist es aus dieser Offenbarung für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise können die Größe, Form, Ort oder Orientierung der verschiedenen Bauteile je nach Bedarf und/oder Wunsch verändert werden. Bauteile, die direkt miteinander verbunden oder sich berührend gezeigt sind, können zwischen sich positionierte Zwischenstrukturen aufweisen. Die Funktionen eines Bauteiles können durch zwei ausgeführt werden und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in einer anderen Ausführungsform angenommen werden. Es ist nicht nötig, dass alle Vorteile in einer bestimmten Ausführungsform gleichzeitig vorliegen. Jedes Merkmal, das gegenüber dem Stand der Technik einzigartig ist, kann alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen auch als separate Beschreibung weiterer Erfindungen durch den Anmelder in Betracht gezogen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch solche Merkmale ausgeführt werden. Daher sind die vorangegangenen Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zu Illustrationszwecken vorgesehen und nicht für den Zweck, die Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche und ihre Entsprechungen definiert ist, zu beschränken.
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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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- US 7083180 [0003]
- JP 2005-231567 [0003]
- JP 2005-262900 [0003]
