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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellspannvorrichtung, insbesondere für wenigstens teilweise und vorzugsweise überwiegend muskelbetriebene Zweiräder wie Fahrräder.
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Im Stand der Technik sind verschiedenste Schnellspannvorrichtungen zum Befestigen der Laufräder von Fahrrädern bekannt geworden. Zur lösbaren Befestigung der Laufräder von Rennrädern werden beispielsweise Schnellspannvorrichtungen verwendet, bei denen die erforderlichen Klemmkräfte durch Umlegen des Schnellspannhebels bewirkt werden. Doch insbesondere bei Mountainbikes und auch anderen Fahrrädern hat es sich gezeigt, dass die durch die derart aufgebrachte Haltekraft erzeugte Steifigkeit noch verbessert werden kann.
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Mit der
EP 1 801 005 B1 ist ein Schnellspanner für Fahrräder bekannt geworden, bei dem die Spannkraft nicht durch das Umlegen des Schnellspannhebels erzeugt wird, sondern unabhängig davon ist. Der Schnellspannhebel ist mit einem Schraubgewinde verbunden, sodass die gewünschte Spannkraft durch die Anzahl der Umdrehungen des Schnellspannhebels aufgebracht wird. Um den Schnellspannhebel in die gewünschte Ruhelage zu bringen, kann der Schnellspannhebel axial nach außen gezogen und in eine gewünschte Ruheposition frei gedreht werden. Diese Schnellspannvorrichtung funktioniert zuverlässig und ermöglicht eine einfache Bedienung. Nachteilig sind der relativ hohe Aufwand für die Mechanik der Schnellspannvorrichtung und das relativ hohe Gewicht.
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Im Markt bekannt geworden ist ein Schnellspanner, der auch in der italienischen Patentanmeldung
IT FI 2010 0089 A1 mit der Nummer 140057 beschrieben ist. Dieser Schnellspanner wirkt mit einer Steckachse zusammen. Die Steckachse weist ein Gewinde an einem Ende der Steckachse und an dem anderen Ende eine Einstecköffnung für einen separaten Schnellspannhebel auf. Zu Montagezwecken wird das Einsteckende des Schnellspannhebels in die Einstecköffnung der Steckachse eingeführt, wobei ein Außensechskant des Einsteckendes des Schnellspannhebels mit einem entsprechenden Innensechskant der Steckachse in Eingriff gerät. Durch Drehen des Schnellspannhebels wird so auch die nun formschlüssig verbundene Steckachse gedreht, sodass sich mit einer entsprechenden Anzahl von Drehbewegungen des Schnellspannhebels die gewünschte Haltekraft des Laufrades ergibt. Da für das Vorderrad und das Hinterrad insgesamt nur ein Schnellspannhebel zur Verfügung gestellt werden muss, kann so schon die Hälfte des Gewichts eingespart werden. Zudem kann ein solcher Schnellspanner insgesamt leichter ausgestaltet werden als ein Schnellspanner nach der
EP 1 801 005 B1 .
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Das Einsteckende des Schnellspannhebels nach der
IT FI 2010 0089 A1 weist eine solche Länge auf, dass der Schnellspannhebel bei der Montage oder Demontage ein Stück weit aus der Steckachse herausgezogen werden kann, während der Außensechskant noch einen ausreichenden Eingriff mit dem Innensechskant der Steckachse behält. Dadurch besteht bei einer vollständigen Umdrehung des Schnellspannhebels keine Klemmgefahr für die Finger der Bedienperson zwischen dem Rahmen des Fahrrades und dem Schnellspannhebel. Nach Erreichen der gewünschten Klemmspannung wird der Schnellspannhebel wieder eingeschoben. Der Schnellspannhebel kann aber auch kurz aus der Steckachse herausgezogen und in eine bevorzugte Winkelposition gedreht und dann wieder eingesteckt werden. Es wird eine einfache Bedienung mit einem geringen Gesamtgewicht ermöglicht. Das in die Steckachse eingeführte Einsteckteil muss aber aus einem festen Material bestehen und eine solche Länge aufweisen, dass auch bei teilweisem Herausziehen eine genügende Kontaktfläche zur Steckachse verbleibt, ohne die erforderlichen Klemmkräfte aufzubringen. Dadurch ist das Gesamtgewicht des Schnellspanners höher, als es eigentlich sein müsste.
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Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schnellspannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine noch flexiblere und allgemeinere Verwendung ermöglicht. Vorzugsweise soll ein geringeres Gesamtgewicht und/oder eine einfachere Bedienung ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schnellspannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Spanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 21 und durch ein Zweirad mit den Merkmalen des Anspruchs 24. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
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Eine erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung ist insbesondere für wenigstens teilweise und vorzugsweise überwiegend muskelbetriebene Zweiräder wie Fahrräder vorgesehen und umfasst eine Achseinheit und eine Spanneinrichtung. Die Achseinheit weist eine sich in axialer Richtung erstreckende Achse bzw. eine eine axiale Richtung definierende Achse auf. Weiterhin umfasst die Achseinheit eine Klemmeinrichtung an einem ersten Ende der Achseinheit und ein Befestigungseinrichtung an einem zweiten Ende der Achseinheit. Die Spanneinrichtung dient zur Montage und Demontage der Achseinheit an einem Zweirad bzw. ist dazu geeignet. Die Spanneinrichtung umfasst einen Bedienhebel und eine (insbesondere damit verbundene) Spannkomponente. Die Spannkomponente umfasst wenigstens eine Koppeleinheit und die Spannkomponente ist über die Koppeleinheit drehfest z. B. von Hand mit der Achseinheit koppelbar. Die Spannkomponente ist z. B. von Hand auch von der Achseinheit entkoppelbar. Der Einsatz weiteren Werkzeuges zur Koppelung und Entkoppelung der Spannkomponente mit der Achseinheit ist nicht nötig. An der Spannkomponente ist (neben der Koppeleinheit) wenigstens ein weiteres Werkzeugmittel ausgebildet.
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Die Erfindung hat viele Vorteile. Dadurch, dass die Spannkomponente ein weiteres Werkzeugmittel aufweist, kann die Schnellspannvorrichtung flexibler eingesetzt werden. Die Spanneinrichtung kann auch für andere Montage- oder Demontageaufgaben eingesetzt werden, wenn ein von der Koppeleinheit unterschiedliches Werkzeug benötigt wird.
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Insbesondere ist der Bedienhebel der Spanneinrichtung von einer drehfest mit der Spannkomponente verbundenen Eingriffsstellung in eine frei gegenüber der Spannkomponente drehbare Drehstellung bewegbar, während die Spannkomponente drehfest mit der Achseinheit gekoppelt sein kann und insbesondere auch damit gekoppelt ist. Das bedeutet, dass die Spannkomponente z. B. drehfest mit der Achseinheit gekoppelt ist, während gleichzeitig der Bedienhebel der Spanneinrichtung in die Drehstellung verbracht werden kann, in der der Bedienhebel frei gegenüber der Spannkomponente drehbar ist.
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Dadurch wird eine frei wählbare Orientierung des Bedienhebels gegenüber der Spannkomponente ermöglicht, ohne die Spanneinrichtung von der Achseinheit zu entkoppeln. Das ist sehr vorteilhaft, da damit auch eine noch einfachere Montage ermöglicht wird, bei der der Bedienhebel nicht mehrmals vollständig gedreht wird, sondern von der Hand des Benutzers jeweils nur um einen kleineren Winkelbetrag von z. B. 30 Grad, 45 Grad oder 60 Grad gedreht wird, bevor der Bedienhebel wieder von der Eingriffsstellung in die Drehstellung gebracht und zurück gedreht wird, um anschließend durch eine erneute Drehung die Schnellspannvorrichtung weiter zu schließen bzw. die aufgebrachte Spannung zu erhöhen.
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Dadurch wird es ermöglicht, dass die Spannkomponente erheblich kürzer ausgestaltet wird, als es im Stand der Technik mit einem abnehmbaren Bedienhebel möglich war. Der Bedienhebel bzw. die Schnellspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung muss nicht ein Stück aus der Achseinheit heraus gezogen werden, um eine bequeme Montage zu ermöglichen, sondern kann vollständig in die Achseinheit eingeschoben verbleiben, bis die gewünschte Spannung mit dennoch einfacher und ohne Klemmgefahr erfolgender Bedienung aufgebracht wird.
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Dadurch kann ein erheblicher Teil des Gewichts der Spannkomponente eingespart werden, da die Eingriffslänge gegenüber dem Stand der Technik beispielsweise halbiert werden kann. Da die Spannkomponente in der Regel aus einem hochfesten Material und insbesondere Metall und vorzugsweise Stahl besteht, wird dadurch ein erheblicher Teil des Gewichts eingespart. Die Achseinheit kann wenigstens teilweise oder vollständig aus einem leichteren Metall und insbesondere einem Leichtmetall bestehen. Möglich ist aber auch der Einsatz von Stahl oder einem faserverstärkten Kunststoff.
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Die Spanneinrichtung der vorliegenden Erfindung eignet sich zur Montage und Demontage des Vorderrades, des Hinterrades und auch beispielsweise der Sattelstange bzw. des Sattels, wenn dort eine an die Spannkomponente angepasste Montagehilfe vorgesehen ist. Das weitere Werkzeugmittel kann für unterschiedlichste Aufgaben benutzt werden. Ein separates Werkzeug ist oft nicht nötig.
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Die Spanneinrichtung ist nicht nur mit der Achseinheit koppelbar und davon entkoppelbar, sondern kann auch vollständig von der Achseinheit abnehmbar ausgestaltet sein.
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Vorzugsweise weist die Spannkomponente eine Koppeleinheit mit einer unrunden Koppelkontur zum Koppeln mit einer entsprechend angepassten Anschlusseinheit mit einer unrund ausgebildeten Anschlusskontur an der Achseinheit auf. Das bedeutet, dass die unrunde Koppelkontur der Koppeleinheit mit der unrund ausgebildeten Anschlusskontur der Achseinheit koppelbar ist, um eine drehfeste Verbindung wahlweise herzustellen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Koppeleinheit der Spannkomponente zur Montage und Demontage in die Anschlusskontur eingeführt. Möglich und bevorzugt ist es auch, dass die Koppeleinheit der Spannkomponente zur Montage und Demontage auf die Anschlusskontur der Anschlusseinheit aufgebracht wird. Möglich ist es auch, dass ein Teil der Koppeleinheit zur Montage und/oder Demontage in die Anschlusseinheit eingebracht wird, während ein anderer Teil der Koppeleinheit auf einen anderen Teil der Anschlusseinheit aufgeschoben oder aufgebracht wird. Vorzugsweise ist eines der beiden miteinander zu koppelnden Teile „männlich“ und das andere Kopplungsteil „weiblich“ ausgebildet, um eine passgenaue und drehfeste Kopplung zu bewirken.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Koppeleinheit ein Außenpolygon und/oder ein Innenpolygon auf. Beispielsweise kann die Koppeleinheit einen Außenmehrkant und/oder einen Innenmehrkant aufweisen, um eine passgenaue und drehfeste Kopplung mit der Anschlusseinheit herzustellen.
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Es ist von Vorteil, wenn wenigstens eine Rasteinrichtung zur Verrastung der Spannkomponente an der Achseinheit vorgesehen ist. Dadurch kann eine wenigstens im Wesentlichen verliersichere Aufnahme der Spannkomponente an der Achseinheit gewährleistet werden. Ohne das Auftreten besonderer äußerer Kräfte bietet eine solche Rasteinrichtung einen verliersicheren Schutz. Die Rasteinrichtung kann mehrere Rasteinheiten aufweisen, um eine Verrastung in verschiedenen Drehpositionen zu ermöglichen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Bedienhebel durch eine Bewegung in axialer Richtung gegenüber der Spannkomponente von der Eingriffsstellung in die Drehstellung bewegbar. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Bedienhebel durch eine von der Spannkomponente weg gerichtete axiale Bewegung von der Eingriffsstellung in die Drehstellung bewegbar ist. Dadurch kann in einem einfachen Fall an dem Bedienhebel gezogen werden, um eine Überführung von der Eingriffsstellung in die Drehstellung zu bewirken.
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In bevorzugten Ausgestaltungen ist der Bedienhebel über eine Vorspanneinrichtung in Richtung der Spannkomponente vorbelastet. Eine solche Vorspanneinrichtung kann eine Spiralfeder oder mehrere Spiralfedern oder sonstige Federn umfassen. Möglich ist auch eine Vorbelastung über magnetische oder sonstige Kräfte. Durch eine Vorbelastung des Bedienhebels in Richtung der Spannkomponente und somit in die Eingriffsstellung wird gewährleistet, dass der Benutzer direkt beim Erfassen des Bedienhebels beispielsweise die Spannung erhöhen oder aber die Schnellspannvorrichtung lösen kann. Möglich ist es aber auch, dass die Schnellspannvorrichtung in die Drehstellung vorbelastet ist, sodass bei einem unabsichtlichen Kontakt mit dem Bedienhebel die Spannkraft unverändert bleibt. Um eine definierte Winkelposition des Bedienhebels auch in einer solchen Ausgestaltung zu gewährleisten, kann die freie Drehbewegung des Bedienhebels über Reibung oder dergleichen gehemmt werden, sodass eine einmal eingestellte Drehposition erhalten bleibt. Möglich ist es auch, dass der Bedienhebel in einer oder in einer gewissen Anzahl von Drehpositionen rastend ausgeführt ist.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen weist die Spannkomponente an einem Ende die Koppeleinheit zur Kopplung mit der Achseinheit und an einem bzw. dem anderen Ende einen insbesondere pilzförmigen Druckknopf auf. Dabei ist an dem Druckknopf vorzugsweise ein umlaufender Kragen vorgesehen, der ein Gegenlager für die Vorspanneinrichtung bildet, die den Bedienhebel in eine bevorzugte Grundposition und insbesondere die Eingriffsstellung vorbelastet. Der umlaufende Kragen kann Unterbrechungen aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Bedienhebel in der Eingriffsstellung über einen Drehmomentbegrenzer mit der Achseinheit gekoppelt. Ein solcher Drehmomentbegrenzer dient dazu, das maximale Drehmoment des Bedienhebels zu begrenzen, um eine zu hohe Spannkraft an der Schnellspannvorrichtung zu vermeiden. Dabei kann der Drehmomentbegrenzer so ausgebildet sein, wie es im Stand der Technik üblich und offenbart ist. Das übertragbare Drehmoment kann einstellbar oder auch fest vorgegeben sein.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Achseinheit wenigstens an dem zweiten Ende hohl ausgebildet ist. Es ist möglich und bevorzugt, dass die Achse der Achseinheit eine durchgehende Öffnung im Inneren aufweist.
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Vorzugsweise weist die Achseinheit an dem zweiten Ende ein Außengewinde als Befestigungseinrichtung auf. Möglich ist es aber auch, dass die Befestigungseinrichtung einen Bajonettverschluss aufweist, der in einer Winkelposition eine feste Aufnahme an dem Rahmen eines Zweirads ermöglicht, während der Bajonettverschluss in einer anderen Winkelposition z. B. dem Rahmen des Zweirads entnommen werden kann. Ein solcher Bajonettverschluss kann z. B. in der Form eines Schlüssels/Schlüssellochs ausgebildet sein und mit dem entsprechend ausgestaltetem Rahmen zusammenwirken.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass an dem Bedienhebel und an der Spannkomponente jeweils aneinander angepasste unrunde Eingriffskonturen ausgebildet sind, welche in der Eingriffsstellung in Eingriff miteinander stehen. Da sich die Eingriffskonturen des Bedienhebels und der Spannkomponente nur über eine gewisse axiale Breite überlappen, können die Eingriffskonturen durch eine relative Axialverschiebung des Bedienhebels außer Eingriff gebracht werden, wodurch der Bedienhebel in die Drehposition verbracht wird und dort frei in beide Drehrichtungen gedreht werden kann.
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Die unrunden Eingriffskonturen an dem Bedienhebel und der Spannkomponente können beispielsweise in der Form von Verzahnungen ausgebildet sein. Bevorzugt sind Ausgestaltungen mit Außen- und Innenpolygonen oder mit Außen- und Innenmehrkantflächen. Besonders bevorzugt sind Radialverzahnungen an dem Bedienhebel und der Spannkomponente, wobei der Bedienhebel vorzugsweise eine radiale Innenverzahnung aufweist und die Spannkomponente eine radiale Außenverzahnung umfasst. Möglich ist es auch, dass der Bedienhebel mit der Spannkomponente über Axialverzahnungen als Eingriffskonturen im Eingriff steht.
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Der Bedienhebel weist vorzugsweise eine Spannhülse auf oder ist damit fest verbunden, wobei die unrunde Eingriffskontur vorzugsweise an der Spannhülse vorgesehen ist.
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In allen Ausgestaltungen beträgt vorzugsweise ein Verhältnis aus einer Überlappungslänge der miteinander im Eingriff stehenden Koppeleinheit und der Anschlusseinheit bezogen auf einen Durchmesser der Koppeleinheit kleiner als 4:1 und vorzugsweise kleiner als 3:1 und kann insbesondere auch kleiner als 2:1 sein. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis des in eine Anschlusseinheit einführbaren Teils der Spannkomponente bzw. der Koppeleinheit zu dem Durchmesser des einführbaren Teils der Spannkomponente kleiner als 4:1 und vorzugsweise kleiner als 3:1, wenn die Koppeleinheit der Spannkomponente als „männliches Teil“ ausgeführt ist. Wenn die Koppeleinheit der Spannkomponente als „weibliches Teil“ ausgeführt ist, dann ist eine Länge des einführbaren Teils der Anschlusseinheit kleiner als dessen vierfacher und insbesondere dreifacher Durchmesser.
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In allen Ausgestaltungen ist das Werkzeugmittel insbesondere als Schraubendreherwerkzeug ausgebildet oder umfasst ein solches. Insbesondere ist das Werkzeugmittel als Torx-Werkzeug ausgebildet oder umfasst ein solches.
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Es ist auch möglich, dass das Werkzeugmittel der Spanneinrichtung eine Werkzeugaufnahme als Werkzeugmittel umfasst. Eine solche Werkzeugaufnahme ist vorzugsweise zur drehfesten Aufnahme eines Werkzeugs ausgebildet. Ein solches Werkzeug ist dann insbesondere austauschbar vorgesehen. So können zum Beispiel unterschiedliche Werkzeuge oder Schraubendreherwerkzeuge angebracht werden, um unterschiedlichste Montagearbeiten durchzuführen. Eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung dient zur Montage und Demontage von Zweiradkomponenten an insbesondere wenigstens teilweise muskelbetriebenen Zweirädern wie Fahrrädern. Eine solche Spanneinrichtung umfasst einen Bedienhebel und eine (insbesondere damit verbundene) Spannkomponente. Die Spannkomponente umfasst eine Koppeleinheit und die Spannkomponente ist über die Koppeleinheit vorzugsweise manuell mit einer Zweiradkomponente drehfest koppelbar ist. Die Spannkomponente ist vorzugsweise manuell von der Zweiradkomponente entkoppelbar. An der Spannkomponente ist ein weiteres Werkzeugmittel ausgebildet.
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Insbesondere ist der Bedienhebel von einer drehfest mit der Spannkomponente verbundenen Eingriffsstellung in eine frei gegenüber der Spannkomponente drehbare Drehstellung bewegbar, insbesondere auch, während die Spannkomponente drehfest mit der Achseinheit und damit der Zweiradkomponente gekoppelt ist.
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Auch die erfindungsgemäße Spanneinrichtung hat viele Vorteile, da sie einen vielfältigeren Einsatz ermöglicht. Auch eine einfache Bedienung bei einem insgesamt geringeren Gesamtgewicht wird ermöglicht. Die Spanneinrichtung benötigt keine Spannkomponente großer axialer Länge, da die Spannkomponente nicht aus einer Zweiradkomponente teilweise herausgezogen werden muss, um den Bedienhebel ohne Klemmgefahr zu bedienen. Der Bedienhebel zur Erzeugung der gewünschten Spannkraft oder zur Verminderung der anliegenden Spannkraft kann ein Stück weit gedreht werden kann und anschließend in die Drehstellung überführt werden. Dort kann der Bedienhebel ohne Einfluss auf die Spannkraft entsprechend zurückgedreht werden. Danach wird der Bedienhebel wieder in die Eingriffsstellung verbracht und dort zur weiteren Erhöhung (oder Verringerung) der Spannkraft gedreht. Deshalb kann die Spannkomponente kürzer und leichter gestaltet werden. Es ist nicht nötig, die Spannkomponente länger als nötig auszubilden, um eine drehfeste Koppelung auch bei halb herausgezogener Spannkomponente zu gewährleisten. Das Werkzeugmittel verlängert die Spanneinrichtung nicht unnötig und gegebenenfalls gar nicht.
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Eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung kann auch aufgrund des Werkzeugmittels bei der Montage und Demontage unterschiedlichster Zweiradkomponenten eingesetzt werden, sodass es ausreichend ist, eine einzige geeignete Spanneinrichtung an einem Zweirad zu bevorraten. Gegebenenfalls kann der Benutzer die Spanneinrichtung auch am Körper oder in einem Rucksack oder einer Tasche oder dergleichen tragen, sodass die mit der Spanneinrichtung angebrachten Zweiradkomponenten in einem gewissen Umfang vor Diebstahl geschützt sind.
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In bevorzugten Ausgestaltungen ist die Spanneinrichtung ausgebildet, wie eine Spanneinrichtung einer zuvor beschriebenen Schnellspannvorrichtung.
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Ein erfindungsgemäßes Zweirad weist einen Rahmen, eine Gabel, einen wenigstens teilweise muskelbetriebenen Antrieb und Zweiräder, nämlich ein Vorderrad und ein Hinterrad auf. Jedes Rad umfasst eine Nabe und eine zugeordnete Achseinheit. Es sind eine Spanneinrichtung mit einem Bedienhebel und eine (insbesondere damit verbundene) Spannkomponente angeordnet. Die Spannkomponente ist z. B. von Hand mit der Achseinheit drehfest koppelbar. Die Spannkomponente ist z. B. von Hand auch von der Achseinheit entkoppelbar. Der Bedienhebel der Spanneinrichtung ist von einer Eingriffsstellung, in der der Bedienhebel drehfest mit Spannkomponente verbunden ist, in eine Drehstellung bewegbar, in der der Bedienhebel frei gegenüber der Spannkomponente drehbar ist, insbesondere auch, während die Spannkomponente drehfest mit der Achseinheit gekoppelt ist.
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Auch das erfindungsgemäße Zweirad hat viele Vorteile. Das Zweirad kann insgesamt mit einem geringeren Gesamtgewicht zur Verfügung gestellt werden, da durch den Einsatz der Spanneinrichtung insgesamt Gewicht gespart werden kann. Gleichzeitig kann eine einfache Bedienung ermöglicht werden. Vorzugsweise ist genau eine Spanneinrichtung für die Montage und Demontage der beiden Räder vorgesehen.
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In bevorzugten Ausgestaltungen weist das Zweirad wenigstens eine Schnellspannvorrichtung auf, wie sie zuvor beschrieben wurde.
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Besonders bevorzugt ist die Spanneinrichtung an der Achseinheit des Hinterrades lösbar befestigt. Besonders bevorzugt ist an dem Vorderrad keine Spanneinrichtung vorgesehen. Dadurch kann eine verbesserte Aerodynamik erzielt werden, da ein an dem Vorderrad nach außen abstehender Bedienhebel die Aerodynamik dort stört. Gleichzeitig wird das Gesamtgewicht reduziert und eine einfachere Bedienung wird ermöglicht.
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Insgesamt ermöglicht die Erfindung ein geringeres Gewicht einer Schnellspannvorrichtung und eines Fahrrades insgesamt, insbesondere da nur eine Spanneinrichtung für ein Zweirad insgesamt ausreicht. Wenn die Spanneinrichtung mit dem Bedienhebel am Hinterrad angeordnet wird, so verbessern sich die Optik und insbesondere die Aerodynamik. Die Kosten können reduziert werden, da nur ein Hebel für das Fahrrad insgesamt eingesetzt wird. Die Spanneinrichtung kann nicht nur zur Montage der Räder dienen, sondern beispielsweise auch für die Sattelklemmung genutzt werden.
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Wird an der Schnittstelle zwischen Spannkomponente und Achseinheit ein konventioneller Innenmehrkant oder ähnliches eingesetzt so kann ein Mechaniker beispielsweise bei einem Rennen das Laufrad mit einem (z. B. Akku-)Schnellschrauber schnell und sicher aus- und einbauen. Während der Wartezeit auf den Servicemechaniker kann der Fahrer trotzdem bereits mit dem Lösen des Laufrades beginnen.
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass trotz des höheren Aufwands für die Spanneinrichtung insgesamt eine noch einfacher zu bedienende Schnellspannvorrichtung mit einem geringeren Gesamtgewicht ermöglicht wird.
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Ein erheblicher Vorteil ist in allen Ausgestaltungen auch, dass der Orientierungswinkel des Bedienhebels unabhängig von dem Winkel der Spannkomponente zu der Achseinheit ist. Wird z. B. ein Vierkant oder Sechskant für die Koppeleinheit der Spannkomponente und die Anschlusseinheit der Achseinheit gewählt (eines davon als männliches Teil und das andere als dazu passendes weibliches Teil ausgeführt), so kann die Spannkomponente in genau vier oder sechs unterschiedlichen Winkelpositionen angeordnet werden. Bei der vorliegenden Erfindung kann der Orientierungswinkel aber auch über die relative Winkelposition der Eingriffskonturen des Bedienhebels und der Spannkomponente zueinander eingestellt werden. Werden dort Verzahnungen mit 12 und insbesondere wenigstens 18 und vorzugsweise 24 Zähnen oder mehr (oder abgerundeten nach außen bzw. innen stehenden Vorsprüngen) gewählt, so kann der Bedienhebel in eine Vielzahl von Positionen verbracht werden. Dann kann der gewünschte Drehwinkel passend zur Gabel oder zu den Ausfallenden eingestellt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
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In den Figuren zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Mountainbikes;
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2 eine schematische Seitenansicht eines Renn- bzw. Tourenrades;
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3 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung;
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4a einen vergrößerten Schnitt durch die Schnellspannvorrichtung nach 3 in der Eingriffsposition;
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4b einen vergrößerten schematischen Schnitt durch einen Teil der Schnellspannvorrichtung nach 3 in der Drehposition; und
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5 eine Draufsicht auf die Schnellspannvorrichtung nach 3.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Mountainbikes als Fahrrad bzw. Zweirad 100. Das Fahrrad weist ein Vorderrad 101, ein Hinterrad 102, einen Rahmen 103, eine Federgabel 104, einen Hinterraddämpfer 105, einen Lenker 106 und einen Sattel 107 auf. Als Antrieb 112 sind Pedale und hier eine Kettenschaltung vorgesehen. Das Vorderrad 101 und das Hinterrad 102 sind jeweils über eine Schnellspannvorrichtung 1 an der Gabel 104 bzw. dem Rahmen 103 befestigt. Die Schnellspannvorrichtung 1 weist dabei eine Spanneinrichtung 3 auf, die gestrichelt an der Sattelstütze des Sattels 107 eingezeichnet ist und die auch zur Einstellung der Sattelhöhe eingesetzt werden kann.
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2 zeigt eine stark schematische Seitenansicht eines Rennrades oder Tourenrades als Zweirad 100, wobei das Fahrrad wiederum über ein Vorderrad 101 und ein Hinterrad 102 verfügt, die an der Gabel 104 bzw. dem Rahmen 103 befestigt sind. Das Vorderrad und das Hinterrad 101, 102 weisen jeweils Speichen 109 und eine Felge 110 auf. Eine Scheibenbremse 111 (vergleiche 1) kann vorgesehen sein, muss es aber nicht. Hier ist eine Schnellspannvorrichtung 1 am Hinterrad inklusive einer Spanneinrichtung 3 eingezeichnet. Die Spanneinrichtung 3 der Schnellspannvorrichtung 1 kann von dem Hinterrad 102 abgenommen und an dem Vorderrad 101 angesetzt werden, wie es in 2 gestrichelt dargestellt ist, um nämlich auch das Vorderrad zu montieren und gegebenenfalls zu demontieren. Die Spanneinrichtung 3 kann auch zur Justage der Höhe des Sattels 107 dienen. Das Vorderrad 101, das Hinterrad 102 und die Sattelstütze können insofern auch als Zweiradkomponenten 11 bezeichnet werden. In der Achse des Hinterrades ist ein – hier nicht sichtbares – Werkzeugmittel 60 (vgl. 4a) aufgenommen, welches auch die Montage oder Demontage anderer Zweiradkomponenten 11 erlaubt. Im normalen Betrieb ist das zusätzliche Werkzeugmittel 60 nicht sichtbar. Damit kann ein vielfältiger Einsatz ermöglicht werden. Weiteres Werkzeug ist oft nicht nötig.
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Bei dem in 2 dargestellten Zweirad 100 wird ein optisch gefälliger Gesamteindruck erzielt, da der Bedienhebel der Schnellspannvorrichtung 1 nur am Hinterrad vorgesehen ist. Im normalen Betriebszustand ist am Vorderrad 101 keine Spanneinrichtung 3 mit einem dazugehörigen Bedienhebel vorgesehen. Das Gleiche trifft auf die Befestigung der Sattelstütze zu. Im Bedarfsfall kann die Spanneinrichtung 3 mit dem Bedienhebel vom Hinterrad gelöst werden und zur Montage bzw. Demontage des Vorderrades oder der Sattelstütze oder weiterer Zweiradkomponenten 11 verwendet werden.
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3 zeigt eine perspektivische Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung 1 vor dem Einstecken der Spanneinrichtung 3 in die Achseinheit 2. Dadurch ist die Koppeleinheit 16 der Spanneinrichtung 3 in 3 erkennbar.
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Außerdem ist auch das Werkzeugmittel 60 erkennbar, welches hier axial absteht und im montierten Zustand im Inneren der Achseinheit 2 aufgenommen ist. Die Achseinheit 2 umfasst die Achse 5, die hier als Steckachse ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung 4 erstreckt. An dem ersten Ende 7 der Achse 5 ist eine Klemmeinrichtung 6 vorgesehen, während an dem zweiten Ende 10 der Achse 5 eine Befestigungsreinrichtung 9 angeordnet ist. Die Befestigungseinrichtung 9 ist hier im Ausführungsbeispiel als Außengewinde 26 auf der Achse 5 ausgebildet. Hier im Ausführungsbeispiel wird die Achseinheit 2 durch die Ausfallenden und die Nabe eines Laufrades eingeführt und mittels der Spanneinrichtung 3 wird die Achseinheit 2 an dem Rahmen 103 so befestigt, dass die Nabe 108 zwischen den Ausfallenden des Rahmens 103 oder der Gabel 104 geklemmt wird.
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Zur Bedienung dient die Spanneinrichtung 3, die eine Spannkomponente 13 und einen daran befestigten Bedienhebel 12 umfasst. Nach dem Einführen der Koppeleinheit 16 der Spanneinrichtung 3 in die Anschlusseinheit 17 (vgl. 4a) der Achseinheit 2 ist die Koppeleinheit 16 drehfest mit der Achseinheit 2 gekoppelt, sodass in der in 3 dargestellten Eingriffsstellung 14 eine Drehbewegung des Bedienhebels 12 zu einer gekoppelten Drehbewegung der Achseinheit 2 und der Achse 5 und somit auch des Außengewindes 26 der Achseinheit 2 führt.
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Die Spannkomponente 13 umfasst ein weiteres Werkzeugmittel 60. Das weitere Werkzeugmittel 60 ist hier als „männliches Werkzeug“ ausgebildet. Das Werkzeugmittel 60 ist hier konkret als Torx-Werkzeug 58 ausgebildet und kann für unterschiedlichste Montage- oder Demontagezwecke eingesetzt werden. Andere Werkzeuge oder Schraubendreherwerkzeuge werden meist nicht benötigt. Dadurch kann die Schnellspannvorrichtung 1 bzw. die Spannkomponente 13 erheblich flexibler eingesetzt werden, wenn ein von der Koppeleinheit unterschiedliches Werkzeug benötigt wird.
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Das Werkzeugmittel 60 weist hier einen Außendurchmesser 62 auf, der kleiner ist als der Außendurchmesser 42 der Koppeleinheit 16. Dadurch kann das Werkzeug 58 als Werkzeugmittel 60 in die Achseinheit 2 des Fahrrads eingeschoben werden, ohne dort zu stören oder aufzufallen. Mit einem kurzen Griff zur Achse ist jederzeit die Koppeleinheit 16 und zusätzlich auch das Werkzeugmittel 60 zur Hand. Dadurch wird eine noch umfassendere Benutzung ermöglicht.
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4a zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Spanneinrichtung 3 in der Eingriffsstellung 14.
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Die Achseinheit 2 ist hier nicht zu sehen. Die Achseinheit 2 weist in ihrem Inneren eine Anschlusseinheit 17 mit einer hier sechseckigen Anschlusskontur 19 auf (vgl. 3).
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Die Spanneinrichtung 3 wird im Wesentlichen durch die Spannkomponente 13 und den Bedienhebel 12 gebildet. Der Bedienhebel 12 weist eine hier integral und einstückig ausgebildete Spannhülse 31 auf, von der sich der Handgriff des Bedienhebels 12 aus radial nach außen erstreckt.
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An der Spannkomponente 13 ist ein Gewinde 30 vorgesehen, in das ein in etwa pilzförmig ausgestalteter Druckknopf 22 eingeschraubt ist.
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Der Druckknopf 22 weist am äußeren Ende einen radial abstehenden Kragen 23 auf, der ein Gegenlager 24 für die zwischen dem Kragen 23 und einem Absatz 8 der Spannhülse 31 angeordnete Vorspanneinrichtung 21 auf. Die Vorspanneinrichtung 21 ist hier als Spiralfeder ausgebildet, die sich einerseits an dem radialen Absatz 8 der Spannhülse 31 und andererseits an dem Gegenlager 24 abstützt. Dadurch wird der Bedienhebel 12 in die in 4a dargestellte Eingriffsstellung 14 vorbelastet. In dieser Eingriffsstellung 14 sind die Außenverzahnungen 39 der Spannkomponente 13 und die Innenverzahnung 40 der Spannhülse 31 miteinander im Eingriff, sodass der Bedienhebel 12 drehfest mit der Spannkomponente 13 gekoppelt ist. Der radial nach innen abstehende Absatz 8 zur Abstützung der Vorspanneinrichtung 21 kann auch durch die Innenverzahnung 40 der Spannhülse 31 gebildet werden. Ein separat ausgebildeter Absatz ist auch möglich.
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Zur Anlage und zur besseren Führung der Spanneinrichtung 3 an der Achseinheit 2 dient die Anlagescheibe 34, die an der axial äußeren Seite der Klemmeinrichtung 6 anliegt.
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Um im montierten Zustand die Spanneinrichtung 3 verlustsicher an der Achseinheit 2 aufzunehmen, kann ein O-Ring im Inneren der Anschlusseinheit 17 der Klemmeinrichtung 6 vorgesehen.
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Zur Überführung des Bedienhebels 12 von der Eingriffsstellung 14 in die Drehstellung 15 wird der Bedienhebel 12 axial nach außen von der Achseinheit 2 weg entlang der axialen Richtung 4 bewegt.
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Das Werkzeugmittel 60 der Spannkomponente 13 ist hier im seitlichen Schnitt zu sehen. Durchgezogen dargestellt ist das weitere Werkzeugmittel 60 als „männliches Werkzeug“ (als Torx-Werkzeug 58).
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Möglich ist es auch, ein weibliches Werkzeugmittel 60 einzusetzen. Diese Version ist punktiert dargestellt und wird durch einen unrund ausgebildeten Hohlraum im Inneren der Koppeleinheit gebildet. In den Hohlraum 63 können Werkzeuge eingeführt und dort drehfest aufgenommen werden.
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Besonders bevorzugt ist die „männliche“ Variante, bei der das Werkzeugmittel direkt als verliersicheres Werkzeug ausgebildet ist.
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4b zeigt einen Teil einer Spanneinrichtung 3 in einer schematisch geschnittenen Darstellung in der Drehstellung 15. Dabei ist der Bedienhebel 12 mit der Spannhülse 31 axial nach außen gezogen worden, sodass die Vorspanneinrichtung 21 axial komprimiert wird. In der dargestellten Drehposition 15 sind die Innenverzahnung 40 an der Spannhülse 31 und die Außenverzahnung 39 an der Spannkomponente außer Eingriff, sodass eine freie Drehbewegung des Bedienhebels 12 in beide Drehrichtungen möglich ist. Dabei kann der Benutzer den Druckknopf 22 als Gegenlager 24 für die auf den Bedienhebel 12 aufgebrachte Kraft nutzen. Das bedeutet, dass der Benutzer beispielsweise mit seinem Daumen sich auf der Außenseite des Druckknopfes 22 abstützt, um den Bedienhebel 12 gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung 21 axial nach außen in die Drehstellung 15 zu ziehen. Nach der Drehung in die gewünschte Position kann der Benutzer den Bedienhebel 12 loslassen, sodass sich der Bedienhebel 12 durch die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung 21 bedingt wieder selbsttätig in die Eingriffsstellung 14 begibt.
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5 zeigt eine Draufsicht auf die Spanneinrichtung 3, wobei Durchbrüche 65 an dem Hebel 12 zu sehen sind. Dadurch kann das Gewicht weiter reduziert werden.
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Die Koppeleinheit 16 weist eine außen liegende Koppelkontur 18 auf, die entsprechend an die Anschlusskontur 19 der Anschlusseinheit 17 angepasst ist. Hier sind die Koppeleinheit 16 und die Anschlusseinheit 17 als Außensechskant bzw. Innensechskant ausgeführt.
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Die Koppelkontur 18 der Koppeleinheit 16 kann auch als Außenvierkant ausgebildet werden, während dann in der Achseinheit 2 eine entsprechende Anschlusskontur 19 der Anschlusseinheit 17 vorgesehen ist, um den Vierkant der Koppeleinheit 16 passgenau aufzunehmen.
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Zusätzlich können hier mehrere Rastvertiefungen an der Achseinheit 2 vorgesehen sein, die Teil einer Rasteinrichtung 20 sind.
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Es kann wenigstens ein Rastvorsprung an der Koppeleinheit vorgesehen sein. Der Rastvorsprung kann durch eine Feder vorbelastet sein und dient zur Verrastung mit der Rastvertiefung an der Anschlusseinheit 17. Ein O-Ring kann an dem Übergang zwischen der Anlagescheibe 34 und der Koppeleinheit 16 vorgesehen sein.
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An der Klemmeinrichtung 6 kann eine Rändelscheibe vorgesehen sein.
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Es ist möglich, dass eine männlich ausgebildete Anschlusskontur der Anschlusseinheit 17 von der Achseinheit 2 nach außen vorsteht. Dementsprechend ist dann in der Spanneinrichtung 3 eine Koppeleinheit 16 mit einer weiblich ausgebildeten Koppelkontur vorgesehen, in die die Anschlusskontur der Anschlusseinheit 17 eingreift, um beispielsweise ein Laufrad zu montieren oder zu demontieren.
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Insgesamt wird durch die Erfindung eine leichte Schnellspannvorrichtung 1 zur Verfügung gestellt, die sehr einfach und vielseitig zu bedienen ist. Dadurch, dass der Bedienhebel 12 außer Eingriff mit der Spannkomponente 13 gebracht werden kann, wird eine einfache Montage und Demontage von Laufrädern ermöglicht. Die Länge der Spannkomponente 13, die regelmäßig aus festem Stahl besteht, kann deutlich reduziert werden. Auch wenn die Spannkomponente 13 teilweise oder vollständig aus einem leichteren Metall oder dergleichen gebildet werden sollte, kann das Gesamtgewicht hier insgesamt erheblich reduziert werden.
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Da es bei sportlichen Fahrrädern auf jedes Gramm Gewicht ankommt, kann so ein erheblicher Beitrag zur Gewichtsverringerung geleistet werden. Außerdem können die Aerodynamik und die Optik eines damit ausgerüsteten Fahrrads verbessert werden, wenn z. B. nur am Hinterrad eine Spanneinrichtung 3 angeordnet ist, während am Vorderrad nur eine Achseinheit 2 verbleibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schnellspannvorrichtung
- 2
- Achseinheit
- 3
- Spanneinrichtung
- 4
- axialer Richtung
- 5
- Achse, Steckachse
- 6
- Klemmeinrichtung
- 7
- erstes Ende
- 8
- Absatz
- 9
- Befestigungseinrichtung
- 10
- zweites Ende
- 11
- Zweiradkomponente
- 12
- Bedienhebel
- 13
- Spannkomponente
- 14
- Eingriffsstellung
- 15
- Drehstellung
- 16
- Koppeleinheit
- 17
- Anschlusseinheit
- 18
- Koppelkontur (m)
- 19
- Anschlusskontur (w)
- 20
- Rasteinrichtung
- 21
- Vorspanneinrichtung
- 22
- Druckknopf
- 23
- Kragen
- 24
- Gegenlager
- 26
- Außengewinde
- 30
- Gewinde (in 13 bzw. 22)
- 31
- Spannhülse
- 32
- Rändelscheibe
- 34
- Anlagescheibe
- 39
- Außenverzahnung
- 40
- Innenverzahnung
- 41
- Überlappungslänge
- 42
- Durchmesser
- 58
- Torx-Werkzeug
- 60
- Werkzeugmittel
- 62
- Durchmesser
- 63
- Hohlraum
- 65
- Durchbruch
- 100
- Zweirad, Fahrrad
- 101
- Rad, Vorderrad
- 102
- Rad, Hinterrad
- 103
- Rahmen
- 104
- Gabel
- 105
- Dämpfer
- 106
- Lenker
- 107
- Sattel
- 108
- Nabe
- 109
- Speiche
- 110
- Felge
- 111
- Scheibenbremse
- 112
- Antrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1801005 B1 [0003, 0004]
- IT 20100089 A1 [0004, 0005]
