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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein Aufhängungssysteme. Insbesondere
betrifft ein Aspekt der Erfindung computergesteuerte Aufhängungssysteme für ein Fahrrad,
wie angegeben im Oberbegriff von Anspruch 1.
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2. Hintergrundinformation
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Es
wurden bereits verschiedene Formen von Aufhängungssystemen für Fahrzeuge
im Allgemeinen und für
Fahrräder
im Speziellen entwickelt. Fahrräder,
insbesondere Mountainbikes (MTB) und All-Terrain-Bikes (ATB) wurden
mit vorderen und/oder hinteren Aufhängungsbaugruppen und Systemen
ausgerüstet,
um Stöße zu absorbieren,
die beim Befahren einer unebenen Straße auf den Fahrer übertragen
werden würden.
Diese Aufhängungsbaugruppen
sind von sehr einfachen bis sehr komplexen Ausführungen erhältlich.
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Diese
Aufhängungsbaugruppen
und -systeme waren jedoch nicht in der Lage, den Ruckelvorgang in
geeigneter Weise zu unterdrücken,
der häufig
auftritt, wenn ein Fahrer eine Bodenwelle oder eine kleine Vertiefung überquert.
Dieser Ruckeleffekt tritt bei höheren
Geschwindigkeiten deutlicher in Erscheinung, was häufig dazu
führt,
dass der Fahrer die Kontrolle verliert und/oder vom Fahrrad stürzt. Der
Grund für
dieses Problem besteht darin, dass es keine effiziente Weise gab,
die Steifigkeit des Aufhängungssystems
zu verändern,
während
sich das Fahrrad in Bewegung befindet.
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Beispiele
einiger Fahrräder
des Standes der Technik, welche hintere Aufhängungsbaugruppen verwenden,
sind in den U.S.-Patenten folgender Nummern offenbart: 5,445,401
von Bradbury; 5,470,090 von Stewart et al.; 5,509,677 von Bradbury;
5,586,780 von Klein et al.; 5,597,169 von Bradbury; 5,921,572 von
Bard et al.; 5,924,714 von Farris et al.; 6,050,583 von Bohn; und
6,095,541 von Turner et al..
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Fahrzeugaufhängungsbaugruppen
und -systeme reagieren häufig
auf das Gewicht des Fahrers dadurch, dass sie zusammengedrückt werden.
Mit anderen Worten wird der Schwerpunkt abgesenkt, wenn die Bedienperson
oder Fahrer das Fahrzeug besteigt oder betritt. In ähnlicher
Weise wird der Schwerpunkt angehoben, wenn der Fahrer oder die Bedienperson
vom Fahrzeug absteigt oder dieses verlässt. Derartige Höhenschwankungen
können
das Besteigen und Absteigen oder Betreten und Verlassen schwierig
machen.
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Das
Dokument IT-A 1310016 offenbart eine ähnliche Fahrradaufhängung.
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In
Anbetracht des zuvor Erwähnten
besteht ein Bedarf nach Fahrradaufhängungssystemen, welche die
zuvor erwähnten
Probleme des Standes der Technik überwinden. Die Erfindung zielt
auf diesen Mangel des Standes der Technik sowie weitere Mängel ab,
wie für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervorgeht.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, ein computergesteuertes Aufhängungssystem
für ein
Fahrzeug, und vorzugsweise für
ein Fahrrad bereitzustellen, das in effektiver Weise Stöße absorbieren
kann und für
eine Stabilität
auf unebenen Oberflächen
sorgen kann, und zwar ungeachtet der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein computergesteuertes
Aufhängungssystem
für ein Fahrzeug,
vorzugsweise ein Fahrrad bereitzustellen, das in effektiver Weise
Stöße absorbieren
kann und für
eine Stabilität
auf unebenen geneigten Flächen sorgen
kann.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine aktiv gesteuerte
Aufhängung
für ein
Fahrzeug, vorzugsweise ein Fahrrad bereitzustellen, das sich an
verschiedene Straßenbedingungen,
z. B. ebene, unebene, ansteigende und abfallende Bedingungen, etc.
anpassen kann, ohne dass die Handhabbarkeit oder der Wirkungsgrad
beeinträchtigt
wird.
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Noch
ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Aufhängungssystem
für ein
Fahrzeug, vorzugsweise ein Fahrrad bereitzustellen, das eine verstellbare
Dämpfereinrichtung
aufweist, um zu ermöglichen,
dass das Fahrzeug besser an unterschiedliche Gelände und Neigungen angepasst
wird.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Dämpfungsmechanismus
für ein
Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad bereitzustellen, der eine Schraubenfeder
und ein Elastomer beinhaltet, das eine höhere Federkonstante erzeugt.
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Noch
ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Aufhängungssystem
bereitzustellen, das ermöglicht,
dass das Fahrzeug, speziell ein Fahrrad, eine feste Höhe beibehält, und
zwar ungeachtet des Gewichtes oder der Kraft, das von dem ruhenden Fahrzeug
getragen wird. Diese Ziele werden mittels der Merkmale von Anspruch
1 erreicht.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung wird ein Fahrradaufhängungssystem bereitgestellt, das
eine Steuereinheit, eine vordere Aufhängung, eine hintere Aufhängung, einen
Vorderrad-Geländesensor
und eine hintere Steuereinrichtung aufweist. Die Steuereinheit ist
mit dem Fahrradrahmen verbunden. Die vordere Aufhängung ist
konfiguriert, um zwischen dem Fahrradrahmen und dem Vorderrad derart
angebracht zu werden, dass das Vorderrad relativ zum Fahrradrahmen
reagierend auf einen auf das Vorderrad ausgeübten Stoß beweglich ist. Die hintere
Aufhängung
ist konfiguriert, um zwischen dem Fahrradrahmen und dem Hinterrad
derart angebracht zu werden, dass das Hinterrad relativ zum Rahmen
reagierend auf einen auf das Hinterrad ausgeübten Stoß beweglich ist. Die hintere
Aufhängung ist
durch die Steuereinheit wahlweise einstellbar, um die Steifigkeit
der hinteren Aufhängung
zu verändern. Der
Vorderrad-Geländesensor
ist mit der Steuereinheit funktionsmäßig verbunden, um ein erstes
Signal einzugeben, das das Ausmaß eines Zusammendrückens oder
Auseinanderziehens der vorderen Aufhängung bezeichnet. Die hintere
Steuereinrichtung ist mit der hinteren Aufhängung und der Steuereinheit funktionsmäßig so verbunden,
dass die Steuereinheit die Steifigkeit der hinteren Aufhängung reagierend auf
das Ausmaß des
Zusammendrückens
oder des Auseinanderziehens der vorderen Aufhängung einstellt.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung ist ein Fahrrad mit einer vorderen Aufhängung und
einer hinteren Aufhängung
ausgerüstet.
Das Fahrrad weist mindestens einen vorderen und mindestens einen hinteren
Reifen auf. Der Dämpfungsfaktor,
d. h. die Steifigkeit der hinteren Aufhängung, wird durch die vordere
Aufhängung
gesteuert. Wenn eine Erhöhung oder
eine Senke angetroffen wird, wird die vordere Aufhängung demgemäß zusammengedrückt oder auseinandergezogen.
Das Ausmaß des
Zusammendrückens
oder des Auseinanderziehens kann dann mittels eines Computers oder
durch eine manuelle Vorrichtung in Bezug zur hinteren Aufhängung gesetzt
werden. Der Computer oder die manuelle Vorrichtung passt die Steifigkeit
der hinteren Aufhängung,
je nach Anforderung, nach oben oder nach unten an. Die Anpassung
erfolgt zu einem Zeitpunkt, der durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
die Gewichtsverteilung, die Größe des Vorsprungs
oder der Vertiefung, die Kraft, mit der das Fahrzeug auf den Vorsprung
oder die Vertiefung trifft, und den Abstand zwischen den vorderen
und hinteren Aufhängungen
und den Reifen bestimmt ist. Falls jedoch keine Vorsprünge oder
Vertiefungen angetroffen werden, bleiben die vordere und die hintere
Aufhängung im
Wesentlichen festgelegt, wodurch für die Bedienperson oder Fahrer
für eine
hervorragende Handhabung gesorgt wird.
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Der
Dämpfungsfaktor
wird gemäß den Fahrbedingungen
vorzugsweise durch einen Computer oder manuell angepasst. Falls
man beispielsweise mit einem Fahrrad bergauf fährt, tragen das Gefälle, die
Gewichtsverteilung und das Kurbeldrehmoment dazu bei, mehr Druck
auf den hinteren Reifen zu bringen. In ähnlicher Weise tragen die zuvor
erwähnten Faktoren,
wenn eine Bedienperson bergab fährt, dazu
bei, dass mehr Druck auf den vorderen Reifen gebracht wird. Wenn
die Aufhängung
weich ist, kann dies einen Verlust der Kontrolle zur Folge haben. Beim
Aufhängungssystem
der Erfindung erfolgt automatisch eine Versteifung, wenn die Steigung
des Hügels
5 % übersteigt.
Weiter besteht, wenn plötzlich gebremst
wird, bedingt durch die Bewegungsenergie die Tendenz, dass sich
die Kraft- und Gewichtsverteilung nach vorn verschiebt. Der Dämpfungsmechanismus
der Erfindung führt
bei einem plötzlichen
Bremsen eine Versteifung des Aufhängungssystems durch, wodurch
der Bedienperson eine größere Kontrolle
vermittelt wird. In ähnlicher
Weise besteht, wenn die Bedienperson oder Fahrer beschleunigt, die
Tendenz, dass sich die Gewichtsverteilung nach hinten verschiebt.
Eine weiche Aufhängung
wäre in diesen
Situationen nicht ideal, da das Hinterrad die Tendenz zum Einsinken
hat, was den Krafteinsatz der Bedienperson weniger effizient macht.
Der Dämpfungsmechanismus
der Erfindung kompensiert dies durch Versteifen des Aufhängungssystems, wenn
die Kettenspannung 50 kg übersteigt.
Wenn man mit niedriger Geschwindigkeit fährt, wird ein weiches Aufhängungssystem
nicht bevorzugt. Das Versteifungssystem der Erfindung versteift
sich bei Geschwindigkeiten unter 8 km/h.
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Einige
der zuvor erwähnten
Aspekte der Erfindung können
durch ein Fahrzeugaufhängungssystem
erzielt werden, das eine Steuereinheit, eine Aufhängung, einen
Fahrradantriebssensor und eine Steuereinrichtung und aufweist. Die
Aufhängung
ist konfiguriert, um zwischen ersten und zweiten Teilen eines Fahrrades
angebracht zu sein, die relativ zueinander reagierend auf einen
auf das Fahrrad aufgebrachten Stoß beweglich sind. Die Aufhängung ist durch
die Steuereinheit wahlweise anpassbar, um die Steifigkeit der Aufhängung zu
verändern.
Der Fahrradantriebssensor ist funktionsmäßig mit der Steuereinheit verbunden,
um ein erstes Signal zuzuführen, das
eine Fahrradantriebskraft angibt. Die Steuereinrichtung ist funktionsmäßig mit
der Aufhängung
und der Steuereinheit verbunden, so dass die Steuereinheit die Steifigkeit
der Aufhängung
reagierend auf die Fahrradantriebskraft anpasst.
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Einige
der zuvor erwähnten
Aspekte der Erfindung können
durch ein Fahrzeugaufhängungssystem
erzielt werden, das eine Steuereinheit, eine Aufhängung, einen
Fahrradantriebssensor, eine Steuereinrichtung und einen Geschwindigkeitssensor
aufweist. Die Aufhängung
ist konfiguriert, um zwischen ersten und zweiten Teilen eines Fahrrades
angebracht zu sein, die relativ zueinander reagierend auf einen
auf das Fahrrad aufgebrachten Stoß beweglich sind. Die Aufhängung ist
durch die Steuereinheit wahlweise anpassbar, um die Steifigkeit
der Aufhängung
zu verändern.
Der Fahrradantriebssensor ist funktionsmäßig mit der Steuereinheit verbunden,
um ein erstes Signal zuzuführen,
das eine Fahrradantriebskraft angibt. Die Steuereinrichtung ist
funktionsmäßig mit
der Aufhängung
und der Steuereinheit verbunden, so dass die Steuereinheit die Steifigkeit
der Aufhängung
reagierend auf die Fahrradantriebskraft anpasst. Der Geschwindigkeitssensor
ist funktionsmäßig mit
der Steuereinheit verbunden, um ein zweites Signal zuzuführen, das
eine Vorwärtsgeschwindigkeit
angibt.
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Fahrräder mit
Mehrfachkettenrädern
zum Wechseln von Gängen
können
mit Aufhängungssystemen
veränderlicher
Härte besser
arbeiten. Ein typisches Mehrkettenrad-Fahrrad weist zwei vordere Kettenräder auf,
von denen das eine größer ist
als das andere, und mehrere hintere Kettenräder unterschiedlicher Durchmesser.
Um den Pedalantriebswirkungsgrad zu maximieren, führt das
Aufhängungssystem
der Erfindung ein Versteifen durch, wenn das kleinere vordere Kettenrad
verwendet wird. Das Aufhängungssystem
der Erfindung führt
auch ein Versteifen durch, wenn das größere vordere Kettenrad verwendet
wird und auch eines der zwei größten hinteren
Kettenräder
verwendet wird.
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Dieser
Aspekt der Erfindung kann durch ein Fahrzeugaufhängungssystem erzielt werden,
das eine Steuereinheit, eine Aufhängung, einen ersten Gangpositionssensor
und eine Steuereinrichtung aufweist. Die Aufhängung ist konfiguriert, um
zwischen ersten und zweiten Teilen eines Fahrrades angebracht zu
sein, die relativ zueinander reagierend auf einen auf das Fahrrad
aufgebrachten Stoß beweglich
sind. Die Aufhängung
ist durch die Steuereinheit wahlweise anpassbar, um die Steifigkeit
der Aufhängung
zu verändern.
Der erste Gangpositionssensor ist funktionsmäßig mit der Steuereinheit verbunden,
um ein erstes Signal zuzuführen,
das eine Gangposition angibt. Die Steuereinrichtung ist funktionsmäßig mit
der Aufhängung
und der Steuereinheit verbunden, so dass die Steuereinheit die Steifigkeit der
Aufhängung
reagierend auf die Gangposition anpasst.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung ist ein Fahrrad mit einer vorderen Aufhängung und
einer hinteren Aufhängung
ausgerüstet.
Das Fahrrad weist mindestens einen vorderen und einen hinteren Reifen
auf. Der Dämpfungsfaktor,
d. h. die Steifigkeit der hinteren Aufhängung, wird durch die vordere
Aufhängung
gesteuert. Wenn ein Vorsprung oder eine Senke an einer Steigung
oder einem Gefälle
angetroffen wird, wird die vordere Aufhängung demgemäß zusammengedrückt oder
auseinandergezogen. Das Ausmaß des
Zusammendrückens
oder des Auseinanderziehens kann dann mittels eines Computers in Bezug
zur hinteren Aufhängung
gesetzt werden. Der Computer führt,
je nach Bedarf, ein Anpassen der Steifigkeit der hinteren Aufhängung nach
oben oder nach unten durch. Die Anpassung erfolgt zu einer Zeit,
die durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Größe des Vorsprungs
oder der Senke, der Kraft, mit der das Fahrzeug auf den Vorsprung
oder die Vertiefung auftrifft, und den Abstand zwischen der vorderen
und hinteren Aufhängung
und den Reifen bestimmt ist. Das Anpassen der hinteren Aufhängung hängt auch
von der Gewichtsverteilung der Bedienperson, der Neigung des Gefälles oder
der Steigung, dem Kurbeldrehmoment und der Gangkombination ab.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung beinhaltet ein Dämpfungsmechanismus eine Schraubenfederbaugruppe.
Die Schraubenfederbaugruppe weist eine Schraubenfeder und ein Elastomer
auf, um eine höhere
Federkonstante zu erzeugen. Das Elastomer kann direkt an der Schraubenfeder
als eine Beschichtung platziert sein, um eine elastomerbeschichtete
Schraubenfeder zu erzeugen. In Abhängigkeit von der Querschnittform
der elastomerbeschichteten Schraubenfeder nimmt der Drahtdurchmesser
oder die Dicke der Schraubenfederbaugruppe zu. Der Spalt zwischen
den Wendeln nimmt demgemäß ab. Daher
kann eine elastomerbeschichtete Schraubenfeder nicht so stark wie
die gleiche Schraubenfeder in unbeschichtetem Zustand zusammengedrückt werden.
Somit weist die elastomerbeschichtete Schraubenfeder eine größere Federkonstante
auf.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung beinhaltet ein Dämpfungsmechanismus eine Schraubenfeder
und ein Elastomer, um eine höhere
Federkonstante zu erzeugen. Das Elastomer wird zwischen die Zwischenräume der
Wendel der Schraubenfeder auf eine beliebige Anzahl von Weisen platziert.
Das Elastomer kann in der Art einer Schraubenfeder gestaltet sein,
so dass beim Zusammendrücken
kein oder sehr wenig Platz von der Mitte zum Außenumfang vorhanden ist. Das
Elastomer kann in der Art einer Leiter mit Ringen gestaltet sein,
die als die Leitersprossen und Seitenstücke fungieren. Alternativ kann
das Elastomer in der Art einer Leiter mit Ringen und lediglich einem
einzigen Seitenstück
gestaltet sein. Das Elastomer kann mit der Schraubenfeder so montiert
sein, dass die Elastomerringe oder -wendel zwischen die Wendel der
Schraubenfeder eingefügt
sind. Mit den Elastomerringen oder -wendeln, die zwischen den Wendelzwischenräumen der Schraubenfeder
befestigt sind, kann die Schraubenfeder nicht so stark zusammengedrückt werden,
als wenn das Elastomer nicht vorhanden wäre. Somit hat die Schraubenfeder,
bei der ein Elastomer zwischen den Wendeln der Schraubenfeder befestigt
ist, eine größere Federkonstante.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung wird eine Fahrradaufhängungseinheit bereitgestellt, die
einen Zylinder, einen Kolben und einen Dämpfungsmechanismus aufweist.
Der Zylinder weist einen ersten Befestigungsabschnitt und eine Kammer mit
einer Öffnung
und einem Widerlager auf. Der Kolben weist einen ersten Abschnitt,
der beweglich in der Kammer des Zylinders verbunden ist, und einen zweiten
Befestigungsabschnitt auf. Der Dämpfungsmechanismus
ist in der Kammer zwischen dem Widerlager und dem Kolben positioniert,
wobei der Dämpfungsmechanismus
eine Schraubenfeder und ein zusammendrückbares Material beinhaltet,
das sich zwischen einzelnen Windungen der Schraubenfeder befindet.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung weist das Fahrrad ein Aufhängungssystem
auf, das erlaubt, dass das Fahrzeug eine feste Höhe beibehält, und zwar ungeachtet des
Gewichtes oder der Kraft, das von dem ruhenden Fahrzeug getragen wird.
Mittels eines Computers oder eines manuell gesteuerten Fluids oder
einer mechanischen Verriegelung behält das Fahrzeug eine feste
Höhe bei.
Für gewöhnlich erfolgt,
wenn eine Bedienperson oder Fahrer auf ein Fahrrad mit einem herkömmlichen Aufhängungssystem
aufsteigt, eine Verminderung der Höhe des Fahrrades bedingt durch
das durch das Gewicht des Fahrers verursachte Zusammendrücken des
Aufhängungssystems.
Häufig
muss der Fahrer vom Fahrrad absteigen oder in Grätschstellung über dem
Fahrrad stehen, z. B. an einer roten Ampel, wobei beim herkömmlichen
Aufhängungssystem
eine Rückkehr
aus dem zusammengedrückten Zustand
erfolgt, wodurch die Höhe
des Fahrrades vergrößert wird.
Dies kann das Auf- und Absteigen schwierig machen. Das Aufhängungssystem
der Erfindung weist einen Dämpfungsmechanismus
auf, der erlaubt, dass die Höhe
des Fahrzeuges, vorzugsweise eines Fahrrades, beim Aufsteigen oder
Absteigen unverändert
bleibt. Wenn ein/eine Fahrer(in) auf das Fahrrad aufsteigt, kompensiert
der Dämpfungsmechanismus
des Aufhängungssystems
dessen bzw. deren Gewicht. Wenn der Fahrer absteigt, erfolgt durch
die Fluid- oder mechanische Verriegelung, entweder manuell oder
durch einen Computer, ein Verriegeln des Dämpfungsmechanismus an Ort und
Stelle, so dass keine Rückkehr
aus dem zusammengedrückten
Zustand erfolgt und die Höhe
des Fahrrades angehoben wird. Die konstante Höhe ermöglicht ein einfacheres und
effizienteres Aufsteigen und Absteigen.
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Gemäß gewissen
Aspekten der Erfindung wird ein Fahrradaufhängungssystem bereitgestellt, das
eine Steuereinheit, eine hintere Aufhängung und einen Verriegelungsmechanismus
aufweist. Die hintere Aufhängung
weist einen Zylinder mit einem ersten Befestigungsabschnitt und
eine Kammer mit einer Öffnung
und einem Widerlager, und einen Kolben mit einem ersten Endabschnitt,
der beweglich in der Kammer des Zylinders angebracht ist, und einen zweiten
Befestigungsabschnitt auf. Der Verriegelungsmechanismus ist funktionsmäßig mit
der hinteren Aufhängung
verbunden, um den Kolben und den Zylinder in zusammengedrücktem Zustand
zu verriegeln, wenn er an ein Fahrrad angebracht ist, wobei der
Verriegelungsmechanismus durch die Steuereinheit zwischen einer
entriegelten Position und einer verriegelten Position bewegt wird.
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Diese
und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung
gehen für
Fachleute aus der folgenden detaillierten Beschreibung klar hervor, die
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung offenbart.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Nachfolgend
sei Bezug genommen auf die anliegenden Zeichnungen, welche einen
Teil dieser ursprünglichen
Offenbarung bilden; in diesen sind:
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1 eine
Seitenansicht eines Fahrrades, das vordere und hintere Aufhängungsbaugruppen gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung aufweist, wobei die vordere Aufhängungsbaugruppe zusammengedrückt ist;
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2 eine
Seitenansicht des Fahrrades mit den in 1 dargestellten
vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen,
wobei die vordere Aufhängungsbaugruppe
ausgefahren ist;
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3 ein
Blockdiagramm, das eine Aufhängungssteuerbaugruppe
zum Steuern der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen darstellt;
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4 ein
Querschnitt eines der vorderen Zylinder für die vordere Aufhängungsbaugruppe
gemäß der Erfindung;
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5 ein
Querschnitt eines hinteren Zylinders für die hintere Aufhängungsbaugruppe
gemäß der Erfindung;
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6 eine
diagrammartige Darstellung eines Nabendynamos entweder für die vordere
oder die hintere Nabe des Fahrrades gemäß der Erfindung;
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7 eine
diagrammartige Ansicht des in 6 dargestellten
Nabendynamos gemäß der Erfindung;
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8 ein
Querschnitt des Tretlagers des in 1 dargestellten
Fahrrades, um Drucksensoren darzustellen, die zur Bestimmung der
Pedalkraft verwendet werden;
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9 eine
partielle perspektivische Ansicht eines Abschnittes des in 1 dargestellten
Fahrrades, die einen Pedalkraftsensor und einen Kurbelkraftsensor
darstellt;
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10 eine
schematische Seitenansicht des Antriebsstrangs für das in 1 dargestellte
Fahrrad, welche den Kettenspannungssensor darstellt;
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11 eine
partielle Draufsicht des in 1 dargestellten
Fahrrades, um das Computeranzeigemodul, die Gangpositionssensoren
und den Laufradgeschwindigkeits- oder Vorwärtsgeschwindigkeits-Magnetsensor
zeigt;
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12 ein
schematisches Diagramm des Antriebsstrangs für das Fahrrad von 1;
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13 eine
partielle Seitenansicht der Fluidleitung, welche die vordere und
hintere Aufhängungsbaugruppe
verbindet, wobei sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet;
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14 eine
Stirnflächenansicht
des Abschnittes der in 13 dargestellten Fluidleitung, wobei
sich das Steuerventil in der geschlossenen Position befindet;
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15 eine
Seitenansicht des Abschnittes der in den 13 und 14 dargestellten
Fluidleitung, wobei sich das Steuerventil in der geöffneten Position
befindet;
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16 eine
Stirnflächenansicht
des Abschnittes der in 15 dargestellten Fluidleitung, wobei
sich das Steuerventil in der geöffneten
Position befindet;
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17 eine
partielle Seitenansicht des in 1 dargestellten
Fahrrades, wobei eine mechanische Verriegelung mit diesem verbunden
ist, gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung;
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18 ein
partieller Querschnitt des inneren Rohrelementes, wobei sich ein
wendelförmiges
zusammendrückbares
Element oder Material zwischen den Windungen der Schraubenfeder
befindet, zur Verwendung mit den in den 1 und 2 dargestellten
vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen
gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung;
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19 ein
partieller Querschnitt einer Schraubenfeder und eines zusammendrückbaren Elementes,
die in 18 dargestellt sind, gesehen entlang
Schnittlinie 19-19 von 18;
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20 ein
partieller Querschnitt der Schraubenfeder und des zusammendrückbaren
Elementes, die in den 18 und 19 dargestellt
sind, gesehen entlang Schnittlinie 19-19 von 18, und
zwar nachdem ein Zusammendrücken
erfolgt ist;
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21 ein
partieller Querschnitt des inneren rohrförmigen Elementes und der Schraubenfeder, wobei
sich eine alternative Ausführungsform
eines zusammendrückbaren
Elementes oder Materials zwischen den Windungen der Schraubenfeder
befindet, zur Verwendung mit den in den 1 und 2 dargestellten
vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen;
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22 ein
partieller Querschnitt der Schraubenfeder und des zusammendrückbaren
Elementes, die in 21 dargestellt sind, gesehen
entlang Schnittlinie 22-22 von 21;
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23 ein
partieller Querschnitt der Schraubenfeder und des zusammendrückbaren
Elementes, die in den 21 und 22 dargestellt
sind, gesehen entlang Schnittlinie 22-22 von 21, und
zwar nachdem ein Zusammendrücken
erfolgt ist;
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24 ein
partieller Querschnitt des inneren rohrförmigen Elementes, das eine
alternative Ausführungsform
einer Schraubenfeder mit einer Elastomerbeschichtung aus zusammendrückbarem
Material auf den Windungen der Schraubenfeder aufweist, und zwar
zur Verwendung mit den in den 1 und 2 dargestellten
vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen;
und
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25 ein
partieller Querschnitt der in 4 dargestellten
beschichteten Schraubenfeder, gesehen entlang Schnittlinie 25-25
von 24, und zwar vor dem Zusammendrücken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zu
Anfang Bezug nehmend auf die 1 und 2 ist
ein Fahrrad 10 dargestellt, das einen Rahmen 12 mit
einer vorderen Aufhängungsbaugruppe 4,
einer hinteren Aufhängungsbaugruppe 16 und
einem Computer oder einer Steuereinheit 18 gemäß der Erfindung
aufweist.
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Die
Steuereinheit 18 kann im Inneren oder außerhalb
eines Teiles des Fahrrades 10 montiert sein. Die Steuereinheit 18 ist
vorzugsweise eine kleine herkömmliche
Computervorrichtung mit einer CPU, die mit den vorderen und hinteren
Aufhängungsbaugruppen 14 bzw. 16 funktionsmäßig verbunden
ist, um deren Steifigkeiten separat zu steuern. Wenn der Vorderreifen
auf eine Erhebung oder eine Senke in der Oberfläche des Bodens auftrifft, reagiert
die vordere Aufhängungsbaugruppe 14,
und es wird ein Signal an die Steuereinheit 18 gesendet, um
die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 so
anzupassen, dass die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 in
geeigneter Weise reagieren kann.
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Das
Fahrrad 10 beinhaltet weiter ein Hinterrad 19,
das um eine hintere Nabe 19a drehbar angebracht ist, ein
Vorderrad 20, das um eine vordere Nabe 20a drehbar
angebracht ist, und eine Antriebsstrangbaugruppe 22 zum
Vorwärtstreiben
des Fahrrades 10. Die Antriebsstrangbaugruppe 22 beinhaltet im
Wesentlichen ein Tretlager 23, ein Paar von vorderen Kettenringen
oder -rädern 24 und 25,
ein Paar von Kurbelarmen 26 mit Pedalen 27, eine
Antriebskette 28 und eine Mehrzahl von hinteren Kettenrädern 31 bis 35,
die mit der hinteren Nabe 19a des Hinterrades 19 in
herkömmlicher
Weise verbunden sind. Da diese Teile des Fahrrades 10 in
der Technik bekannt sind, werden diese Teile hier nicht detailliert erörtert oder
dargestellt, außer
wenn sie modifiziert sind, um in Verbindung mit der Erfindung verwendet zu
werden. Außerdem
können
verschiedene herkömmliche
Fahrradteile, wie beispielsweise Bremsen, Umwerfer, ein zusätzliches
Kettenrad, etc., welche hier nicht dargestellt und/oder erläutert werden, in
Verbindung mit der Erfindung verwendet werden.
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Speziell
wird, wenn ein (nicht dargestellter) Fahrer oder Bedienperson auf
eine Erhebung oder Bodenwelle A auffährt die vordere Aufhängungsbaugruppe 14 demgemäß als Reaktion
auf die Kraft, die von der Bodenwelle auf den vorderen Reifen ausgeübt wird,
zusammengedrückt,
wie dargestellt in 1. Der Grad, in dem die vordere
Aufhängungsbaugruppe 14 zusammengedrückt wird,
hängt von mehreren
Faktoren oder Parametern ab. Diese Faktoren beinhalten das Gewicht
und die Gewichtsverteilung des Fahrers, die Geschwindigkeit des
Fahrrades 10, die Höhe
der Bodenwelle A und die Steigung oder das Gefälle der Straße oder
des Weges, von dem die Bodenwelle einen Teil bildet.
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Unter
Berücksichtigung
der oben angegebenen Variablen für
die computergesteuerte Aufhängung
zusammen mit einem aktuellen Drehmoment und der Gangwahl des Fahrrades 10 überträgt die Steuereinheit 18 selektiv
elektrische Signale an die vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16,
um deren Steifigkeit zu steuern. Es erfolgt dann demgemäß ein Versteifen
oder ein Weichermachen der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16,
basierend auf den von der Steuereinheit 18 empfangenen
Signalen. Eine Batterie oder ein Generator 21 wird vorzugsweise
zur Zuführung
von elektrischem Strom zur Steuereinheit 18 verwendet.
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Die
hintere Aufhängungsbaugruppe 16 reagiert
auf das Signal gemäß der Geschwindigkeit
des Fahrrades 10 und einem vorbestimmten Abstand B zwischen
dem Vorder- und Hinterreifen des Fahrrades 10. Die Steuereinheit 18 berechnet
eine Reaktionszeit zum Teil anhand des Abstandes B zwischen dem
Vorder- und Hinterreifen des Fahrrades 10 im Ruhezustand
und dem Ausmaß des
Ausdehnens und/oder Zusammendrückens
der vorderen Aufhängungsbaugruppe 14.
Somit reagiert die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 zum
geeigneten Zeitpunkt mit dem geeigneten Widerstand, und zwar gesteuert durch
die Steuereinheit 18.
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Vorzugsweise
wird die Steifigkeit der hinteren Aufhängungsbaugruppe 16 durch
die Steuereinheit weicher gemacht, wenn die Vertikalbeschleunigung
ungefähr
0,5G überschreitet.
Die Steifigkeit der hinteren Aufhängungsbaugruppe 16 wird durch
die Steuereinheit 18 steifer gemacht, wenn die Horizontalbeschleunigung
ca. 1,0G überschreitet.
Die Steifigkeit der vorderen Aufhängungsbaugruppe 14 wird ebenfalls
durch die Steuereinheit 18 steifer gemacht, wenn die Horizontalbeschleunigung
ca. 1,0G übersteigt.
Die Steifigkeit der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 16 und 19 werden
ebenfalls durch die Steuereinheit 18 steifer gemacht, wenn
die Steuereinheit 18 eine Vorwärtsneigung von ca. 5 % gegenüber der
Horizontalen errechnet. Die Steifigkeit der hinteren Aufhängungsbaugruppe 16 wird
ebenfalls durch die Steuereinheit 18 steifer gemacht, wenn
die Steuereinheit 18 eine 50 kg überschreitende Kettenspannung
und eine Horizontalgeschwindigkeit unterhalb 8 km/h berechnet. Falls
die Kurbelumdrehung 0 bis 30 U/min beträgt, dann wird die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 durch
die Steuereinheit 18 weicher gemacht. Falls die Kurbeldrehzahl 30 U/min überschreitet,
dann wird die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 durch
die Steuereinheit 18 steifer gemacht.
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Die
Steuereinheit 18 verwendet eine Mehrzahl von Sensoren 41 bis 45,
um zu bestimmen, wann die vorderen und/oder Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 reagierend
auf die verschiedenen Faktoren oder Bedingungen elektronisch angepasst
werden sollen. Vorzugsweise beinhalten die Sensoren 41 bis 45 dieser
Ausführungsform
einen Vorderrad-Geländesensor 41,
einen Geschwindigkeitssensor 42, einen oder mehrere Fahrradantriebssensoren 43, 43', 43'' oder 43''' und ein Paar
von Gangpositionssensoren 45 und 46. Diese Sensoren 41 bis 45 sind
mit der Steuereinheit 18 durch elektrische Drähte in herkömmlicher
Weise zum Eingeben verschiedener elektrischer Signale, welche gewisse
Bedingungen anzeigen, elektrisch verbunden. Die Signale von den
Sensoren 41 bis 45 sind vorzugsweise elektrische
Signale, die von der Steuereinheit 18 verwendet werden,
um verschiedene Bedingungen zu berechnen, die sich auf das Fahrrad 10 auswirken. Selbstverständlich können eine
größere Anzahl
oder andere Typen von Sensoren, je nach Notwendigkeit, verwendet
werden, in Abhängigkeit
vom Typ der verwendeten Aufhängungsbaugruppen
und/oder den zur Anpassung der Steifigkeit der Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 gewünschten
Faktoren/Bedingungen. Die Steuereinheit 18 kann mit zusätzlichen Sensoren
verbunden sein, die sich an weiteren Teilen des Fahrrades befinden,
um weitere Fahrfaktoren zu messen.
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Vorzugsweise
ist die Steuereinheit 18 entweder durch den Fahrer oder
durch den Fahrradhersteller programmierbar, derart, dass die Steifigkeit
der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppe 14 und 16 basierend
auf einem oder mehreren der verschiedenen gemessenen und berechneten
Parameter angepasst wird. Mit anderen Worten kann das Ausmaß der Steifigkeit
basierend auf einem oder mehreren der zuvor erwähnten Parameter modifiziert werden.
Außerdem
liegt es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass der Fahrer
programmieren kann, welche Variablen die Steifigkeit der Aufhängungsbaugruppen
vergrößern oder
verkleinern.
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In ähnlicher
Weise erfolgt in 2, falls der Fahrer versucht,
eine Senke C zu durchfahren, ein Ausdehnen der vorderen Aufhängungsbaugruppe 14 als
Reaktion auf die Senke C. Der Grad, in dem sich die vordere Aufhängungsbaugruppe 14 ausdehnt, hängt von
mehreren Faktoren oder Parametern ab. Diese Faktoren beinhalten
das Gewicht und die Gewichtsverteilung des Fahrers, die Geschwindigkeit des
Fahrrades 10, die Höhe
der Bodenwelle A und die Steigung oder das Gefälle der Straße oder
des Weges, von dem die Bodenwelle einen Teil bildet.
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Der
Vorderrad-Geländesensor 41 ist
zum Messen dieser Faktoren oder Bedingungen vorgesehen. Selbstverständlich können, je
nach Notwendigkeit, mehr als zwei Sensoren vorgesehen sein, und zwar
in Abhängigkeit
vom Typ des zum Steuern der Aufhängungsbaugruppe
verwendeten Vorderrad-Geländesensors 41 und
den Faktoren/Bedingungen, die zur Computersteuerung der Aufhängungsbaugruppe gewünscht werden.
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Der
Vorderrad-Geländesensor 41 ist
mit der Steuereinheit 18 elektrisch verbunden, um ein Signal zuzuführen, das
das Ausmaß des
Zusammendrückens
und/oder Ausdehnens der vorderen Aufhängungsbaugruppe 14 angibt.
Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Vorderrad-Geländesensor 41 um
einen Beschleunigungsmesser, der verwendet werden kann, um eine
Mehrzahl von Bedingungen zu bestimmen, einschließlich der Vorwärtsgeschwindigkeit,
der Neigung, der Horizontalbeschleunigung und der Vertikalbeschleunigung
des Fahrrades. Vorzugsweise ist der Be schleunigungsmesser ein zweiachsiger
Beschleunigungsmesser, der entlang zwei Achsen arbeitet, die im
Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind. Die eine der
Achsen des Beschleunigungsmessers ist im Wesentlichen horizontal
ausgerichtet, d. h. parallel zur Vorwärtsfahrrichtung des Fahrrades 10.
Die andere Achse des Beschleunigungsmessers ist im Wesentlichen
vertikal ausgerichtet. Der zweiachsige Beschleunigungsmesser misst
die Vorwärtsgeschwindigkeit
und die Neigung des Fahrrades entlang der Horizontalachse, hingegen
wird die Vertikalbeschleunigung des Fahrrades 10 entlang
der vertikalen Achse gemessen. Die Messungen des Beschleunigungsmessers
werden kombiniert, um das dafür
repräsentative
Eingabesignal zu erzeugen. Das Eingabesignal beinhaltet vorzugsweise
ein Gleichstromsignal und ein Wechselstromsignal. Die Neigung des
Fahrrades 10 wird vorzugsweise anhand von Abweichungen
des Gleichstromsignals im Vergleich zum Beschleunigungsvektor bestimmt.
Die Steuereinheit 18 führt
die elektrische Berechnung zur Bestimmung des Neigungsausmaßes durch.
Die Vorwärtsgeschwindigkeit
wird durch die Steuereinheit 18 unter Verwendung einer
Integration der Beschleunigung in Horizontalrichtung bestimmt. Die
Vertikalbeschleunigung wird ebenfalls durch die Steuereinheit 18 bestimmt,
welche eine direkte Messung der Größe des Wechselstromsignals
in vertikaler Richtung nutzt. Die Vertikalbeschleunigung des Fahrrades 10 gibt
den Grad des Zusammendrückens und
Ausdehnens der vorderen Aufhängungsbaugruppe 16 an.
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Vorzugsweise
wird ein separater Geschwindigkeitssensor 24 zur Bestimmung
der Vorwärtsgeschwindigkeit
verwendet. Selbstverständlich
kann die Vorwärtsgeschwindigkeit
aus den Messungen des Vorderrad-Geländesensors 41 erhalten
werden, wenn ein Beschleunigungsmesser verwendet wird. Dieser Geschwindigkeitssensor 42 verwendet
einen Magneten 46, der an einer Speiche des Vorderrades 20 befestigt
ist, wie aus 1 zu ersehen. Der Geschwindigkeitssensor 42 ist
eine Vorrichtung, die den Magnet 46 abtastet, um die Umdrehungen
pro Minute des Laufrades 20 zu bestimmen.
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Wie
aus den 6 und 7 zu ersehen
ist, erzeugt in dem Fall, bei dem die vordere Nabe 20a den
Geschwindigkeitssensor 42' aufweist,
die als Nabendynamo ausgebil dete vordere Nabe 20a eine Wechselspannung,
welche die Vorwärtsgeschwindigkeit
angibt. Insbesondere weist das Gehäuse der vorderen Nabe 20a eine
Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete
Magneten 4G' auf,
die sich benachbart zum Statorjoch 47' der vorderen Nabe 20a befinden.
Somit bilden die Magneten 46' und
das Statorjoch 47' der
vorderen Nabe 20a den Geschwindigkeitssensor 42', der eine Wechselspannung
als Geschwindigkeitssignal sendet. Die Wechselspannung vom Geschwindigkeitssensor 42' gibt die Umdrehungen
pro Zeiteinheit der vorderen Nabe 20a dadurch an, dass
abgetastet wird, wie oft der Pluspol und der Minuspol pro Zeiteinheit
gewechselt haben. Somit verwendet die Steuereinheit 18 eine
Wechselspannung zur Berechnung der Vorwärtsgeschwindigkeit des Fahrrades 10.
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Alternativ
kann ein Kurbeldrehzahlsensor 42'' verwendet
werden, um die Umdrehungen pro Minute der Kurbel zu bestimmen. Wie
aus 8 zu ersehen, ist der Kurbeldrehzahlsensor 42'' an einem Abschnitt eines Hauptrahmens 12a befestigt
und ein Magnet 46'' ist an einem
der Kurbelarme 26 befestigt, um die Umdrehungen pro Zeiteinheit
des Kurbelarms 26 zu messen. Wenn die Kurbeldrehzahl 0
bis 30 U/min beträgt,
dann wird die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 durch
die Steuereinheit 18 weicher gemacht. Wenn die Kurbeldrehzahl 30 U/min überschreitet,
dann wird zumindest die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 durch
die Steuereinheit 18 steifer gemacht.
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Wie
aus den 8 bis 10 zu
ersehen, sind vier unterschiedliche Typen von Antriebssensoren 43, 43', 43'' und 43''' dargestellt,
welche Information betreffend das Ausmaß der Antriebskraft oder des
-drehmomentes liefern, das/die durch den Fahrer des Fahrrades 10 übertragen
wird. Die Fahrradantriebssensoren 43, 43', 43'' und 43''' können alle
gemeinsam verwendet werden, oder es könnte lediglich einer dieser
Sensoren verwendet werden, um die Steifigkeiten der vorderen und
hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 zu
steuern. Mit anderen Worten kann die Steuereinheit 18 programmiert
werden, um elektrische Signale von jedem der Sensoren 43, 43', 43'' und 43''' zu empfangen,
und dann die gewünschte
Steifigkeit der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 zu
bestimmen. Aus dieser Be schreibung geht für Fachleute klar hervor, dass
der genaue Programmiervorgang für
die Steifigkeiten der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 in
Abhängigkeit
von den Fähigkeiten
des Fahrers und/oder der Art des Fahrradfahrens variiert.
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Wie
aus 8 zu ersehen, ist der Fahrradantriebssensor 43 vorzugsweise
ein Pedalantriebsdrehmomentsensor, der eine Mehrzahl von Drucksensoren 43a verwendet,
die an verschiedenen Umfangspositionen innerhalb des Tretlagergehäuses angeordnet
sind. Der genaue Aufbau des Fahrradantriebssensors 43 ist
für die
Erfindung nicht von Bedeutung.
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Wie
aus 9 zu ersehen, ist der Hauptfahrradrahmen 12a mit
einer Fernmesseinrichtung 48 versehen, die mit der Steuereinheit 18 elektrisch verbunden
ist, um von den Fernmesseinrichtungen 48' und 48'' gesendete
elektrische Signale zu empfangen. Die Fernmesseinrichtung 48' ist mit einer Dehnungsmesseinrichtung 49' elektrisch
verbunden, das am Pedalkurbelarm 26 des Fahrrades 10 angebracht
ist, hingegen ist die Fernmesseinrichtung 48'' mit
einer Dehnungsmesseinrichtung 49'' elektrisch verbunden,
das im Pedal 27 angebracht ist. Die Fernmessgeräte 48' und 48'' empfangen elektrische Daten oder
Signale, welche die Kraft und/oder das Drehmoment angeben, das/die
auf den Kurbelarm 26 bzw. das Pedal 27 durch das
In-die-Pedale-Treten des
Fahrers aufgebracht wird. Fernmesseinrichtungen 48' und 48'' senden oder übertragen die Daten oder Signale
an die Fernmesseinrichtung 48, welche wiederum die Daten
oder Signale an die Steuereinheit 18 weiterleitet. Somit
bilden die Fernmesseinrichtung 48' und die Dehnungsmesseinrichtung 49' den Kurbelkraft-
oder Drehmomentsensor 43',
hingegen bilden die Fernmesseinrichtung 48'' und
die Dehnungsmesseinrichtung 49'' den
Pedalkraftsensor 43''.
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Wie
aus 10 zu ersehen, ist der Fahrradantriebssensor 43''' ein
Kettenspannungssensor, der einen Spannungsabtastarm 43a''' mit
einem Paar von Spannungsrollen 43b''' an jedem Ende
aufweist. Der Spannungsabtastarm 43a''' ist mit dem
hinteren Rahmen 12b für
eine Schwenkbewegung verbunden. Der Spannungsabtastarm 43a''' ist
durch eine (nicht dargestellte) Feder derart vorgespannt, dass die
Rol len 43b''' mit der Kette 28 auf
gegenüberliegenden
Seiten in Kontakt kommen, so dass sie bewirken, dass die Kette 28 teilweise
um jede der Rollen 43b''' herum gekrümmt wird. Wenn die Kettenspannung
zunimmt, drückt
die Kette 28 die Rollen 43b''' entgegen der
Kraft der am Spannungsmessarm 43a''' befindlichen
Feder, so dass der Spannungsabtastarm 43a''' gedreht wird.
Diese Drehung des Spannungsabtastarms 43a''' bewirkt, dass
ein (nicht dargestellter) Druckschalter in Eingriff gebracht wird,
welcher das Ausmaß der
auf die Kette 28 aufgebrachten Spannung angibt. Ein Signal,
welches das Ausmaß der
Kettenspannung der Kette 28 angibt, wird dann an die Steuereinheit 18 gesendet,
um die geeigneten Steifigkeiten der vorderen und/hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 18 zu
bestimmen.
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Demgemäß geht für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass verschiedene andere Typen
von Sensoren verwendet werden können,
um Fahrradantriebssensoren zu bestimmen, die verwendet werden können, um
die Kraft und/oder das Drehmoment anzuzeigen, die/das dem Fahrrad 10 zugeführt wird.
Beispielsweise können
die Fahrradantriebssensoren ein beliebiger Typ von Sensoren sein, der
ein Signal basierend auf der Bewegung einer Fahrradkurbel, eines
Fahrradpedals, eines Fahrradtretlagers oder einer Fahrradkette erzeugen.
Die Fahrradantriebssensoren 43, 43', 43'' können von der
Steuereinheit 18 verwendet werden, um die Kettenspannung
der Kette 28 indirekt zu berechnen, hingegen erzeugt der
Fahrradantriebssensor 43''' eine direktere Berechnung der
Kettenspannung der Kette 28. Wenn die Kettenspannung 50
kg überschreitet, wird
die Steifigkeit der hinteren Aufhängung 16 durch die
Steuereinheit 18 erhöht.
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Wie
aus den 3, 11 und 12 zu ersehen,
können
die vorderen und/oder hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 18 ebenfalls
basierend auf der aktuellen Gangwahl des Fahrers angepasst werden.
Insbesondere geben die vorderen und hinteren Gangspositionssensoren 44 und 45 das
aktuelle mit der Kette 28 in Eingriff befindliche Kettenrad
an.
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Bei
der in 11 dargestellten bevorzugten Ausführungsform
sind die vorderen Gangpositionssensoren 44 und 45 an
den Schalteinheiten 44a und 44b angebracht, um
die Gangschaltpositionen basierend auf den Schaltvorgängen der
Schalteinheiten 44a und 44b anzugeben. Der genaue
Aufbau der Gangpositionssensoren 44 und 45 ist
für die
Erfindung nicht von Bedeutung. Demgemäß geht für Fachleute aus dieser Beschreibung
klar hervor, dass verschiedene andere Typen von Sensoren verwendet
werden können,
um die Gangschaltpositionen zu bestimmen. Ein bevorzugtes Beispiel
von Gangpositionssensoren 44 und 45 ist im U.S.-Patent
Nr. 6,012,353, das Shimano Inc. gehört, dargestellt und beschrieben.
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Vorzugsweise
sind die Gangpositionssensoren 44 und 45 elektrisch
verbunden, um die Einheit 18 und das Computeranzeigemodul
D zu steuern, das ebenfalls vorzugsweise mit der Steuereinheit 18 elektrisch
verbunden ist. Wenn der vordere Gangpositionssensor 44 angibt,
dass das vordere Kettenrad 44 mit der kleinsten Anzahl
von Zähnen
(vorderer niedriger Gang) mit der Kette 28 in Eingriff
ist, dann passt die Steuereinheit 18 die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 an,
um sie steifer zu machen. Auch wenn einer der zwei größten (die
größte Anzahl
von Zähnen
aufweisenden) hinteren Kettenrädern 34 und 35 (die
zwei hinteren niedrigen Gänge)
mit der Kette 28 in Eingriff ist, macht die Steuereinheit 18 die
hintere Aufhängungsbaugruppe 16 steifer.
Mit anderen Worten sendet der hintere Gangpositionssensor 45, wenn
sich eine der zwei größten hinteren
Kettenräder 34 und 35 in
Eingriff befindet, ein Signal an die Steuereinheit 18,
um die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 steifer
zu machen, und zwar ungeachtet der Position der Kette 28 auf
den vorderen Kettenrädern 24 und 25.
Selbstverständlich
kann die Steuereinheit 18 derart programmiert werden, dass
das Ausmaß des Zusammendrückens oder
des Auseinanderziehens der vorderen Aufhängung 14 die vorderen
und hinteren Aufhängungen 14 und 16 steifer
macht, wenn das Gelände
rauh (uneben) ist, und zwar ungeachtet von den Gangpositionen.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform,
wie in 12 zu sehen, sind die vorderen
und hinteren Gangpositionssensoren 44' und 45' benachbart zu den vorderen Kettenrädern 24 und 25,
sowie den hinteren Kettenrädern 31 und 35 zur
Bestimmung der aktuellen Gangwahl angebracht. Der genaue Aufbau der
Gangpositionssensoren 44' und 45' ist für die Erfindung
nicht von Bedeutung, und daher wird deren Aufbau hier nicht detailliert
erläutert
und/oder dargestellt.
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Unter
Berücksichtigung
der zuvor erwähnten Parameter
erfolgt demgemäß entweder
ein Versteifen oder ein Erweichen der hinteren Aufhängungsbaugruppe 16,
und zwar basierend auf dem der Steuereinheit 18 zugeführten Signal.
Der Zeitpunkt der Anpassung der hinteren Aufhängungsbaugruppe 16 berücksichtigt
die Geschwindigkeit des Fahrrades 10 und den Abstand B
zwischen dem Vorder- und dem Hinterreifen des Fahrrades 10 sowie
das Ausmaß des
Zusammendrückens
der vorderen Aufhängungsbaugruppe 14.
Somit reagiert die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 zum
geeigneten Zeitpunkt mit dem geeigneten Widerstand.
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Für Fachleute
geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die Steuereinheit 18 programmiert werden
kann, um die vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 18 unabhängig zu
steuern, um diese in unterschiedlichem Grad unabhängig steifer
und/oder weicher zu machen. Mit anderen Worten kann ein Anpassen
sowohl der vorderen als auch der hinteren Aufhängungsbaugruppe 14 und 16 erfolgen, jedoch
kann die eine oder die andere der Aufhängungsbaugruppen so angepasst
werden, dass sie steifer oder weniger steif als die jeweils andere
Aufhängungsbaugruppe
ist. Außerdem
geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die Steuereinheit 18 derart
programmiert werden kann, das alle von den Sensoren 41 bis 45 kommenden
Signale derart verarbeitet werden, dass alle Parameter beim Anpassen
der Steifigkeit und/oder Weichheit der Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 berücksichtigt
werden. Mit anderen Worten können
gewisse Parameter bei der Bestimmung der Weichheit und/oder Steifigkeit
der Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 andere
Parameter außer
Kraft setzen. Außerdem kann
die Steuereinheit 18 vom Fahrradhersteller mit einer gewissen
voreingestellten Auswahl basierend auf den Fähigkeiten des Fahrers und/oder
den Fahrbedingungen voreingestellt sein. Alternativ kann die Steuereinheit 18 derart
eingerichtet werden, dass der Fahrer jeden der Parameter separat
je nach Anforderung und/oder Wunsch einstellen kann, um den Fähigkeiten
des Fahrers und/oder den Fahrbedingungen zu entsprechen. Selbstverständlich führt, sobald die
Steuereinheit 18 programmiert wurde, die Steuereinheit 18 ein
automatisches Anpassen der vorderen und/oder hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 basierend
auf dem einen oder den mehreren der zuvor erwähnten Parameter von dem einen
oder den mehreren der Sensoren 41 bis 45 durch.
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Der
spezielle Aufbau der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 ist
für die
Erfindung nicht kritisch. Es gibt aktuell zahlreiche Typen von anpassbaren
Aufhängungen
für ein
Fahrrad 10, die zur Ausführung der Erfindung verwendet
werden können.
Vorzugsweise sind die Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 herkömmliche
Luftstoßdämpfer mit
einem hydraulischen Dämpfungsmechanismus, die
zur Ausführung
der Erfindung modifiziert wurden.
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Aus
Gründen
der Einfachheit wird hier lediglich einer der Zylinder oder Stoßdämpfer 50 der
vorderen Aufhängungsbaugruppe 14 erörtert und
dargestellt. Für
Fachleute geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass ein Paar
von Zylindern oder Stoßdämpfern 50 verwendet
wird, um die vordere Aufhängungsbaugruppe 14 zu
bilden, hingegen ein einzelner Zylinder oder Stoßdämpfer 70 verwendet
werden kann, um die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 zu bilden.
Der Aufbau der Zylinder oder Stoßdämpfer 50 für die vordere
Aufhängungsbaugruppe 14 ist
im Wesentlichen identisch zum Zylinder oder Stoßdämpfer 70 für die hintere
Aufhängungsbaugruppe 16,
abgesehen von deren Größe und Form.
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Wie
aus den 1, 2 und 4 zu
ersehen, beinhaltet jeder Zylinder 50 im Wesentlichen äußere und
innere ineinanderschiebbare Elemente 51 und 52,
die innere Hohlräume 53, 54 und 55 im
Zylinder 50 definieren. Das äußere rohrförmige Element 51 ist
mit der vorderen Nabe 20a durch ein Befestigungselement 56 verbunden,
hingegen ist das innere rohrförmige
Element 52 mit dem Hauptrahmen 12a durch ein Befestigungselement 57 verbunden.
Das äußere rohrförmige Element 51 weist
den unteren Hydraulikhohlraum auf, der das untere Ende 52a des inneren
rohrförmigen
Elementes 52 aufnimmt. Das untere Ende 52a des
unteren rohrförmigen
Elementes 52a bildet einen Kolben, der eine Mehrzahl von Öffnungen 58 aufweist.
Die Öffnungen 58 stellen
eine Fluidverbindung zwischen den inneren Hydraulikhohlräu men 53 und 54 her,
derart, dass das Hydraulikfluid vom unteren Hydraulikhohlraum 52 zu
einem oberen Hydraulikhohlraum 53 fließt, der durch einen Abschnitt
des inneren rohrförmigen
Elementes 52 gebildet ist. Das innere rohrförmige Element 52 weist auch
den Lufthohlraum oder die -kammer 55 auf, der/die oberhalb
des oberen Hydraulikhohlraums 54 ausgebildet ist.
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Die
Luftkammer 55 und der obere hydraulische Hohlraum 54 sind
durch einen in axialer Richtung gleitend verschieblichen Kolben 59 getrennt.
Im Inneren der Luftkammer 55 befindet sich eine Schraubenfeder 60.
Die Steifigkeit des Zylinders 50 wird durch Verändern der
Größe der Öffnungen 58 unter
Verwendung einer drehbar angebrachten Steuerscheibe 61 verändert, um
die Größe der Öffnungen 58 zu
verändern.
Mit anderen Worten ist die Steuerscheibe 61 beweglich,
um das Ausmaß des Überlappens
oder Verschließens
der Öffnungen 58 zu
verändern.
Vorzugsweise wird die Steuerscheibe 61 des Zylinders 50 durch
einen Elektromotor 62 gesteuert, der die Steuerscheibe 61 dreht.
Der Elektromotor 62 ist mit der Steuereinheit 18 elektrisch
verbunden, die den Elektromotor 62 wahlweise antreibt um
die Steifigkeit des Zylinders 50 anzupassen. Somit bilden
die Öffnungen 58 und
die Steuerscheibe 61 ein vorderes Zylindersteuerventil 63,
das über
die Steuereinheit 18 automatisch eingestellt wird. Die
Elektromotoren 62 und die vorderen Zylindersteuerventile 63 der
Zylinder 50 bilden eine vordere Steuereinrichtung oder einen
Einstellmechanismus, der die Steifigkeit oder Weichheit der vorderen
Aufhängungsbaugruppe 14 verändert oder
anpasst, und zwar basierend auf der Steuereinheit 18. Selbstverständlich geht
für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass andere Typen von Anpassungsmechanismen
zum Steuern der Steifigkeit des Zylinders 50 verwendet werden
können.
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Wie
aus den 1, 2 und 5 zu
ersehen, beinhaltet der Zylinder 70 im Wesentlichen äußere und
innere rohrförmige
ineinanderschiebbare Elemente 71 und 72, welche
innere Hohlräume 73, 74 und 75 im
Zylinder 70 definieren. Das äußere rohrförmige Element 71 ist
mit dem Hauptrahmenabschnitt 12a durch ein Befestigungselement 76 verbunden,
hingegen ist das innere rohrförmige
Element 72 durch ein Befestigungselement 77 mit
dem hinteren Rahmen 12a verbunden, der mit dem Hauptrah men 12a beweglich
verbunden ist. Das äußere rohrförmige Element 71 weist
den unteren hydraulischen Hohlraum auf, der das untere Ende 72a des
inneren rohrförmigen
Elementes 72 aufnimmt. Das untere Ende 72a des
inneren rohrförmigen
Elementes 72 bildet einen Kolben, der eine Mehrzahl von Öffnungen 78 aufweist.
Die Öffnungen 78 stellen
eine Fluidverbindung zwischen den inneren hydraulischen Hohlräumen 73 und 74 her,
derart, dass Hydraulikfluid vom unteren hydraulischen Hohlraum 73 zu
einem oberen hydraulischen Hohlraum 73 fließt, der
durch einen Abschnitt des inneren rohrförmigen Elementes 72 gebildet
ist. Das innere rohrförmige
Element 72 weist auch den Lufthohlraum oder -kammer 75 auf, der/die
oberhalb des oberen hydraulischen Hohlraums 74 ausgebildet
ist.
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Die
Luftkammer 75 und der obere hydraulische Hohlraum 74 sind
durch einen in axialer Richtung gleitend verschiebbaren Kolben 79 getrennt.
Im Inneren der Luftkammer 75 befindet sich eine Schraubenfeder 80.
Die Steifigkeit des Zylinders 70 wird durch Verändern der
Größe der Öffnungen 78 unter
Verwendung einer Steuerscheibe 81 gesteuert, die drehbar
angebracht ist, um die Größe der Öffnungen 78 zu
verändern.
Mit anderen Worten ist die Steuerscheibe 81 beweglich,
um das Ausmaß des Überlappens
oder des Verschließens
der Öffnungen 78 zu
verändern.
Vorzugsweise wird die Steuerscheibe 81 des Zylinders 70 durch
einen Elektromotor 82 gesteuert, der die Steuerscheibe 81 dreht.
Der Elektromotor 82 ist mit der Steuereinheit 18 elektrisch
verbunden, welche den Elektromotor 82 selektiv betreibt,
um die Steifigkeit des Zylinders 70 selektiv anzupassen.
Somit bilden die Öffnungen 78 und
die Steuerscheibe 81 ein hinteres Zylindersteuerventil 83,
das mittels der Steuereinheit 18 automatisch angepasst
wird. Der Elektromotor 82 und das hintere Zylindersteuerventil 83 des
Zylinders 70 bilden einen hinteren Steuer- oder Anpassungsmechanismus,
der die Steifigkeit oder Weichheit der hinteren Aufhängungsbaugruppe 16 basierend
auf der Steuereinheit 18 verändert oder anpasst. Selbstverständlich geht für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass andere Typen von Anpassungsmechanismen zum
Steuern der Steifigkeit des Zylinders 70 verwendet werden
können.
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Vorzugsweise
sind die unteren hydraulischen Hohlräume 53 der vorderen
Zylinder 5 in Fluidverbindung mit dem entsprechenden hydraulischen Hohlraum 73 des
hinteren Zylinders 70. Die Fluidleitung 85, welche
die vorderen und hinteren hydraulischen Hohlräume 53 und 73 verbindet,
beinhalte ein AN/AUS-Ventil 86 zum Trennen des Strömens des Fluids
zu den vorderen und hinteren hydraulischen Hohlräumen 53 und 73.
Die Steuereinheit 18 ist mit dem Ventil 86 funktionsmäßig verbunden,
das dazu fungiert, die Fahrhöhe
durch Fixieren der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 manuell
zu fixieren. Somit kann die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 in
einem zusammengedrückten Zustand
verriegelt werden.
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Das Öl oder Hydraulikfluid
ist ein relativ unkomprimierbares Fluid und die Kolben sind derart konfiguriert,
dass das Öl
und die Luft für
eine Dämpfungsfunktion
sorgen. Selbstverständlich
kann dieser Öl-
und Luft-Höhe/Aufhängungsverriegelungsmechanismus,
je nach Anforderung und/oder Wunsch, mit herkömmlichen vorderen und hinteren
Aufhängungen
verwendet werden.
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Das
Hydraulikfluid, das zwischen den ersten und zweiten Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 strömt, fungiert
als mechanischer Betätigungsmechanismus
zwischen den vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16.
Das Ventil 86 ist an der Rohrleitung 85 befestigt,
um das Strömen
des Hydraulikfluids zwischen den vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 zu
steuern. Die unteren Abschnitte der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 sind
mit Öl
oder irgendeinem anderen Arbeitsfluid befüllt, wie zuvor erläutert, und
sind mit der Rohrleitung 85 verbunden. Die oberen Abschnitte
der vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 sind
mit Luft gefüllt. Die
Rohrleitung 85 ist ebenfalls mit Hydraulikfluid gefüllt. Daher
bilden die vorderen und hinteren Aufhängungen gemeinsam mit der Rohrleitung 85 vorzugsweise
ein geschlossenes System. Wenn eine (nicht dargestellte) Bedienperson
oder Fahrer zu Anfang das Fahrrad besteigt, passen sich die vorderen
und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 an
ihr bzw. sein Gewicht an. Wenn die Ventile 63, 83 und 86 geschlossen
sind, kann sich das Hydraulikfluid in der Rohrleitung 85 nicht
zwischen den vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 bewegen. Außerdem erfolgt,
wenn die Ventile 63, 83 und 86 geschlossen
sind, keine Bewegung des Hydraulikfluids in den Zylindern 50 und 70 zwischen
den unteren hydraulischen Hohlräumen 53 und 73 und
den oberen hydraulischen Hohlräumen 54 und 74.
Daher wird die Höhe
des Fahrrades 10 im Wesentlichen beibehalten, unabhängig davon,
ob die Bedienperson/der Fahrer aufsteigt oder absteigt. Mit anderen
Worten wird die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 im
zusammengedrückten
Zustand gehalten und es strömt kein
Hydraulikfluid zur vorderen Aufhängungsbaugruppe 14.
Das Ventil 86 wird vorzugsweise automatisch durch die Steuereinheit 18 aktiviert,
wie später noch
erläutert
wird.
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Wie
aus den 13 bis 16 zu
ersehen, wird das Ventil 86 vorzugsweise automatisch durch einen
Elektromotor 87 betätigt,
der durch die Steuereinheit 18 gesteuert wird. Das Ventil 86 beinhaltet
ein Gehäuse 86a mit
einer ersten Öffnung 86b,
einer zweiten Öffnung 86c und
einer Steuerscheibe 86d, die im Gehäuse 86a zwischen den
ersten und zweiten Öffnungen 86b und 86c beweglich
montiert ist. Die Steuerscheibe 86d weist eine Öffnung 86e und eine
Mehrzahl von Zähnen 86f am
Außenumfang
auf, um ein Zahnrad zum Bewegen der Steuerscheibe 86d zu
bilden, um entweder die Öffnung 86e mit
den ersten und zweiten Öffnungen 86b und 86c zum Fluchten
zu bringen oder sie gegenüber
diesen versetzt anzuordnen. Speziell ist das Zahnrad 87a des Motors 87 mit
Zähnen 86f in
Eingriff, um die Steuerscheibe 86d zwischen einer offenen
Position und einer geschlossenen Position zu drehen. Mit anderen Worten
ist die Steuerscheibe 86d um eine Drehachse drehbar am
Gehäuse 86a angebracht,
wobei die Öffnung 86e mit
radialem Abstand von der Drehachse angeordnet ist. Diese Anordnung
verriegelt die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 für ein einfaches
Besteigen und Absteigen in einem zusammengedrückten Zustand.
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Vorzugsweise
empfängt
die Steuereinheit 18 ein Signal vom Vorwärtsgeschwindigkeitssensor 42 oder 42' oder 42'', um zu bestimmen, ob das Fahrrad 10 zu
einem vollständigen
Halt gekommen ist. Sobald die Steuereinheit 18 bestimmt,
dass das Fahrrad 10 vollständig angehalten hat, verschließt die Steuereinheit 18 automatisch
die Ventile 63, 83 und 86, um die vorderen
und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16 zu
verriegeln. Vorzugsweise wartet die Steuereinheit 18 einige
Sekun den, nachdem das Fahrrad 10 vollständig gestoppt hat, bevor die
Ventile 63, 83 und 86 geschlossen werden.
Mit anderen Worten ist, wenn der Fahrer auf dem gestoppten Fahrrad 10 sitzt,
die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 unter dem
Gewicht des Fahrers zusammengedrückt.
Somit strömt
das Hydraulikfluid aus dem hinteren Zylinder 70 zum vorderen
Zylinder 50. Die Steuereinheit 18 verriegelt die
vorderen und hinteren Aufhängungsbaugruppen 14 und 16,
so dass der Sitz des Fahrrades 10 für ein einfaches Besteigen des
Fahrrades 10 und Heruntersteigen von diesem niedriger ist.
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Bezug
nehmend auf 17 ist ein alternatives Verfahren
zum Verriegeln der hinteren Aufhängungsbaugruppe 16 in
einem zusammengedrückten Zustand
für ein
einfaches Besteigen und Absteigen dargestellt. Insbesondere wird
eine mechanische Gelenkbaugruppe 90 anstelle eines Steuerns
der Ventile 63, 83 und 86 verwendet.
Die mechanische Gelenkbaugruppe 90 sollte in der Lage sein,
die inneren und äußeren rohrförmigen Elemente 71 und 72 in einem
zusammengedrückten
Zustand zu verriegeln. Vorzugsweise ist die mechanisches Gelenkbaugruppe
längenverstellbar,
um unterschiedlichen Ausmaßen
des Zusammendrückens
Rechnung zu tragen. Die hintere Aufhängungsbaugruppe 16 weist
einen feststehenden Ratschenabschnitt 91, der am äußeren rohrförmigen Element 71 angebracht
ist, und einen beweglichen Hakenabschnitt 92 auf, der normalerweise
durch eine Torsionsfeder 93 vom Ratschenabschnitt 91 weg
vorgespannt ist. Ein motorbetriebenes Kabel 94 ist am Hakenabschnitt 92 befestigt,
um den Hakenabschnitt 92 in Eingriff mit dem Ratschenabschnitt 91 zu
bewegen.
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Vorzugsweise
treibt ein Reversiermotor 95 das motorbetätigte Kabel 94 an,
um den Hakenabschnitt 92 zwischen einer verriegelten Position
und einer entriegelten Position zu bewegen. In der verriegelten
Position ist der Hakenabschnitt 92 mit Zähnen des
Ratschenabschnittes 91 in Eingriff, hingegen befindet sich
in der entriegelten Position der Hakenabschnitt 92 in Abstand
zu den Zähnen
des Ratschenabschnittes 91. Die Steuereinheit 18 betreibt
automatisch den Reversiermotor 95. Sobald die Steuereinheit 18 bestimmt,
dass das Fahrrad 10 vollständig gestoppt ist, versorgt
die Steuereinheit 18 den Reversiermotor 95 automatisch
mit Strom, um den Haken abschnitt 92 in die verriegelte
Position zu bewegen. Vorzugsweise wartet die Steuereinheit 18 einige
Sekunden, nachdem das Fahrrad 10 vollständig gestoppt hat, bevor sie
den hinteren Zylinder 70 verriegelt. Mit anderen Worten
ist die hintere Aufhängungsbaugruppe 16,
wenn der Fahrer auf dem gestoppten Fahrrad 10 sitzt, unter
dem Gewicht des Fahrers zusammengedrückt. Somit kompensiert die
hintere Aufhängungsbaugruppe 16 das
Gewicht des Fahrers. Die Steuereinheit 18 verriegelt dann
die hintere Aufhängungsbaugruppe 16,
so dass der Sitz des Fahrrades 10 für ein einfaches Besteigen und
Absteigen vom Fahrrad 10 niedriger ist.
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf die 18 bis 20 weist
die Schraubenfeder 60 oder 80 vorzugsweise ein
zusammendrückbares
Material 96 auf, das sich zwischen einzelnen Windungen
der Schraubenfeder 60 oder 80 befindet. Speziell
zeigen die 18 und 19 einen
nicht-zusammengedrückten
Zustand der Schraubenfeder 60 oder 80, hingegen
zeigt 20 einen zusammengedrückten Zustand
der Schraubenfeder 60 oder 80. Bei dieser Ausführungsform
ist das zusammendrückbare
Material 96 ein schraubenförmiges oder spiralförmiges Elastomerelement,
das aus einem federnden Elastomer aufgebaut ist. Das zusammendrückbare Material 96 verhindert,
dass die Schraubenfeder 60 oder 80 vollständig zusammengedrückt wird.
Daher weist die Schraubenfeder 60 oder 80 eine
größere Federkonstante
auf. Selbstverständlich
kann das zusammendrückbare
Material 96, je nach Anforderung und/oder Wunsch, unterschiedliche
Konfigurationen aufweisen.
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Beispielsweise
weist, wie aus den 21 bis 23 zu
ersehen, die Schraubenfeder 60 oder 80 vorzugsweise
ein zusammendrückbares
Material 96' auf,
das sich zwischen einzelnen Windungen der Schraubenfeder 60 oder 80 befindet.
Speziell zeigen die 21 und 22 einen
nicht-zusammengedrückten
Zustand der Schraubenfeder 60 oder 80, hingegen
zeigt 23 einen zusammengedrückten Zustand
der Schraubenfeder 60 oder 80. Bei dieser Ausführungsform
ist das zusammendrückbare
Material 96' ein
Elastomerelement, das einen Verbindungsabschnitt 97' und eine Mehrzahl
von Kompressionsabschnitten 98' aufweist, die sich zwischen einzelnen
Windungen der Schraubenfeder 60 oder 80 befinden.
Die Kompressionsabschnitte 98' sind einzelne Finger, die mit
Längsabschnitten
entlang des Verbindungsabschnittes 97' an geordnet sind. Wie bei der vorhergehenden
Ausführungsform,
verhindert das zusammendrückbare
Material 96',
dass die Schraubenfeder 60 oder 80 vollständig zusammengedrückt wird.
Daher weist die Schraubenfeder 60 oder 80 bei
dieser Ausführungsform
ebenfalls eine größere Federkonstante
auf.
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf die 24 und 25 weist
die Schraubenfeder vorzugsweise ein zusammendrückbares Material 96'' auf, das sich zwischen einzelnen
Windungen der Schraubenfeder 60 oder 80 befindet.
Speziell weist bei dieser Ausführungsform
das zusammendrückbare
Material 96'' eine Elastomerbeschichtung
auf, die zumindest auf Flächen
der Schraubenfeder 60 oder 80 aufgebracht ist,
welche einer von den einzelnen Windungen der Schraubenfeder 60 oder 80 zugewandt
sind. Vorzugsweise ist die gesamte Schraubenfeder 60 oder 80 vollständig beschichtet.
Wie bei den vorhergehenden Ausführungen
verhindert das zusammendrückbare
Material 96'', dass die Schraubenfeder 60 oder 80 vollständig zusammengedrückt wird.
Daher weist die Schraubenfeder 60 oder 80 bei
dieser Ausführungsform
ebenfalls eine größere Federkonstante auf.
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Die
einen Grad oder ein Ausmaß bezeichnenden
Begriffe wie beispielsweise "im
Wesentlichen", "etwa" und "näherungsweise" wie hier verwendet
bedeuten ein sinnvolles Ausmaß an
Abweichung des modifizierten Begriffes, derart, dass das Endergebnis
nicht wesentlich verändert
wird. Diese Begriffe sollten so verstanden werden, dass sie eine
Abweichung von mindestens ± 5
% des modifizierten Begriffes beinhalten, wenn diese Abweichung
der Bedeutung des Wortes, das sie modifiziert, nicht widerspricht.
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Es
wurden hier zwar lediglich ausgewählte Ausführungsformen verwendet, um
diese Erfindung zu erläutern,
jedoch geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen in diesen vorgenommen werden können, ohne
vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden
Ansprüchen
definiert ist. Außerdem
dient die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung lediglich
zu Darstellungszwecken und nicht dem Zweck einer Einschränkung der
Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert
ist.