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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen, und insbesondere einen
Rahmen für
ein Fahrrad mit zwei oder drei Rädern
oder für
ein Mofa, der in der Lage ist, komprimiertes Gas im Inneren seiner Rahmenelemente
zu speichern.
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Durch
Muskelkraft getriebene Fahrzeuge, wie beispielsweise Fahrräder, Mofas
(Fahrräder
mit Hilfsmotor) und Fahrräder
mit drei Rädern,
weisen einen Rahmen und Laufräder
auf, die durch den Rahmen drehbar gelagert sind und an denen luftbefüllte Gummireifen
montiert sind. Im Fall eines Fahrrades oder eines Mofas weist der
Rahmen für
gewöhnlich aus
Metall oder Kunstharz bestehende Rohre auf und ein Leerraum ist
im Inneren des Rahmens ausgebildet. Bei einem Fahrrad kann beispielsweise
eine Schaltvorrichtung, eine Bremsvorrichtung oder dergleichen unter
Verwendung einer pneumatischen Vorrichtung betrieben werden, welche
geringes Gewicht hat und sich leicht bedienen lässt. Selbstverständlich erfordern
derartige Vorrichtungen für
gewöhnlich
eine Druckluftquelle für
ihren Betrieb. Im Fall eines großen Fahrzeuges mit Motor, beispielsweise
eines Autos, kann ein Luftkompressor am Fahrzeug montiert sein,
jedoch ist der Einbau einer derart großen Druckluftquelle bei einem
Fahrzeug, das klein und von geringem Gewicht ist und das mit Muskelkraft
betrieben wird, beispielsweise bei einem Fahrrad, ein schwieriges
Unterfangen. Wenn gasbetriebene Vorrichtungen mit einem Fahrrad
verwendet werden, ist es möglich,
beispielsweise einen kleinen, mit Flüssigkeit befüllten Gaszylinder
am Fahrrad zu montieren. Bei Fahrrädern, die geringes Gewicht
haben müssen,
ist jedoch das Montieren eines kleinen Gaszylinders ein Problem,
insofern als der Gaszylinder das Fahrrad viel schwerer macht. Geringes
Gewicht ist ein Problem, das allen mit Muskelkraft angetriebenen
Fahrzeugen und nicht nur Fahrrädern,
gemeinsam ist und eine Verringerung des Gewichtes ermöglicht,
die Fahrleistung des Fahrrades zu verbessern. Auch wenn das Gewicht
kein Problem darstellen würde,
besteht jedoch, wenn ein Gaszylinder, der mit Kohlendioxid oder
einem anderen Flüssiggas befüllt wurde,
als Druckgasquelle verwendet wird, ein weiteres Problem in der Schwierigkeit,
den Gaszylinder neu mit Gas zu befüllen, wenn dieses verbraucht ist.
Dies bedeutet, dass man immer teure Gaszylinder bereithalten muss.
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DE 42 23 165 offenbart ein
Fahrrad, welches eine mit Luft befüllte Kammer aufweist.
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DE 32 35 397 offenbart ebenfalls
ein Fahrrad, welches eine mit Luft befüllte Kammer aufweist.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen, welcher einen Aufbau hat,
mit dem, bei einem Fahrrad oder einem anderen derartigen Fahrzeug, komprimiertes
Gas problemlos und vorzugsweise kostengünstig bereitgestellt werden
kann, ohne das Gewicht des Fahrzeuges übermäßig zu erhöhen. In einer Ausführungsform
der Erfindung ist ein Fahrzeugrahmen aus einem Rahmenkörper aufgebaut,
der beinhaltet: ein Steuerkopf-Bauelement, welches ein Vorderrad
trägt,
ein Sattelträgerelement
zum Tragen eines Sattels, und ein Rahmen-Bauelement, welches mit
dem Steuerkopf-Bauelement und dem Sattelträgerelement verbunden ist. Das
Rahmen-Bauelement begrenzt
einen dicht umschlossenen Raum, der gegenüber dem Steuerkopf-Bauelement
und dem Sattel-Bauelement luftdicht verschlossen ist. Das Rahmen-Bauelement
beinhaltet eine Gasöffnung,
die auf dessen Seitenfläche
angeordnet ist und vom Steuerkopf-Bauelement und dem Sattel-Bauelement
entfernt angeordnet ist, so dass der dicht verschlossene Raum mit
einem komprimierten Gas befällt
werden kann. Falls gewünscht,
kann das Rahmen-Bauelement eine separate Öffnung zum Zuführen von
komprimiertem Gas zu einem weiteren am Fahrrad angebrachten Bauelement
beinhalten.
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In
einer spezielleren Ausführungsform
ist das Rahmen-Bauelement aufgebaut aus: einem Unterrohr, welches
sich bezüglich
des Steuerkopf-Bauelementes nach unten und nach hinten erstreckt,
einem Oberrohr, welches sich bezüglich
des Steuerkopf-Bauelementes
oberhalb des Unterrohrs erstreckt, einem Sitzrohr, das bezüglich dem
Sattelträger-Bauelement
und der Tretlageraufnahme in einer mittleren Position angeordnet
ist, einer Sitzstrebe, die sich bezüglich des Oberrohrs gabelförmig nach unten
und nach hinten erstreckt, und einer Kettenstrebe, die sich bezüglich der
Tretlageraufnahme gabelförmig
nach hinten erstreckt. In diesem Fall ist der dicht umschlossene
Raum innerhalb des Unterrohrs und/oder des Oberrohrs und/oder des
Sitzrohrs und/oder der Sitzstrebe und/oder der Kettenstrebe angeordnet.
Um die Speicherfähigkeit
des Fahrzeugrahmens zu maximieren, können die Innenräume des
Unterrohrs, des Oberrohrs, des Sitzrohrs, der Sitzstrebe und der
Kettenstrebe in Fluidkommunikation miteinander stehen, um den abgedichteten Raum
zu definieren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht eines Fahrrades, welches eine spezielle Ausführungsform
eines Fahrradrahmens gemäß der Erfindung
beinhaltet;
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2 ist
ein partieller Querschnitt des in 1 dargestellten
Fahrradrahmens;
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3 ist
ein schematisches Diagramm eines gasbetätigten Kettenumwerfersystems,
das in dem in 1 dargestellten Fahrrad verwendet
werden kann;
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4 ist
eine schematische Ansicht einer gasbetätigten Reinigungsvorrichtung,
die in dem in 1 dargestellten Fahrrad verwendet
werden kann;
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5 ist
eine schematische Ansicht einer Schmiervorrichtung, die bei dem
in 1 dargestellten Fahrrad verwendet werden kann;
und
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6 ist
eine schematische Ansicht eines gasgesteuerten Aufhängungsmechanismus,
der bei dem in 1 dargestellten Fahrrad verwendet
werden kann.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 ist
ein MTB-Fahrrad, für
das eine Ausführungsform
der Erfindung angewandt wurde, mit einem Diamantrahmen 1 ausgerüstet, der
das Fahrwerkgerüst
bildet. Der Rahmen 1 weist einen Rahmenkörper 2,
der aus einem vorderen Dreieck und einem hinteren Dreieck besteht,
und eine Vordergabel 3 auf, die durch den vorderen Abschnitt
des Rahmenkörpers 2 um
eine diagonale, vertikale Achse drehbar gelagert ist und die an
ihrem unteren Abschnitt mit zwei pneumatischen Aufhängungen 3a ausgerüstet ist.
Das Fahrrad weist einen Lenker 4, der mit der Vordergabel 3 verbunden
ist, ein Antriebs-Bauelement 5, das am unteren Abschnitt
des Rahmenkörpers 2 befestigt
ist und die Antrittskraft in eine Vortriebskraft umwandelt, ein
Vorderrad 6, das am unteren Ende der Vordergabel 3 lösbar angebracht
ist, ein Hinterrad 7, das am hinteren Ende des Rahmenkörpers 2 lösbar angebracht
ist, und vordere und hintere Bremsen 8 und 9 auf.
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Wie
in 2 dargestellt, weist der Rahmenkörper 2 auf:
ein Steuerkopf-Bauelement 10,
das die Vordergabel 3 drehbar lagert, eine Tretlageraufnahme 11,
die verwendet wird, um eine (nicht dargestellte) Tretlagerachse
drehbar zu lagern, ein Sattelbefestigungs-Bauelement 12,
das verwendet wird, um einen Sattel zu befestigen (wird später noch
erläutert),
und rohrförmige
Rahmenelemente 13, welche die Bauelemente 10 bis 12 verbinden.
Diese Bauelemente werden durch das Verschweißen von Metallrohren gefertigt,
die aus Aluminium, Chrom-Molybdänstahl,
einer Titanlegierung oder einem anderen derartigen Material bestehen.
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Die
rohrförmigen
Rahmenelemente 13 weisen ein Unterrohr 15, ein
Oberrohr 16, ein Sitzrohr 17, eine Sitzstrebe 18 und
eine Kettenstrebe 19 auf. Das Unterrohr 15 erstreckt
sich vom Steuerkopf-Bauelement 10 diagonal nach unten und
nach hinten und die Tretlageraufnahme 11 ist am hinteren
Ende des Unterrohrs 15 vorgesehen. Das Oberrohr 16 erstreckt
sich vom Steuerkopf-Bauelement 10 oberhalb des Unterrohrs 15 nach
hinten. Das Sitzrohr 17 verbindet das hintere Ende des
Oberrohrs 16 mit dem hinteren Ende des Unterrohrs 15.
Das zylindrische Sattelbefestigungs-Bauelement 12 ist durch Verschweißen am hinteren
Abschnitt des Sitzrohrs 17 befestigt. Wie in 1 dargestellt,
ist eine Sattelstütze 29a,
an deren oberen Ende ein Sattel 29b befestigt ist, am Sattelbefestigungs-Bauelement 12 befestigt,
derart, dass seine Vertikalposition eingestellt werden kann. Die
Sitzstrebe 18 erstreckt sich in einer zweiarmigen Gabelung
vom hinteren Ende des Oberrohrs 16 nach unten und nach
hinten. Die Kettenstrebe 19 erstreckt sich in einer zweiarmigen
Gabelung von der Tretlageraufnahme 11 nach hinten und ist
mit den hinteren Enden der Sitzstrebe 18 verbunden.
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Die
Innenräume
dieser rohrförmigen
Rahmenelemente 13 sind gegenüber der Umgebung luftdicht
verschlossen und die im Inneren benachbarter Rohre befindlichen
Räume stehen
miteinander in Verbindung und bilden ein Gasbefüllungs-Bauelement 20,
das Luft speichern kann, die auf höchstens ca. 10 kg/cm2 komprimiert ist. Dabei stehen die Innenräume des
Unterrohrs 15 und des Oberrohrs 16 an dem Abschnitt
hinter dem Steuerkopf-Bauelement 10 in Verbindung, hingegen
steht der Innenraum des Sitzrohrs 17 mit denen des Oberrohrs 16 und
des Unterrohrs 15 am oberen Ende bzw. unteren Ende des Sitzrohrs 17 in
Verbindung. Die Innenräume
des Oberrohrs 16 und der Sitzstrebe 18 stehen über ein Verbindungsloch 18a in
Verbindung, das im hinteren Abschnitt des Oberrohrs 16 ausgebildet
ist, und die Innenräume
des Unterrohrs 15 und der Kettenstrebe 19 stehen
am oberen Abschnitt der Tretlageraufnahme 11 in Verbindung.
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Die
Oberseite des Oberrohrs 16 ist mit einer Gasbefüllungsöffnung 21,
die verwendet wird, um das Gasbefüllungs-Bauelement 20 mit
komprimiertem Gas zu befüllen,
und zwei Gasversorgungsöffnungen 22 versehen,
die verwendet werden, um das im Inneren gespeicherte, komprimierte
Gas nach außen
zuzuführen.
Die Gasbefüllungsöffnung 21 ist
am hinteren Abschnitt des Oberrohrs 16 vorgesehen. Beispielsweise
ist ein Autoreifenventil vom U.S.-Typ (Schrader-Ventil) an der Gasbefüllungsöffnung 21 montiert
und dieser Aufbau ermöglicht,
Druckluft mittels einer Fahrradluftpumpe oder einer Automobilluftpumpe
problemlos einzufüllen.
Die zwei Gasversorgungsöffnungen 22 sind
in Längsrichtung
parallel am vorderen Abschnitt des Oberrohrs 16 vorgesehen. Eine
Druckmesseinrichtung 23, welche zur Anzeige des Basisdrucks
im Inneren des Gasbefüllungs-Bauelementes 20 und
zur Anzeige der verbleibenden Gasmenge verwendet wird, ist an einer
der Gasversorgungsöffnungen 22 montiert,
und eine Druckregeleinrichtung 25, welche mit einer Druck messeinrichtung 24 ausgerüstet ist,
ist an der anderen der Gasversorgungsöffnungen 22 montiert.
Luftschlauch-Trägerringe 26 sind
vom Oberrohr 16 bis zum unteren Abschnitt der Sitzstrebe 18 in
geeigneten Abständen
vorgesehen. Außerdem
ist ein Sitz 27, der zum Montieren einer hinteren Bremse 9 verwendet
wird, an einer bestimmten Stelle entlang des Sitzrohrs 18 angeordnet,
und ein Beschlag 28, der zur Montage eines (später noch
erläuterten)
vorderen Umwerfers verwendet wird, ist am hinteren Abschnitt des
unteren Endes des Sitzrohrs 17 ausgebildet.
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Wie
in 1 dargestellt, ist ein Lenkervorbau 30,
welcher den Lenker 4 bildet, am oberen Abschnitt der Vordergabel 3 befestigt.
Eine Lenkstange 31, die sich nach links und rechts erstreckt,
ist am oberen Ende des Lenkervorbaus 30 befestigt. Lenkerhörnchen (End-Bars) 32 sind
an den Enden der Lenkstange 31 angebracht. (Nicht dargestellte)
Griffe sind auf der Innenseite der Lenkerhörnchen 32 montiert.
Ein Bremshebel 33 und ein Paar von Schaltventilen 34a und 34b,
die zum Schalten des Kettenumwerfers 39 verwendet werden,
sind an der Innenseite eines der Griffe befestigt. Diese Schaltventile 34a und 34b sind
handbetätigte,
im unbetätigten
Zustand geschlossene Ventile, welche Hebel aufweisen, die lediglich
dann Luft durchlassen, wenn der Hebel betätigt ist. Ein Paar von Schaltventilen 34c und 34d ist ebenfalls
am distalen Ende eines der Lenkerhörnchen 32 vorgesehen.
Die Schaltventile 34a und 34c werden verwendet,
um von einem höheren
Gang in einen niedrigeren Gang zu schalten, hingegen werden die
Schaltventile 34b und 34d verwendet, um von einem
niedrigeren Gang in einen höheren
Gang zu schalten. Demzufolge kann der/die Fahrerin) ein Schalten
des Kettenumwerfers 39 beispielsweise an einer Bergaufstrecke
vornehmen, während
er/sie weiterhin die Griffenden 32 greift, d. h. ohne die
Hände von
den Griffenden 32 zu nehmen. Ein (nicht dargestellter)
Bremshebel, der mit einem Schalthebel zum Umschalten eines vorderen
Umwerfers ausgerüstet
ist (wird später
noch erläutert),
ist an der Innenseite des anderen Griffes angebracht.
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Das
Antriebs-Bauelement 5 weist auf: ein Zahnkranzkurbel-Bauelement 35,
das an der Tretlageraufnahme 11 vorgesehen ist, ein Nabenritzel-Bauelement 36,
das an der Freilaufnabe des Hinterrades 7 vorgesehen ist,
eine Kette, die um das Zahn kranzkurbel-Bauelement 35 und
das Nabenritzel-Bauelement 36 herum verläuft, einen
vorderen Umwerfer 38 und einen hinteren Umwerfer 39,
die zum Schalten der Gänge
verwendet werden, und einen Schaltbetätigungsmechanismus 40,
der mit dem hinteren Umwerfer 39 und einem Betätigungskabel 44 (3)
verbunden ist und der verwendet wird, um den Umwerfer 39 in
beide Richtungen in Richtung der Nabenachse um jeweils einen einzigen
Gang zu bewegen.
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Das
Zahnkranzkurbel-Bauelement 35 weist einen rechten Zahnkranzkurbelarm 42 und
einen (nicht dargestellten) linken Kurbelarm auf, an deren distalen
Enden Pedale 41 befestigt sind. Der rechte Zahnkranzkurbelarm 42 und
der linke Kurbelarm sind durch eine Tretlagerachse verbunden. Die
Tretlagerachse ist durch die Tretlageraufnahme 11 drehbar gelagert.
Beispielsweise drei Kettenräder,
welche unterschiedliche Anzahlen von Zähnen haben, sind an der rechten
Zahnkranzkurbel 42 angebracht, derart, dass sie in Tretlagerachsrichtung
parallel sind. Beispielsweise acht Nabenritzel mit unterschiedlichen Zähnezahlen
sind am Nabenritzel-Bauelement 36 derart
angebracht, dass sie in Nabenachsenrichtung parallel sind.
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Der
vordere Umwerfer 38 weist auf: ein Kettenführungs-Bauelement 43,
das aus einem Paar von Platten besteht, welche die Kette 37 in
Richtung parallel zu den Kettenblättern des Zahnkranzkurbel-Bauelementes 35 führen, und
einen (nicht dargestellten) Gelenkmechanismus, der verwendet wird, um
das Kettenführungs-Bauelement 43 im
Wesentlichen parallel zu den Kettenblättern bezüglich des Rahmens 1 schwenkbar
zu lagern. Der vordere Umwerfer 38 ist mit einem Schalthebel
verbunden, der an der Lenkstange 31 über ein Kabel befestigt ist.
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Wie
dargestellt in 3, weist der hintere Umwerfer 39 auf:
ein Kettenführungs-Bauelement 45,
welches zwei Kettenräder
aufweist, die die Kette 37 in Richtung parallel zu den
Nabenritzeln führen, während sie
eine Spannung auf die Kette 37 aufbringen, und einen Gelenkmechanismus 46,
der verwendet wird, um das Kettenführungsbauelement 45 parallel
zur Nabenritzelrichtung bezüglich
des Rahmens 1 schwenkbar zu lagern. Der Gelenkmechanismus 46 ist
durch eine Schraube an einem hinteren Gabelende 19a befestigt
und ist durch eine Feder 47 so vorgespannt, dass das Kettenführungs-Bauelement 45 zur
Seite des höheren
Gangs hin bewegt wird.
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Der
Schaltbetätigungsmechanismus 40 ist vom
luftbetätigten
Typ und weist zwei Luftzylinder 50 und 51 und
eine Betätigungskomponente 52 auf,
die durch die Luftzylinder 50 und 51 betätigt wird
und die verwendet wird, um den hinteren Umwerfer 39 zu
betreiben. Das Betätigungs-Bauelement 52 weist
auf: einen Schwenkhauptarm 53, der mit dem Luftzylinder 50 gekoppelt
ist, einen Schwenkfreigabearm 54, der mit dem Luftzylinder 51 gekoppelt
ist, und eine Kabelaufwickeleinrichtung 57, um deren Außenumfang
die Kabelseele 44a des Betätigungskabels 44 gewickelt ist.
Die Kabelaufwickeleinrichtung 57 ist gestaltet, um sich
in Verbindung mit dem Hauptarm 53 zu drehen, und eine Mehrzahl
von Sperrklinkenzähnen 56 sind um
den Außenumfang
herum an speziellen Abständen
in Umfangsrichtung in Übereinstimmung
mit den parallelen Teilungsabständen
der Nabenritzel ausgebildet. Eine Sperrklinke 58, die mit
den Sperrklinkenzähnen 56 in
Eingriff ist, ist auf der Außenumfangsseite
der Kabelaufwickeleinrichtung 57 positioniert.
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Die
Luftzylinder 50 und 51 sind einfachwirkende Zylinder,
die jeweils eine Rückstellfeder
in ihrem Inneren aufweisen, um einen spezifischen Hub vorrücken, wenn
den Zufuhröffnungen 50a und 51a Druckluft
zugeführt
wird, und in ihre Ruhepositionen zurückkehren, wenn diese unterbrochen
wird. Die Wirkung des Einfachhubes dieser Luftzylinder 50 und 51 bewirkt,
dass der Hauptarm 53 und der Freigabearm 54 um
einen festgelegten Winkel in ihre Ruhepositionen zurückschwenken.
Das Hin- und Zurückschwenken
des Hauptarms 53 um einen festgelegten Winkel bewirkt,
dass sich die Kabelaufwickeleinrichtung 57 um einen einzigen
Sperrklinkenzahn 56 in Kabelwickelrichtung dreht. Dieses
Drehen bewirkt, dass die Kabelseele 44a des Betätigungskabels 44 in Richtung
des Pfeils A gezogen wird, und bewirkt, dass sich der hintere Umwerfer 39 zur
Seite des niedrigeren Gangs hin bewegt. Sobald der Freigabearm 54 an
seinen Ort zurückschwenkt,
zieht sich die Sperrklinke 58 unmittelbar von Sperrklinkenzähnen 56 zurück. Demzufolge
dreht sich die Kabelaufwickeleinrichtung 57 um einen einzigen
Sperrklinkenzahn 56 in Kabelausgaberichtung. Diese Drehung
in umgekehrter Richtung bewirkt, dass die Kabelseele 44a des
Betätigungskabels 44 in
Richtung des Pfeils B ausgegeben wird, und bewirkt, dass sich der
hintere Umwerfer 39 zur Seite des höheren Gangs hin bewegt.
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Ein
Luftsteuer-Bauelement 60 ist zwischen dem Gasbefüllungs-Bauelement 20 und
den Luftzylindern 50 und 51 positioniert. Das
Luftsteuer-Bauelement 60 weist vier Schaltventile 34a bis 34d und Pendelventile 31a und 31b auf,
die mit den auslassseitigen Öffnungen
der Schaltventile 34a und 34c bzw. den auslassseitigen Öffnungen
der Schaltventile 34b und 34d verbunden sind.
Die vier Schaltventile 34a bis 34d sind, wie zuvor
erwähnt,
manuell betätigte,
im unbetätigten
Zustand geschlossene Dreikanalventile, die jeweils einen Hebel aufweisen
und lediglich bei betätigtem
Hebel die Einlassöffnungen
mit den Auslassöffnungen
verbinden und Luft hindurchlassen. Wenn der Hebel losgelassen wird
und in seine Ruhestellung zurückkehrt,
ist die auslassseitige Öffnung
(Kanal) mit der Abströmöffnung verbunden, und
die im System befindliche Luft strömt aus der auslassseitigen Öffnung ab.
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Die
einlassseitigen Öffnungen
der Schaltventile 34a bis 34d sind mit dem Regler 25 verbunden
und die Abströmöffnungen
sind zur Umgebung hin hoffen. Das Pendelventil 61a (oder 61b)
ist so vorgesehen, dass aus einem der Schaltventile 34a und 34c (oder 34b und 34d)
keine Luft austreten kann, wenn das andere Schaltventil 34c oder 34a betätigt ist,
und dient dazu, den Betrieb entweder des Schaltventils 34a oder 34c (bzw. 34b oder 34d)
auszuwählen.
Die auslassseitigen Öffnungen
der Pendelventile 61a und 61b sind mit den Zufuhröffnungen 50a und 51a der
Luftzylinder 50 bzw. 51 verbunden. Die verschiedenen
Ventile und Zylinder sind durch Luftschläuche verbunden.
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Das
Umschalten des hinteren Fahrradumwerfers 39 mittels der
im Gasbefüllungs-Bauelement 20 gespeicherten
Druckluft wird nachfolgend beschrieben.
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Bevor
das Fahrrad verwendet werden soll, wird das Gasbefüllungs-Bauelement 20 mit
Druckluft befällt.
Dabei wird beispielsweise ein Adapter für ein U.S.-Autoreifenventil,
welcher mit einem Kompressor verbunden ist, der zum Befüllen von
Autoreifen mit Luft an einer Tankstelle oder dergleichen dient,
an der Gasbefül lungsöffnung 21 angebracht.
Das Gasbefüllungs-Bauelement 20 wird
dann mit Druckluft von beispielsweise ca. 5 bis 8 kg/cm2 befüllt. Der
Versorgungsdruck wird durch den Regeleinrichtung 25 auf
ca. 2 kg/cm2 eingestellt. Wenn der Druck
an der Druckmesseinrichtung 23 auf beispielsweise 2 kg/cm2 gefallen ist und gleich groß ist wie
der Versorgungsdruck, wird kein komprimiertes Gas mehr vom Gasbefüllungs-Bauelement 20 abgegeben.
Daher muss in diesem Fall erneut Luft in das Gasbefüllungs-Bauelement 20 eingefüllt werden.
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Der
Hebel des Schaltventils 34a oder 34c wird einmal
betätigt,
wenn der hintere Umwerfer 39 von einem höheren auf
einen niedrigeren Gang geschaltet werden soll. Wenn das Schaltventil 34a oder 34c einmal
betätigt
wird, wird die Druckluft, die durch den Regeleinrichtung auf ca.
2 kg/cm2 eingestellt wurde, während des
Haltens des Hebels dem Luftzylinder 50 über das Schaltventil 34a oder 34c und über das
Pendelventil 61a zugeführt.
Dabei wird ein Ventilkörper 62a im
Inneren des Pendelventils 61a durch die Druckluft in zur
Luftzuführrichtung
entgegengesetzte Richtung gedrückt,
was das Zurückströmen der
komprimierten Luft in die auslassseitige Öffnung des auf der Rückseite
befindlichen Schaltventils 34c oder 34a verhindert.
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Wenn
dem Luftzylinder 50 Luft zugeführt wird, bewegt sich die Zylinderstange
des Luftzylinders 50 um einen spezifischen Hub nach vorne
und bewirkt, dass der Hauptarm 53 um einen spezifischen
Winkel schwenkt. Demzufolge dreht sich die Kabelaufwickeleinrichtung 57 um
einen Sperrklinkenzahn 56 in Kabelwickelrichtung. Diese
Drehung bewirkt, dass die Kabelseele 44a des Betätigungskabels 44 in
Richtung des Pfeils A eingezogen wird, und bewirkt, dass sich der
hintere Umwerfer 39 zur Seite des niedrigeren Gangs hin
bewegt. Wenn der Hebel dann losgelassen wird, steht die auslassseitige Öffnung mit
der Abströmöffnung in
Verbindung, welche den Druck der im Inneren des Luftzylinders 50 befindlichen
Luft freigibt, und die Zylinderstange kehrt durch ihre Feder in
die Ruheposition zurück.
Demzufolge kehrt auch der Haupthebel 53 in seine Ruheposition
zurück.
Unterdessen behält
die Kabelaufwickeleinrichtung 57 die Position bei, welche
sie nach dem Rotie ren einnimmt, und zwar durch den Eingriff zwischen
der Sperrklinke 58 und den Sperrklinkenzähnen 56.
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Wenn
der hintere Umwerfer 39 von einem niedrigeren auf einen
höheren
Gang umgeschaltet werden soll, wird der Hebel des Schaltventils 34b oder 34d einmal
betätigt.
Wenn das Schaltventil 34b oder 34d einmal betätigt wird,
wird bei gehaltenem Hebel die Druckluft dem Luftzylinder 51 über das Schaltventil 34b oder 34d und über das
Pendelventil 61b zugeführt.
An dieser Stelle wird ein auf der Innenseite des Pendelventils 61b befindlicher
Ventilkörper 62b durch
die Druckluft in entgegengesetzter Richtung zur Luftzuführrichtung
gedrückt,
was das Zurückströmen von
komprimierter Luft in die auslassseitige Öffnung des auf der Rückseite
befindlichen Schaltventils 34d oder 34b verhindert.
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Wenn
dem Luftzylinder 51 Luft zugeführt wird, bewegt sich die Zylinderstange
des Luftzylinders 51 um einen spezifischen Hub nach vorne
und bewirkt, dass der Hauptarm 54 um einen spezifischen
Winkel schwenkt. Demzufolge zieht sich die Sperrklinke 58 unmittelbar
von den Sperrzähnen 56 zurück, und
die Kabelaufwickeleinrichtung 57 dreht sich um einen Sperrklinkenzahn 56 in
Kabelwickelrichtung. Diese Drehung bewirkt, dass die Kabelseele 44a des
Betätigungskabels 44 in
Richtung des Pfeils B nachgelassen wird, und bewirkt, dass sich der
hintere Umwerfer 39 zur Seite des höheren Gangs hin bewegt. Wenn
der Hebel dann losgelassen wird, steht die auslassseitige Öffnung mit
der Abströmöffnung in
Verbindung, welche den Druck der im Inneren des Luftzylinders 50 befindlichen
Luft freigibt, und die Zylinderstange kehrt durch ihre Feder in die
Ruheposition zurück.
Demzufolge kehrt auch der Haupthebel 54 in seine Ruheposition
zurück.
Unterdessen behält
die Kabelaufwickeleinrichtung 57 die Position bei, welche
sie nach dem Rotieren einnimmt, und zwar durch den Eingriff zwischen
der Sperrklinke 58 und den Sperrklinkenzähnen 56.
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Mit
der Erfindung kann, da das komprimierte Gas im innerhalb des Rahmens 1 befindlichen
Gasbefüllungs-Bauelement 20 gespeichert
wird, komprimiertes Gas ohne irgendeine Gewichtsvergrößerung erhalten
werden. Auch wenn ein Ventil, das zu einer gewöhnlichen Luftpumpe passt, am
Gasbefüllungs-Bauelement 20 angebracht
ist, kann das Gasbefüllungs-Bauelement
mit Druckluft problemlos befüllt
werden, was ermöglicht,
dass komprimiertes Gas leicht und billig erhalten wird. Auch bewirkt
ein Befüllen
des Inneren des Rahmens 1 mit Druckluft, dass der Rahmen 1 durch
die Druckluft verstärkt
wird, was bedeutet, dass die Steifigkeit des Rahmens 1 ohne
irgendwelchen Gewichtsballast vergrößert werden kann.
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4 ist
eine schematische Ansicht einer gasbetätigten Reinigungsvorrichtung,
die bei dem in 1 dargestellten Fahrrad verwendet
werden kann. Wie in 4 dargestellt, kann eine Luftdüse 71 in
der Nähe
der Bremsarme der vorderen und hinteren Bremsen 8 und 9 positioniert
sein und ein den Schaltventilen ähnliches
manuelles Ventil 70 kann zwischen der Regeleinrichtung 25 und
der Luftdüse 71 positioniert
sein. In diesem Fall bewirkt eine Betätigung des manuellen Ventils 70,
dass das komprimierte Gas, mit dem das Gasbefüllungs-Bauelement 20 befüllt wurde,
aus der Luftdüse 71 herausgeblasen wird,
was ermöglicht,
dass jegliche Verschmutzungen oder andere Fremdstoffe, welche die
Bremsen 8, 9 zusetzen, entfernt werden, und ermöglicht,
dass die Bremskraft der Bremsen 8 und 9 konstant
gehalten wird. Die Position der Luftdüse 71 ist nicht auf
die Bremsen 8 und 9 eingeschränkt und kann auch ein beliebiger
anderer Ort sein, bei dem eine Reinigung benötigt wird.
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5 ist
eine schematische Ansicht einer Schmiervorrichtung, die bei dem
in 1 dargestellten Fahrrad verwendet werden kann.
Wie in 5 dargestellt, kann eine Ölzerstäuberdüse 81, in welcher
Schmieröl
gespeichert ist, beispielsweise am Nabenritzel-Bauelement 36 und
am Zahnkranzkurbel-Bauelement 35 des Antriebs-Bauelementes 5 positioniert
sein, und ein den Schaltventilen ähnliches manuelles Ventil 80 kann
zwischen der Regeleinrichtung 25 und der Ölzerstäuberdüse 81 positioniert sein.
In diesem Fall bewirkt eine Betätigung
des manuellen Ventils 80, dass Schmieröl als Nebel aus der Ölzerstäuberdüse 81 zusammen
mit dem komprimierten Gas herausgesprüht wird, das in das Gasbefüllungs-Bauelement 20 eingefüllt wurde,
so dass das Zahnkranzkurbel-Bauelement 35 und das Nabenritzel-Bauelement 36 in
geeigneter Weise geschmiert werden. Das Versprühen des Schmieröls ermöglicht auch,
dass jegliche Verschmutzungen oder Fremdstoffe, die an dem Zahnkranzkurbel-Bauelement 35 oder
dergleichen anhaften, entfernt werden. Die Position der Luftdüse 81 ist
nicht auf das Zahnkranzkurbel-Bauelement 35 und das Nabenritzel-Bauelement 36 eingeschränkt und
kann auch ein beliebiger anderer Ort sein, an dem eine Schmierung benötigt wird.
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6 ist
eine schematische Ansicht eines gasgesteuerten Aufhängungsmechanismus,
der bei dem in 1 dargestellten Fahrrad verwendet
werden kann. Wie in 6 dargestellt, kann ein den Schaltventilen ähnliches
manuelles Ventil 90 zwischen der Regeleinrichtung 25 und
der Aufhängung 3a positioniert
sein, um den Luftdruck in der Aufhängung 3a einzustellen.
In diesem Fall ist, da die auslassseitige Öffnung des manuellen Ventils 90 mit
einer im Ruhezustand geschlossenen Austrittsöffnung verbunden ist, ein Rückschlagventil 92 zwischen dem
manuellen Ventil 90 und der Aufhängung 3a positioniert.
Ebenfalls ist eine Druckmesseinrichtung 93, welche den
Luftdruck im Inneren der Aufhängung 3a anzeigt,
zwischen dem Rückschlagventil 92 und der
Aufhängung 3a positioniert.
Weiter ist ein Abströmventil 91 in
einer Rohrleitung positioniert, die zwischen dem Rückschlagventil 92 und
der Druckmesseinrichtung 93 abzweigt, um den Luftdruck
im Inneren der Aufhängung 3a abzusenken.
Mit diesem Abströmventil 91 wird
die auslassseitige Öffnung durch
die Betätigung
des Hebels mit der Abströmöffnung verbunden,
und zu allen anderen Zeiten ist die auslassseitige Öffnung geschlossen.
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Die
Funktionsweise der Regeleinrichtung 25, die Funktionsweise
des Abströmventils 91 und
die Funktionsweise des manuell betätigten Ventils 90 ermöglichen,
dass das Gasbefüllungs-Bauelement 20 befüllt wird
und das komprimierte Gas angepasst und der Aufhängung 3a zugeführt wird,
und ermöglicht, dass
der Luftdruck der Aufhängung 3a gemäß der Straßenoberfläche oder
anderen derartigen Faktoren frei eingestellt werden kann, so dass
immer optimale Dämpfungs-
oder Federungseigenschaften erzielt werden. Auch ermöglicht bei
einem Fahrrad, das über
eine hintere Aufhängung
verfügt,
ein Einstellen des Luftdrucks in der hinteren Aufhängung, dass
unter hohem Druck stehende Luft in die Aufhängung eingebracht wird, um
diese steifer zu machen und bei Bergaufstrecken die Antrittsverluste
zu verringern, und ermöglicht,
dass bei Bergabstrecken ein geringerer Luftdruck eingefüllt wird
und die Aufhängung für das Bergabfahren
optimiert wird.
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Auch
wenn im Vorhergehenden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben wurden, können
verschiedene Modifikationen verwendet werden. Beispielsweise ist
eine Anwendung der in das Gasbefüllungs-Bauelement 20 eingefüllten komprimierten
Luft nicht auf die zuvor angeführten Ausführungsformen
eingeschränkt,
und alle Anwendungen, welche komprimierte Luft benötigen, beispielsweise
das Zuführen
von Luft zu den Reifen, seien eingeschlossen. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
wurde das Gasbefüllungs-Bauelement 20 mit
Luft von weniger als 10 kg/cm2 befüllt, da
Luft sich leicht handhaben lässt
und kostengünstiger
ist, jedoch ist das eingefüllte
Gas nicht auf Luft eingeschränkt,
und es kann sich stattdessen um Kohlendioxid, Helium oder ein anderes
derartiges Gas handeln. Die Erfindung ist nicht auf einen Fahrradrahmen
eingeschränkt
und kann auch bei einen beliebigen anderen, durch Muskelkraft angetriebenen Fahrradrahmen
Anwendung finden, beispielsweise einem Fahrrad mit Hilfsmotor oder
einem Fahrrad mit drei Rädern.
Das Gasbefüllungs-Bauelement 20 kann
in Übereinstimmung
mit der beabsichtigten Anwendung und Verwendung in eine Mehrzahl
von Teilstücken
unterteilt sein. In diesem Fall kann das System derart beschaffen
sein, dass die verschiedenen Gasbefüllungs-Bauelemente 20 beispielsweise
mittels Rückschlagventilen
in Serie (=hintereinander) verbunden sind, wobei das Befüllen des
Gases mit dem in Strömungsrichtung
am weitesten vorne befindlichen Gasbefüllungs-Bauelement beginnt, und wenn der Druck
der komprimierten Luft in den in Strömungsrichtung dahinter befindlichen
Gasbefüllungs-Bauelementen
abfällt,
werden diese Komponenten von der in Strömungsrichtung vorderen Seite her
befüllt.
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Somit
sei der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen
Ausführungsformen
eingeschränkt.
Stattdessen sei der tatsächliche
Schutzumfang der Erfindung durch die anliegenden Ansprüche festgelegt.