Sattelstütze
Die Erfindung geht aus von einer Sattelstütze von einem in der Höhe verstellbaren Sattel für Geräte wie beispielsweise Fahrräder , Heimtrainer udgl . nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Bei einer bekannten Sattelstütze der gattungsgemäßen Art (DE-OS 35 36 012 ) kann die Trägerstange für zwei unterschiedliche Höhen des Sattel s , d . h . für zwei unterschiedliche axiale Stellungen zwischen Trägerstange und Führungsrohr über einen verdrehbaren Riegel festgelegt werden. Der Antrieb in Verlängerungεrichtung erfolgt über ein Gasfederrohr , in der entgegengesetzten Richtung durch das Gewicht der auf dem Sattel sitzenden Person. Diese auch als Steuereinrichtung dienende Verriegelung verhindert zudem eine Relatiwerdrehung zwischen der Trägerstange und dem Führungsrohr und kann über einen Baudenzug von der
Längsstange her betätigt werden. Das Gasfederrohr ist innerhalb des Teleskops angeordnet und dadurch gegen mechanische Einwirkungen geschützt .
Derartige Gasfederrohre sind handelsüblich und weisen einen Arbeitskolben auf , an dem die Hubstange einseitig angeordnet sein kann. Üblicherweise sind auf den beiden Stirnseiten dieses Arbeitskolbens unterschiedlich große Flächen vorhanden, nämlich eine durchgehende Fläche und eine Ringfläche (Hubs angenseite) , wobei die Gasräume beiderseits des Kolbens über ein Ventil miteinander verbindbar sind. Durch eine zusätzliche Schraubenfeder wird eine Druckdifferenz in den beiden Räumen erzeugt . Bei geöffnetem Ventil kann der Kolben und damit auch die Hubstange in Richtung Hubs ange verschoben, bzw. er kann durch entsprechende Kraftüberwindung auch in die andere Richtung verschoben werden. Sobald das Ventil dann wieder geschlossen ist , sind auch die Räume beiderseits des Kolbens verschlossen und bilden eine Gasfederung, d . h . die Kolbenstange wird aufgrund des zwischen luftdichten Räumen gespannten Kolbens luftgefedert . Das Gasfederrohr hat somit sowohl eine Federwirkung zwischen Kolbenstange und am Mantelrohr angreifenden Federlager als auch die Möglichkeit einer axialen Längenänderung zwischen Hubstangen ende und Mantelrohr des Gasfederrohrs , die über das Ventil steuerbar ist und wonach bei geschlossenem Ventil die Gasfederung erhalten bleibt . Na türlich gibt es die unterschiedlichsten Ausgestaltungen solcher Gasfederrohre.
Bei einer anderen bekannten Sattelstütze (DE OS 2900 780 ) dient das Gasfederrohr selbst als Trägerstange, wobei die nach unten aus dem Gasfederrohr ausfahrende Hubstange über eine entsprechende Einrichtung unmittelbar mit dem Rahmenrohr verbunden ist . Je nach Betätigung des Ventils und je nach Axialbelastung wird die gesamte Gasfeder mit dem an
ihr befestigten Sattel im Rahmenrohr nach oben oder nach unten geschoben.
Der Nachteil dieser bekannten Sattelstütze liegt vor allem im direkten Benutzen des Gasfederrohrs als Teleskoprohr, da bereits geringe Beschädigungen, beispielsweise Einbeulungen am Mantelrohr zu Beschädigungen der inneren radialen Gleitfläche des Kolbens führt, mit der Gefahr, daß auch bei geschlossenem Ventil die beiden Gasdruckräume beiderseits des Kolbens miteinander verbunden werden, und dadurch der Sattel in ungewünschter Weise immer in seine maximale Hochstellung gefahren wird, was mit erheblichen praktischen Nachteilen im Wiederzurückführen verbunden sein kann. Außerdem ist der Fahrer dauernd durch das Nachobenstreben des Sattels belastet, ganz abgesehen davon, daß der Sattel wiederum ungewünscht bei Belastung durch die Person in seine untere Endstellung fährt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß an einem derart sensiblen Bauelement wie dem Gasfederrohr nur bedingt zusätzliche Einrichtungen anbringbar sind, ganz abgesehen davon, daß zwischen dem Mantelrohr des Gasfederrohrs und dem Führungsrohr eine stetige Reibverbindung vorhanden ist, die nicht nur zur Abnutzung sondern auch zur Temperaturerhöhung des Gases und damit zur Veränderung der vorgesehenen Arbeitswerte führen kann.Zudem ist die Gefahr der Beschädigung des Gasfederrohrs vorhanden z.B. durch Abknicken, was zu einer exploionsartigen Entladung des Gasrohrs führen kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Sattelstütze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber der eingangs genannten gattungsgemäßen Sattelstütze den Vorteil, daß
neben dem Antrieb durch das Gasfederrohr für die Höhenversteilung die federnde Wirkung des Gasfederrohrs erhalten bleibt, ganz abgesehen davon, daß die Steuereinrichtung unmittelbar am im Gasfederrohr angeordneten Ventil angreift, so daß eine vorherige Entlastung der Verriegelungssteile wie bei der gattungsgemäßen Sattelstüzte nicht erforderlich ist. Außerdem ist auch diese Verriegelungs- Steuereinrichtung geschützt angeordnet und individuell ausgestaltbar, sowohl über eine im Bereich des Sattels angeordnete manuelle Eingriffsmöglichkeit als auch über eine Fernbedienung von einer Längsstange her. Ein entscheidender Vorteil besteht auch darin, daß die Trägerstange als Trägerrohr ausgebildet ist, da besonders bei Anwendung der Erfindung für Fahrräder jede zusätzliche Masse (Gewicht) von erheblichem Nachteil ist.
Aber auch die andere obengenannte bekannten Sattelstütze (DE-OS 29 00 780) bei der eine Höhenverstellung sowie eine Federung des Sattels ermöglicht ist, weist Nachteile auf, die vor allem durch folgende Vorteile der Erfindung überwunden sind.
Das Gasfederrohr ist vollständig innerhalb des Teleskoprohres angeordnet und dadurch gegen äußere Verletzungen und Beanspruchungen geschützt.Hinzu kommt, daß keine Gleitpassung zwischen Gasfederrohr und Führungsrohr erforderlich ist. Während bei der bekannten Sattelstütze eine Relatiwerdrehsicherung nur außerordentlich schwierig unterbringbar ist, da aus radialen Platzgründen der Durchmesser des Gasfederrohrs nahezu vollständig den Innendurchmesser des Führungsrohrs aufweist, kann bei der erfindungsgemäßen Ausführung das Trägerrohr in verschiedenster Weise bei seiner Hubbewegung gegenüber dem Führungsrohr gegen Verdrehen gesichert werden. Auf diese Weise ist ein sich Nichtverdrehen des Sattels gegenüber dem
Fahrzeugrahmen gewährleistet - im Gegensatz zu der bekannten Aus führung . Wie der Patentliteratur entnehmbar , ist insbesondere für Sattelstützen von Fahrrädern eine große Zahl von Schrif ten vorhanden . So ist besonders eine Sattelstütze aus dem Jahr 1937 bekannt (DE-PS 651 151 ) , bei der während der Fahrt eine Höhenverstellung des Sattels mittels eines Bowdenzugs vorgenommen werden kann, und bei der eine federnde Wirkung vorhanden ist . Allerdings ist bei dieser Sattelstütze keine Dämpfung wie sie mit Gasfedern möglich ist , erzielbar, noch ist überhaupt eine Gasfeder vorhanden . Wollte man diesen mit hydraulischen Mitteln arbeitenden Gegenstand mit einer Gasfeder vergleichen, so bestände hier vor allem der Nachteil , daß der Kloben ebenfalls unmittelbar an dieser "Gasfeder" befestigt ist mit den obengenannten Nachteilen, und daß die ganze Einrichtung verhältnismäßig schwer ist . Nicht zuletzt setzt die Verwendung von ausreichend starken Schraubenfedern einen Mindestdurchmesser voraus , der die genannten Nachteile bei der Verdrehsicherung mit sich bringt . Bekanntlich hat sich von den vielen Vorschlägen für federnde , dämpfende oder höhenverstellbare Sattelstützen aus den über die Vorteile der Erfindung gezeigten Problemen bisher keine auf dem Markt eingeführt .
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gas f ederrohr im Trägerrohr angeordnet und grei f t kolbenseitig am Führungsrohr an . Hierfür kann eine Kolbenstange dienen, die am Boden des Führungsrohres , beispielsweise durch Verschrauben befestigt sein kann . Insbesondere gegenüber der zweiten genannten bekannten Sattelstütze (DE-OS 29 00 780 ) kann die ganze Sattelstütze aus dem Rahmenrohr eines Fahrrades oder des Gerätes herausgezogen werden , und es ist das Gas f ederrohr entsprechend gegen äußere Einwirkungen geschützt . Ähnlich wie bei dieser bekannten Sattelstütze ist das Ventil auf der der Kolbenstange abgewandten Seite des Gasf ederrohrs
angeordnet, so daß ein einfacher Zugriff von der Steuereinrichtung her möglich ist, die beispielsweise im Sattelkloben angeordnet sein kann.
Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gasfederrohr auf der dem Sattel abgewandten Seite des Führungsrohrs in diesem angeordnet und greift kolbenseitig am Trägerrohr an. Hierfür kann auf der dem Sattel abgewandten Seite am Trägerrohr eine entsprechende Buchse zur Aufnahme der Kolbenkräfte angeordnet sein.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hubstange des Gasfederrohres über einen Nippel fest mit dem Trägerrohr verbunden. Auf diese Weise werden sowohl Zug- als auch Schubkräfte vom Gasfederrohr unmittelbar auf das Trägerrohr übertragen, wobei das Gasfederrohr im Führungsrohr befestigt sein kann. Normalerweise ist auf der der Hubstange abgewandeten Seite des Gasfederrohres eine Schraubmöglichkeit vorgesehen, um letzteres am Boden des Führungsrohres festzuschrauben.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist beim Gasfederrohr koaxial in der Hubstange eine von der Hubstangenstirnseite her zugängliche Ventilstange vorgesehen, wobei im Trägerrohr eine axial mit der Ventilstange zusammen wirkende Steuerstange axial verschieblich gelagert und durch die Betätigungsvorrichtung verstellbar ist. Zur radialen Führung der Steuerstange im Trägerrohr können Seeger-Ringe dienen, die auf ensprechend vorgesehende Ringnuten der SteuerStange aufsteckbar sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil des Gasfederrohrs von der Richtung des Sattels her betätigbar. Hierdurch kann
vorteilhafterweise ein Teil der Umsetzungselemente der Steuereinrichtung im Sattelkloben angeordnet werden. Nach einer weiteren vorteilhaf ten Ausgestaltung der Erfindung weist die Betätigungsvorrichtung für das Ventilsystem einen Hebel auf , der im Bereich des Sattelklobens schwenkbar gelagert ist , so daß die Person, die die Höhenverstellung vornehmen will lediglich kurz unter den Sattel greifen muß, um beispielsweise während der Fahrt die Höhenverstellur.g durchzuführen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist d e Betätigungsvorrichtung einen Seilzug (Bowdenzug) , auf , der insbesondere von der Lenkstange aus betätigt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaf ten Ausgestaltung der Erfindung ist die 3etätigungsvorrichtung mit hydraulischen Mitteln, insbesondere zur Verstärkung sonstiger Stellgrößen ausgestattet, die rr.it dem Seilzug oder mit der mechanischen Hebeleinrichtung oder gar mit einem hydraulischen Druckübertragungs system zusammenwirken . Gemäß einer entsprechenden Ausgestaltung hierfür ist im Sattelkloben eine Stuf ensackbchrung vorhanden , in deren Abschnitt größeren Durchmessers das Trägerrohr konisch befestigt ist und deren Abschnitt kleineren Durchmessers einen Hydraulikkolben aufnimmt , welcher von Öl unter Druck beauf schlagbar ist , das über eine Anschlagbohrung im Sattelkloben zuführbar ist .
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dienen als Verdrehsicherung zwischen Führungsrohr und Trägerrohr Kugeln , die radial e inerseits in halbkugelförmigen .--usnehmungen des einen Rohrs gelagert und andererseits in längsnuten mit Halbkreisquerschnitt des anderen Rohrs geführt sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist als Verdrehsicherung zwischen Führungsrohr und Trägerrohr das Führungsrohr auf dessen Innenseite und mindestens auf der dem Sattel zugewandten Stirnseite einen Mehrkant quer schnitt auf , beispielsweise in Form einer Führungsbuchse, wobei das in der Führungsbuchse geführte Trägerrohr auf seiner Außenseite einen entsprechenden Mehrkantquerschnitt aufweist . Auf diese Weise wird das Trägerrohr mit einem Minimum an Reibwiderstand mit seinen Kanten auf der Innenfläche des Führungsrohrs geführt und durch den Mehrkant, beispielsweise der mit dem Führungsrohr verbundenen Buchse , gegen Verdrehen gesichert . Eine bevorzugte Aus führungsf orm i st hierbei der Sechseckquerschnitt. Denkbar sind jedoch auch andere Formen der Verdrehsicherung, beispielsweise mit Längswülsten, die in entsprechende Nuten greifen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind als Verdrehsicherung zwischen dem Drehs icherungsrohr und dem Trägerrohr vorhandene ineinandergreifende Längsnuten bzw. Längserhebungen vorgesehen. Hiermit wird vor allem auf möglicherweise standardmäßig vorhandene Rohre Rücksicht genommen, wie sie beispielsweise für Innenverkeilungen marktmäßig vorhanden sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Führungsrohr und Trägerrohr, bzw. Sattelkloben eine den freien Teleskopabschnitt des Trägerrohrs abdeckende Faltenbalgmanschette vorgesehen. Durch diese Manschette wird verhindert, daß Schmutz in die Führungsfläche zwischen Führungsrohr und Trägerrohr gelangen kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Federkraft in der Gasfeder verstellbar sein bzw. ganz ausgeschaltet werden kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig.l eine Sattelstütze im Längsschnitt als erstes
Ausführungsbeispiel durch einen Hebel betätigbar;
Fig.2 einen Schnitt gemäß Linie I-I in Figur 1;
Fig.3 Schnitt gemäß der Linie II-II in Figur 1;
Fig.4 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Figur 1;
Fig.5 das zweite Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, mit hydraulischer Betätigung;
Fig.6 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Figur 5;
Fig.7 einen Schnitt gemäß Linie V-V in Figur 5;
Fig.8 das Dritte Ausführungsbeispiel im Längsschnitt
Fig.9 einen Schnitt gemäß Linie VI - V in Fig. 8 und
Fig.10 einen Schnitt gemäß Linie VII - VII in Fig. 8
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist in einem Fahrradrahmen 1 ein Führungsrohr 2 eingesteckt und mit einer Hebelklemmschraube 3 in üblicher Weise festgespannt. In dem Führungsrohr 2 ist axial verankert ein Gasfederrohr 4 befestigt, dessen Hubstange 5 auf der dem
Gasfederrohr 4 abgewandten Seite mit einem Trägerrohr 6 verbunden ist. Das Trägerrohr 6 ist axial verschiebbar im Führungsrohr 2 gelagert und über Kugeln 7 gegenüber jenem gegen Verdrehen gesichert.
Wie besonders Figur 2 entnehmbar ist, sind diese Kugeln 7 in in der Mantelfläche des Trägerrohrs 6 angeordneten halbkugelförmigen Ausnehmungen 8 gelagert und in in der Innenwand des Führungsrohrs 2 vorgesehenen Längsnuten 9 halbkreisförmigen Querschnitts geführt. Hierdurch ist das Trägerrohr 6 im Führungsrohr 2 axial verschiebbar und gleichzeitig gegen Verdrehen gesichert. Dies ist deshalb notwendig, weil auf dem Trägerrohr 6 über einen Sattel¬ kloben 11 der nicht dargestellte Sattel befestigt ist, der üblicherweise nicht gegenüber dem Fahrradrahmen 1 verdrehbar sein soll, es sei denn, es handelt sich um die Voreinstellung des Sattels, wobei dieser allerdings durch Verdrehen des Führungsrohrs im Rahmen 1 vorgenommen wird, bevor dann über die Drehklemmschraube das Führungsrohr festgespannt wird. In Figur 3 sind die Längsnuten 9 im Führungsrohr 2 leichter zu erkennen, da bei der in Figur 1 gezeigten Einstellung der Sattelstütze die Hubstange 5 und damit das Trägerrohr 6 fast vollständig ausgefahren ist. In Figur 4 ist der Schnitt auch durch das Gasfederrohr 4 gezeigt, wobei allerdings der innere Aufbau dieses Gasfederrohrs nicht gezeigt, sondern vielmehr lediglich nur als Schraffur dargestellt ist.
Die Höhenverstellung des Sattels erfolgt über ein in dem Gasfederrohr 4 angeordneten Ventil, welches über eine Ventilstange 12 steuerbar ist, die koaxial in der Hubstange 5 gelagert ist (Figur 3) und über eine Steuerstange 13 und einen im Sattelkloben 11 gelagerten Hebel 14 betätigbar ist. Sobald über den Hebel 14 und die Steuerstange 13 die Ventilstange 12 nach unten geschoben wird, werden im Gasfederrohr 4 zwei Gasräume miteinander verbunden, so daß
der dort befindliche trennende Kolben durch die Hubstange 5 verschiebbar ist. Aus der dargestellten Endlage kann somit der Sattel wieder nach unten geschoben werden, bevor dann nach Loslassen des Hebels 14 das Ventil im Gasfederrohr 4 sperrt und die eingestellte Lage arretiert wird. Aufgrund der bezeichnenden Funktion der Gasfeder federt der Sattel nach oben oder unten jeweils von dieser eingestellten Lage aus. Sobald das Ventil geöffnet wird, drückt die Hubstange 5 aufgrund der solchen Gasfederrohren eingegebenen Funktion den Sattel nach oben, bzw. aufgrund von äußerer Kraft bzw. Gewicht kann die Hubstange 5 entsprechend in das Gasfederrohr 4 eingeschoben werden beim gleichzeitigen Absenken des Sattels.
Bei dem zweiten in den Figuren 5 bis 7 und dem dritten in den Figuren 8 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind einzelne Bauteile anders gestaltet, weshalb funktionsgleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen von Figur 1 - 3 jedoch jeweils um die Zahl 100 bzw. 200erhöht bezeichnet werden. Auch ist der Fahrradrahmen in Figur 5 nicht angedeutet, das Führungsrohr 102 wird jedoch in gleicher Weise im Fahrradrahmen eingespannt wie das Führungsrohr 2 in Figur 1 bzw. 202 in Fig. 8.
Das Gasfederrohr 104 ist über eine Schraube 15 am Boden 16 des Führungsrohrs 102 befestigt. Die Hubstange 105 ist bei dieser Darstellung kaum zu erkennen, da sie nahezu vollständig in das Gasfederrohr 104 eingefahren ist. Die Hubstange 105 ist hier über einen Schraubnippel 17 fest mit dem Trägerrohr 106 verschraubt. Die Ventilstange 112 wird durch eine Steuerstange 113 betätigt, an deren der Ventilstange 112 abgewandten, Seite ein Hydraulikkolben 18 angeordnet ist, der in einer Sackbohrung 19 von Hydrauliköl beaufschlagbar ist, welches über eine Zuführbohrung 21 zugeleitet wird. Radial ist die Steuerstange 113 über Federringe 22 an der Innenwand des Trägerrohrs 106 geführt,
welche auf entsprechende Ringnuten in der Mantelfläche der Steuerstange 113 aufschiebbar sind. Der Satteikloben 111 ist, wie im ersten. Ausführungsbeispiel, über einen Konus auf dem Ende des Trägerrohrs 106 festgekeilt .
Als Verdrehsicherung dient hier eine Führungsbuchse 23 , die am Ende des Führungsrohrs 102 befestigt isr und eine sechseckige Innenausnehmung 24 aufweist . In dieser Innenausnehmung 24 ist mit wenig Spiel das mit seinen Außenabmessungen ebenfalls sechseckig ausgeführte Trägerrohr 106 geführt , das in seinem unteren Abschnitt mit seinen Kanten auf der Innenwand des Führungsrohrs 102 gleitet.
Die Führungsbuchse und das Trägerrohr können auch andere geeignete Querschnitte zur Verdrehsicherung aufweisen.
Zwischen dem zylindrischen Abschnitt des Sattelklobens 111 und der Führungsbuchse 23 ist eine Faltenbalgmanschette 25 angeordnet . Im übrigen arbeitet dieses zweite Ausführungsbeispiel wie das erste, abgesehen von der Betätigungsvorrichtung, die hier hydraulisch erfolgt .
Bei dem in Figur 8 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel sind wiederrum für die gleichen Bezugs zahlen die wiederrum gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel um 100 erhöhten Bezugs zahlen verwendet .
Im Gegensatz zu den ersten zwei Ausführungsbeispielen ist hier das Gasfederrohr 204 umgekehrt, also im Stützrohr 206 angeordnet. Zur Arretierung dient ein Klemmring 26 , die Hubstange 206 ist am Boden ist am Boden 16 des Führungsrohrs 202 über Muttern 27 befestigt . Eine eingebaute Gummischeibe 28 dient als Endlagendämpfung. Die Ventilstange 212 ist hier auf der der Hubstange 206 abgewandten Seite des Gasfederrohrs 204 angeordnet und wirkt direkt mit dem
Hydraulikkolben 18 im Sattelkloben 211 zusammen. Im übrigen arbeit diese Sattelstütze so wie die vorher beschriebenen. Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste