DE202017007739U1

DE202017007739U1 - Einstellbare Sattelstütze

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Publication number: DE202017007739U1
Application number: DE202017007739.6U
Authority: DE
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2025-09-10
Anticipated expiration: 2027-12-29
Also published as: US10807667B2; CN111806601A; EP3345817B1; US10358180B2; CN108297982B; TW202600395A; TW202434473A; EP3653479A1; TW201829239A; EP3495253A1; DE102017223836A1; US12162554B2; EP3345817A1; TWI891371B; TWI865871B; TWI674213B; TW202434472A; EP3653479B1; US11738817B2; TWI883960B

Abstract

Sattelstützenanordnung für ein Fahrrad, wobei die Sattelstützenanordnung umfasst:
ein erstes Rohr, welches ein erstes distales Ende aufweist;
ein zweites Rohr, welches ein zweites distales Ende aufweist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr relativ zueinander beweglich sind, um einen Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende entlang einer Rohrachse zu schaffen;
eine erste Druckkammer;
eine zweite Druckkammer;
einen Strömungspfad, der die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer verbindet;
ein Ventil, das entlang des Strömungspfades angeordnet und dazu eingerichtet ist, sich zwischen einer geschlossenen Position, welche den Strömungspfad verschließt, und einer geöffneten Position, welche den Strömungspfad öffnet, zu bewegen;
eine Antriebskomponente, um das Ventil zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position zu betätigen;
einen Anschlag, der dazu eingerichtet ist, das Ventil zu berühren, wobei die Antriebskomponente dazu eingerichtet ist, sich nicht mehr zu bewegen, wenn der Anschlag das Ventil berührt;
ein Höheneinstellsystem zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende;
eine Abdeckung zum Abdecken des Höheneinstellsystems; und
einen Batteriepack, welcher eine Batterie und eine Batteriehülle umfasst, wobei der Batteriepack eine Leistung zum Betreiben des Höheneinstellsystems bereitstellt, wobei der Batteriepack abnehmbar an der Abdeckung angebracht ist.

Description

HINTERGRUND
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Sitze für Fahrräder und insbesondere eine einstellbare Sattelstützenanordnung für einen Fahrradsitz.
BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDES DER TECHNIK
Fahrräder sind dafür bekannt, einen Sitz oder einen Sattel aufzuweisen, um einen Fahrer in einer Sitzposition zu stützen. Die Position des Sattels ist ferner an den meisten Fahrrädern auf irgendeine Weise einstellbar. Der Sattel kann einstellbar sein, sodass ein vorgegebenes Fahrrad dazu eingerichtet sein kann, verschiedene Fahrer verschiedener Größen aufzunehmen. Der Sattel kann ferner einstellbar sein, um es einem vorgegebenen Fahrer zu gestatten, die Sattelposition an einem spezifischen Fahrrad festzusetzen oder zurückzusetzen, um an verschiedene Fahrbedingungen angepasst zu sein.
In einem Beispiel kann ein Fahrrad eine höheneinstellbare Sattelstützenanordnung aufweisen. Somit kann die Höhe des Sattels relativ zu einem Rahmen des Fahrrads selektiv eingestellt werden. Das typische Fahrrad weist einen Sattel auf, welcher an einer Stütze montiert ist, die mechanisch an einem Rohr des Fahrradrahmens eingeklemmt ist. Wenn die Klemmvorrichtung gelöst ist, können der Sattel und die Stütze nach oben und nach unten geschoben werden, um die Höhe des Sattels einzustellen. An moderneren und High-End-Fahrrädern kann jedoch die Sattelstütze höheneinstellbar während des Fahrens des Fahrrads sein, indem eine Art hydraulischer Assistenzmechanismus eingesetzt wird. Beispielsweise hat der Bevollmächtigte der vorliegenden Offenbarung eine Reihe von manuell betätigten hydraulisch höheneinstellbaren oder „Dropper“-Sattelstützen entwickelt. Diese Produkte sind bekannt als RockShox® Reverb™ und Reverb Stealth™ von SRAM LLC. Die RockShox® Sattelstützen verwenden eine hydraulische Druckdifferenz innerhalb der Stütze und erfordern eine manuelle Betätigung, um die Sattelstützenhöhe einzustellen.
Andere haben ebenfalls verschiedene Versionen von Stützen vom Dropper-Typ entwickelt. Ein Produkt kann ANT+ Drahtloskommunikationstechnologie verwenden, um es dem Fahrer zu gestatten, die Sattelhöhe drahtlos einzustellen. Derzeit verfügbare Produkte weisen wenigstens teilweise bedingt durch die Gestaltung ihrer inneren Fluidströmungskomponenten eine sehr langsame Reaktionszeit auf. Ferner sind die Batterien nicht sehr robust und erfordern teilweise aufgrund der relativ hohen Kraft, welche erforderlich ist, um ein Ventil der Strömungskomponenten zu öffnen und zu schließen, ein häufiges Wiederaufladen.
Ferner sind ebenfalls einige Fahrrad-Sattelstützen bekannt, die Mechanismen an dem oberen Ende der Sattelstütze umfassen, die ein Einstellen der Vorne-Hinten-Position gestatten und/oder gestatten, dass der Neigungswinkel des Sattels oder des Sitzes einstellbar ist. Fahrradsattelklemmvorrichtungen, die einen einzelnen Querbolzen verwenden, um einen Fahrradsattel an der Sattelstütze festzuklemmen, sind in der Branche bekannt. Allerdings sind diese Arten von Klemmvorrichtungen üblicherweise auf Reibung angewiesen, um den Sattel in der ausgewählten Position zu halten. Somit ist diese Art der Gestaltung dafür bekannt, dass der Sattel unter hohen Lasten verrutschen kann, was zu einem Verlust der gewählten oder gewünschten Sattelposition führt.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Beispiel gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Sattelstützenanordnung für ein Fahrrad ein erstes Rohr, welches ein erstes distales Ende aufweist, und ein zweites Rohr, welches ein zweites distales Ende aufweist. Das erste Rohr und das zweite Rohr sind relativ zueinander beweglich, um einen Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende entlang einer Rohrachse zu schaffen. Eine erste Druckkammer weist einen Lastdruck auf, welcher proportional zu einer Last ist, welche entlang der Rohrachse aufgebracht wird. Eine zweite Druckkammer weist einen zweiten Druck auf, welcher nicht proportional zu der Last ist. Ein Strömungspfad verbindet die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer. Ein Ventil weist einen Isolator auf, welcher entlang des Strömungspfades angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, sich zwischen einer geschlossenen Position, welche den Strömungspfad verschließt, und einer geöffneten Position zu bewegen, welche den Strömungspfad zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer öffnet. Der Isolator ist dazu eingerichtet, jede resultierende Kraft aufzuheben, welche durch den Lastdruck der ersten Druckkammer erzeugt wird, welcher auf den Isolator wirkt.
In einem Beispiel kann sich der Isolator zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position entlang einer Isolierungsachse bewegen.
In einem Beispiel kann der zweite Druck ein voreingestellter Druck sein. Eine Isolierungskraft kann durch den voreingestellten Druck in der zweiten Druckkammer erzeugt werden, wodurch die Isolierungskraft auf ein distales Ende des Isolators wirken kann.
In einem Beispiel kann der Isolator in der geschlossenen Position gegen einen Ventilsitz durch die Isolierungskraft vorgespannt sein, welche durch den voreingestellten Druck in der zweiten Druckkammer erzeugt werden kann, welcher auf den Isolator wirkt.
In einem Beispiel kann eine Lastkraft, welche durch den Lastdruck in der ersten Druckkammer erzeugt werden kann, auf einen Zwischenabschnitt des Isolators wirken.
In einem Beispiel kann der Zwischenabschnitt des Isolators gegenüberliegende Oberflächenbereiche in einer Richtung entlang einer Achse des Isolators umfassen.
In einem Beispiel kann eine Lastkraft, welche durch den Lastdruck in der ersten Druckkammer erzeugt werden kann, auf den Isolator wirken, sodass die Lastkraft entlang einer Isolierungsachse ausgeglichen sein kann.
In einem Beispiel kann eine Lastkraft durch den Lastdruck in der ersten Druckkammer erzeugt werden, wodurch die Lastkraft durch gegenüberliegende Oberflächenbereiche an dem Isolator entlang einer Isolierungssachse ausgeglichen sein kann.
In einem Beispiel kann eine Betätigungsachse des Isolators nicht parallel zu der Rohrachse sein.
In einem Beispiel kann die Betätigungsachse lotrecht zu der Rohrachse sein.
In einem Beispiel kann eine Betätigungskraft erforderlich sein, um das Ventil unter einer größeren Last zu betätigen, die auf das zweite distale Ende des zweiten Rohres aufgebracht wird. Die Betätigungskraft kann geringer als die Betätigungskraft sein, welche erforderlich ist, um das Ventil unter einer kleineren Last zu betätigen, die auf das zweite distale Ende des zweiten Rohres aufgebracht wird.
In einem Beispiel kann der Isolator in der geschlossenen Position vorgespannt verschlossen durch eine Fluidschließkraft sein, welche auf den Isolator wirkt und durch den zweiten Druck erzeugt wird. Die Fluidschließkraft kann größer als eine Fluidöffnungskraft sein, welche auf den Isolator wirkt und durch den Lastdruck erzeugt wird, wodurch der Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende aufrechterhalten wird. In der geöffneten Position kann der Isolator entgegen der Fluidschließkraft durch eine Kombination der Fluidöffnungskraft und einer Betätigungskraft geöffnet werden, die auf den Isolator wirkt, wodurch Fluid zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer über den Strömungspfad ausgetauscht werden kann und wodurch der Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende eingestellt werden kann.
In einem Beispiel kann das erste Rohr einen Innendurchmesser aufweisen und das zweite Rohr einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Innendurchmesser, sodass das zweite Rohr teleskopisch verschiebbar entlang der Rohrachse ist, um das zweite Rohr relativ zu dem ersten Rohr auszufahren und einzufahren, um den Abstand zwischen dem zweiten distalen Ende und dem ersten distalen Ende einzustellen.
In einem Beispiel kann die Sattelstützenanordnung ein erstes Fluidreservoir umfassen, welches die erste Druckkammer, die zweite Druckkammer und den Strömungspfad umfasst.
In einem Beispiel kann der Isolator mit gegenüberliegenden Oberflächen eingerichtet sein, sodass eine Fluidöffnungskraft, welche auf eine Oberfläche der gegenüberliegenden Oberflächen wirkt, durch eine Fluidschließkraft ausgeglichen wird, welche auf eine andere Oberfläche der gegenüberliegenden Oberflächen wirkt, die der einen Oberfläche gegenüberliegt. Die Fluidöffnungskraft und die Fluidschließkraft können entlang einer Achse des Isolators wirken.
In einem Beispiel gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Sattelstütze für ein Fahrrad ein erstes Rohr, welches ein erstes distales Ende aufweist, und ein zweites Rohr, welches ein zweites distales Ende aufweist. Das erste Rohr und das zweite Rohr sind relativ zueinander entlang einer Rohrachse beweglich, um eine Höhe eines Befestigungsabschnitts einer Sattelstütze zum Befestigen eines Fahrradsattels zu schaffen. Der Befestigungsabschnitt ist an dem zweiten distalen Ende getragen. Ein Batteriepack umfasst eine Batterie und ein Batteriegehäuse. Das Batteriegehäuse ist zur lösbaren Befestigung an dem Befestigungsabschnitt eingerichtet und dazu eingerichtet, eine Leistung zum Betreiben eines Höheneinstellsystems der Sattelstütze bereitzustellen.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem ein Ventil umfassen, welches zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position betriebsfähig sein kann, um jeweils selektiv eine Einstellung der Höhe der Sattelstütze zuzulassen und zu verhindern.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem einen Drahtlosaktuator umfassen, welcher entfernt von dem Ventil und dem Batteriepack positioniert sein kann. Der Drahtlosaktuator kann betriebsfähig sein, um das Ventil selektiv zu betreiben.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem eine Entlüftungsöffnung umfassen, die sich selektiv zu einer Fluiddruckkammer öffnen kann.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem einen Motor umfassen, welcher betriebsfähig mit dem Batteriepack gekoppelt sein kann und welcher in einem ersten Radialabstand von einer Rohrachse der Sattelstütze angeordnet sein kann. Der erste Radialabstand kann größer als ein zweiter Radialabstand von der Rohrachse zu einer äußeren Wand des zweiten Rohres der Sattelstütze sein.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem ein Ventil umfassen, welches einen Isolator umfassen kann, welcher entlang eines Strömungspfades angeordnet ist, und dazu eingerichtet sein kann, sich zwischen einem geschlossenen Zustand, welcher den Strömungspfad verschließt, und einem geöffneten Zustand zu bewegen, welcher den Strömungspfad zwischen einer Lastdruckkammer und einer Kammer mit voreingestelltem Druck öffnet. Das System kann ferner eine Antriebseinrichtung umfassen, welche eine exzentrische Lageroberfläche aufweisen kann, welche dazu eingerichtet ist, ein distales Ende des Isolators zu berühren, um das Ventil zu betätigen.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem eine Ventilantriebseinrichtung umfassen, welche ein Lager aufweisen kann, welches an einer exzentrischen Lageroberfläche befestigt ist. Das Lager kann einen Innenlaufring aufweisen, welcher mit der exzentrischen Lageroberfläche in Berührung steht, und einen Außenlaufring aufweisen, welcher den Isolator berührt.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem eine Ventilantriebseinrichtung umfassen, welche ein Lager aufweisen kann, welches an einer exzentrischen Lageroberfläche befestigt ist. Das Lager kann ein Kugellager sein und einen Innenlaufring, welcher mit der exzentrischen Lageroberfläche in Berührung steht, und einen Außenlaufring aufweisen, welcher den Isolator berührt.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem einen Drahtlosaktuator umfassen, welcher entfernt von einem Ventil, einem Motor und einer Leiterplatte positioniert ist, welche dazu eingerichtet sein kann, den Motor als Reaktion auf Signale zu betreiben, welche von dem Drahtlosaktuator empfangen werden.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem einen Motor umfassen, welcher an dem zweiten distalen Ende des zweiten Rohres positioniert sein kann.
In einem Beispiel kann das Höheneinstellsystem einen Motor umfassen, welcher an oder in dem Befestigungsabschnitt getragen sein kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figurenzeichnungen ersichtlich werden, in welchen:

1 eine Seitenansicht eines Beispiels eines Fahrrades zeigt, welches mit einer Sattelstützenanordnung ausgestattet sein kann, die gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert ist.
2 eine Seitenansicht einer Sattelstützenanordnung mit einem daran installierten Sattel zeigt, welche gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert ist.
3A die Sattelstützenanordnung von 2 in einer vollständig angehobenen oder ausgefahrenen Position zeigt.
3B die Sattelstützenanordnung von 2 in einer vollständig abgesenkten oder heruntergelassenen Position zeigt.
4A eine vertikale Querschnittsansicht der Sattelstützenanordnung von 3A zeigt.
4B eine vertikale Querschnittsansicht der Sattelstützenanordnung von 3B zeigt.
5A eine vertikale Querschnittsansicht wie in 4A und 4B, jedoch mit der Sattelstützenanordnung in einer Zwischenposition oder einer teilweise ausgefahrenen Position zeigt.
5B eine vergrößerte Detailansicht eines Zentralabschnitts der Sattelstütze wie in der Mitte von 5A dargestellt zeigt.
6A eine vergrößerte Detailansicht in einem Querschnitt eines Elektronikmoduls zeigt, welches an dem oberen Ende der Sattelstützenanordnung von 4A und 5A angeordnet ist.
6B das Elektronikmodul von 6A zeigt und mehrere Querschnittslinien darstellt, welche für zusätzliche Ansichten verwendet werden.
7A eine vergrößerte Detailansicht des Elektronikmoduls von 4A zeigt und einen Nocken und eine Ventilanordnung in einer geschlossenen Position darstellt.
7B das Elektronikmodul von 7A zeigt, den Nocken und die Ventilanordnung jedoch in einer geöffneten Position darstellt.
8 einen Ventilkörper oder Ventilkegel der Ventilanordnung zeigt, welche in 7A und 7B dargestellt ist.
9A eine Querschnittsansicht entlang einer Linie 9-9 des Elektronikmoduls von 6B zeigt und den Nocken und die Ventilanordnung in der geschlossenen Position von 7A zeigt.
9B das Elektronikmodul von 9A, jedoch mit dem Nocken und der Ventilanordnung in der geöffneten Position von 7B zeigt.
10 eine hintere perspektivische Ansicht des Elektronikmoduls aus 6A mit einer entfernten Abdeckung und einer entfernten Batterie zeigt.
11A-C verschiedene Ansichten der Nocke und eines Fotounterbrechers des Elektronikmoduls zeigen, welches in 7A und 9A dargestellt ist.
12A-C verschiedene Ansichten eines Getriebemotors des Elektronikmoduls zeigen, welches in 7A und 7B dargestellt ist.
13A und 13B eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Motorhalteklammer des Elektronikmoduls, wie in 6A dargestellt, zeigen.
14 eine Querschnittsansicht entlang Linie 14-14 des Elektronikmoduls aus 6B und die Motorhalteklammer aus 13A und 13B zeigt.
15 eine Querschnittsansicht entlang Linie 15-15 des Elektronikmoduls aus 6B und einen AN/AUS-Knopf und eine LED zeigt.
16 eine Querschnittsansicht entlang Linie 16-16 des Elektronikmoduls aus 6B und Pogo-Stifte davon zeigt.
17 eine hintere perspektivische Ansicht des Elektronikmoduls aus 6A mit einer entfernten Batterie zeigt.
18A eine vergrößerte Detail-Querschnittsansicht des Elektronikmoduls in 4A zeigt und eine installierte Batterie und eine Batterieverriegelung in einer verriegelten Position darstellt.
18B das Elektronikmodul von 18A zeigt, jedoch die Batterieverriegelung in einer entriegelten Position und die Batterie teilweise entfernt darstellt.
18C das Elektronikmodul von 18B zeigt, jedoch mit vollständig entfernter Batterie wie in 17.
19 eine Vorderansicht des oberen Endes der Sattelstützenanordnung ist, wobei diese Montageschrauben für die Batterieabdeckung des Elektronikmoduls aus 6A darstellt.
20 eine perspektivische Ansicht eines alternativen Beispiels eines Nockens für die Sattelstützenanordnung zeigt und gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
21 eine perspektivische Ansicht eines alternativen Beispiels eines Nockenlagergehäuses für die Sattelstützenanordnung zeigt und gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
22A-22C eine Querschnittsansicht durch einen Sattelstützenkopf zeigen, der ähnlich zu dem ist, welcher in 9A und 9B dargestellt ist, jedoch derart modifiziert ist, dass er den Nocken aus 20 und das Lagergehäuse aus 21 umfasst.
23 eine teilweise Explosionsansicht des Kopfes der Sattelstützenanordnung aus 2 zeigt und gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert ist.
24 eine Querschnittsansicht entlang Linie 24-24 des Sattelstützenkopfes aus 2 zeigt.
25 eine Querschnittsansicht entlang Linie 25-25 des Sattelstützenkopfes aus 6B zeigt und die Sattelmontage und die Neigungseinstellungshardware darstellt.
26A-26C zum Teil Querschnittsansichten entlang Linie 26-26 des Sattelstützenkopfes aus 25 zeigen, die jedoch ferner den oberen Abschnitt der Sattelstützenanordnung und den in 2 dargestellten Sattel umfassen und den Sattel in verschiedenen Lagen der Neigungseinstellung darstellen.
27A-27C jeweils vergrößerte Detailansichten des Sattelstützenkopfes aus 26A-26C zeigen.
28 eine Seitenansicht eines anderen Beispiels eines Abschnitts einer Sattelstützenanordnung mit einem daran installierten Sattel zeigen, welche gemäß den Lehren dieser Offenbarung konstruiert ist.
29 eine vertikale Querschnittsansicht der Sattelstützenanordnung aus 28 zeigt.
30 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sattelstützenanordnung zeigt.
31 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sattelstützenanordnung zeigt.
32 ein Blockdiagramm des Elektronikabschnitts der Sattelstützenanordnung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die offenbarte Sattelstützenanordnung löst oder verbessert die obengenannten und/oder andere Probleme und Nachteile mit bestehenden und älteren bekannten Sattelstützenanordnungen. Die offenbarte Sattelstützenanordnung stellt eine Sattelstütze bereit, die elektrisch höhenverstellbar ist. Die offenbarte Sattelstützenanordnung umfasst ein Elektronikmodul, das unter dem Sitz oder dem Sattel getragen wird. Die offenbarte Sattelstützenanordnung umfasst eine leicht zugängliche und ersetzbare Leistungsversorgung, wie zum Beispiel eine Batterie oder einen Batteriepack, welche/welcher sich ebenfalls unter dem Sattel befindet. Die offenbarte Sattelstützenanordnung ist derart eingerichtet, dass nur eine minimale Energie und/oder Kraft erforderlich ist, um ein Ventil der Anordnung zu öffnen und zu schließen, wodurch die Energie und/oder die Kraft, welche erforderlich ist, um die Sattelhöhe einzustellen, reduziert wird. Sowohl die Ventilöffnungskraft als auch die Ventilschließkraft und die Batterieladung, welche erforderlich sind, um die Anordnung zu betreiben, werden signifikant reduziert.
Die offenbarte Sattelstützenanordnung löst oder verbessert ferner das Problem, einen ausgewählten Sattelneigungswinkel halten zu können. Die offenbarte Sattelstützenanordnung umfasst die Ergänzung von zusätzlichen Strukturelementen, welche die Sitz- oder die Sattelklemmvorrichtung zwangsläufig in einer Position halten, um ein Verrutschen derselben zu verhindern. Die offenbarte Sattelstützenanordnung weist ferner den zusätzlichen Nutzen eines Bereitstellens eines geeigneten Mechanismus und eines Vorgehens für einen Benutzer auf, um die Vorne-Hinten- und die Winkelposition oder den Neigungswinkel des Sattels während einer Installation feineinzustellen. Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung erschließen sich dem Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung.
Nun auf die Zeichnungen bezugnehmend, veranschaulicht 1 ein Beispiel eines durch Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugs, an welchem die offenbarte Sattelstützenanordnung umgesetzt sein kann. In diesem Beispiel ist das Fahrzeug ein möglicher Typ eines Fahrrads 50, zum Beispiel ein Mountainbike. Das Fahrrad 50 weist einen Rahmen 52, einen Lenker 54 in der Nähe eines vorderen Ende des Rahmens und einen Sitz oder einen Sattel 56 auf, um einen Fahrer über einem oberen Ende des Rahmens zu stützen. Das Fahrrad 50 weist ferner ein erstes oder ein vorderes Rad 58 auf, welches durch eine Vordergabel 60 des Rahmens 52 getragen wird und das vordere Ende des Rahmens stützt. Das Fahrrad 50 weist ferner ein zweites oder ein hinteres Rad 62 auf, welches ein hinteres Ende des Rahmens 52 stützt. Das hintere Ende des Rahmens 52 kann durch eine hintere Aufhängungskomponente 67 gestützt sein. Das Fahrrad 50 weist ferner einen Antriebsstrang 64 mit einer Kurbelanordnung 66 auf, die über eine Kette 68 mit einer hinteren Kassette 70 in der Nähe einer Rotationsachse des hinteren Rades 62 betriebsfähig gekoppelt ist. In diesem Beispiel ist der Sattel 56 an einer Sattelstützenanordnung 80 gestützt, welche gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist.
Während das Fahrrad 50, welches in 1 dargestellt ist, ein Mountainbike ist, kann die Sattelstützenanordnung 80, einschließlich der hierin offenbarten spezifischen Ausführungsbeispiele und Beispiele sowie alternativer Ausführungsbeispiele und Beispiele, auch an anderen Typen von Fahrrädern umgesetzt werden. Zum Beispiel kann die offenbarte Sattelstützenanordnung 80 an Straßenfahrrädern sowie Fahrrädern mit mechanischen (z. B. seilartigen, hydraulischen, pneumatischen, etc.) und nicht mechanischen (z. B. verdrahteten und drahtlosen) Antriebssystemen verwendet werden. Die offenbarte Sattelstützenanordnung 80 kann ferner an anderen Typen von zwei-, drei- und vierrädrigen durch Menschenkraft angetriebenen Fahrzeugen umgesetzt werden.
Vor diesem Hintergrund und Bezug nehmend auf 2 ist der Sattel 56 an dem oberen Ende der Sattelstützenanordnung 80 befestigt und getragen. Unter Bezugnahme auf 2, 3A und 3B weist die offenbarte Sattelstützenanordnung 80 ein erstes oder unteres Stützensegment, d. h. ein unteres Rohr 82, und ein zweites oder oberes Stützensegment, d. h. ein oberes Rohr 84, auf. Die beiden Rohre 82, 84 sind relativ zueinander beweglich, um eine Höhe des Sattels 56 relativ zu dem Rahmen 52 zu schaffen. In diesem Beispiel weist das untere Rohr 82 ein erstes distales Ende 86 auf, welches ein unteres Ende der Sattelstützenanordnung definiert. Das obere Rohr 84 weist ein zweites oder oberes distales Ende 88 auf, welches ein oberes Ende der Sattelstützenanordnung 80 definiert. In einem Beispiel kann das untere distale Ende 86 aufgenommen und eingeklemmt sein oder andernfalls in einem Rahmenrohr 89 (siehe 1) des Rahmens 52 in konventioneller Weise gesichert sein. Somit kann das untere Rohr 82 relativ zu dem Rahmen 52 während einer Benutzung fixiert sein und kann das obere Rohr 84 verschiebbar und teleskopisch in dem unteren Rohr 82 aufgenommen sein. Das obere Rohr 84 kann sich teleskopisch entlang einer Rohrachse T relativ zu dem unteren Rohr 82 verschieben, um entsprechend einen Abstand zwischen dem zweiten distalen Ende 88 und dem ersten distalen Ende 86 zu schaffen. 3A veranschaulicht das obere Rohr 84.
Wie in den 2, 3A und 3B dargestellt, ist ferner ein Kopf 90 an dem oberen Ende der Sattelstützenanordnung, d. h. an dem zweiten distalen Ende 88 des oberen Rohres 84 fixiert. In dem offenbarten Beispiel stellt der Kopf 90 drei verschiedene Funktionen bereit. Erstens ist der Kopf 90 derart eingerichtet, dass er ein Elektronikmodul 92 umfasst, welches wichtige Funktionen für das Sitzhöheneinstellungs-Merkmal der offenbarten Sattelstützenanordnung 80 bereitstellt, wie nachstehend beschrieben. Zweitens ist der Sattel 56 an den Kopf 90 montiert und durch diesen getragen, um den Sattel an der Sattelstützenanordnung 80 zu befestigen. Drittens ist der Kopf 90 derart eingerichtet, dass er einen Sattelklemmmechanismus 94 bereitstellt, welcher die Merkmale der Sattel-Vorne-Hinten- und Winkeleinstellung bereitstellt, welche ebenfalls nachstehend beschrieben werden.
Bezugnehmend auf 3A und 4A kann die Sattelstützenanordnung 80 in einer vollständig ausgefahrenen Position positioniert sein, wobei das obere Rohr 84 relativ zu dem unteren Rohr 82 in seinem vollem Ausmaß nach oben ausgefahren ist. Bezugnehmend auf 3B und 4B kann die Sattelstützenanordnung 80 gleichermaßen in einer vollständig eingefahrenen oder kontrahierten Position sein, wobei das obere Rohr 84 in vollem Ausmaß in das untere Rohr 82 eingefahren ist. Ein Anheben oder Absenken des oberen Rohres 84 relativ zu dem unteren Rohr 82 hebt oder senkt den Sitz oder den Sattel 56 relativ zu dem Rahmen 52. Die Sattelstützenanordnung 80 kann ferner in einer beliebigen Anzahl von Zwischenpositionen, wie zum Beispiel in 5A dargestellt, zwischen der vollständig ausgefahrenen und der vollständig kontrahierten Position gemäß dem Wunsch des Fahrers positioniert sein.
Wie die Höhe der Sattelstützenanordnung 80 eingestellt wird, wird nun nachstehend beschrieben. Zum Zwecke der Beschreibung der Konstruktion und des Betriebs der Sattelstützenanordnung 80 ist es hilfreich, die Sattelstützenanordnung über zwei unterschiedliche Abschnitte, einen Hydraulikabschnitt und einen Elektronikabschnitt zu beschreiben.
Hydraulikabschnitt
Im Allgemeinen weist der Hydraulikabschnitt der Sattelstützenanordnung 80 zwei Drucksysteme auf, welche ein Hydrauliksystem und ein Pneumatiksystem umfassen. Bezugnehmend auf 4A, 4B, 5A, 5B, 6A und 6B ist ein inkompressibles Fluid wie zum Beispiel ein Mineralöl innerhalb des Hydrauliksystems enthalten, welches zwei Hydraulikvolumen oder Druckkammern umfasst. Diese Volumen umfassen eine erste Druckkammer 100 und eine zweite Druckkammer 102, welche innerhalb des Kopfes 90 und des oberen Rohres 84 definiert sind. Um die beiden Druckkammern 100 und 102 vollständig verstehen und nachvollziehen zu können, werden nun spezifische Details des Kopfes 90 und des oberen Rohres 84 beschrieben.
Der Kopf 90 umfasst einen Hydraulikfluidraum, welcher nachstehend genauer definiert wird, und eine Bohrung 104, welche in Kommunikationsverbindung zwischen der Außenseite des Kopfes und dem Hydraulikfluidraum steht. Ein Einsatz 106 ist schraubbar in die Bohrung 104 des Kopfes 90 eingesetzt. Der Einsatz 106 definiert eine Entlüftungsöffnung 107 zwischen dem Hydraulikfluidraum und dem Äußeren des Kopfes 90 durch den Einsatz hindurch. Eine Dichtung oder ein O-Ring 108 ist in einer Nut 110 enthalten, welche in einer Wand des Kopfes 90 ausgebildet ist.
Der O-Ring 108 erzeugt eine Abdichtung zwischen dem Einsatz 106 und der Wand der Bohrung 104 in dem Kopf 90. Eine Entlüftungsschraube 112 ist schraubbar in der Entlüftungsöffnung 107 des Einsatzes 106 aufgenommen. Ein weiterer O-Ring 114 ist in einem Sitz 115 enthalten, welcher zwischen der Entlüftungsschraube 112 und dem Einsatz 106 ausgebildet ist. Der O-Ring 114 dichtet die Entlüftungsöffnung 107 ab, wenn die Entlüftungsschraube angezogen ist. Die Entlüftungsöffnung 107 kann bei Bedarf durch Lösen der Entlüftungsschraube 112 geöffnet werden.
Wie bestens in 6A und 6B veranschaulicht, ist das zweite distale Ende 88 des oberen Rohres an einen Vorsprung 116 angeschraubt, der von dem Boden des Kopfes 90 hervorsteht. Ein weiterer O-Ring 118 ist innerhalb einer Nut 120 enthalten, welche über den Umfang des Vorsprungs 116 ausgebildet ist. Der O-Ring 118 erzeugt eine Abdichtung zwischen dem Vorsprung 116 und dem oberen Rohr 84. Ein abgestufter zweiter Vorsprung 122 mit kleinerem Durchmesser steht von dem freien Ende des Vorsprungs 116 hervor und befindet sich innerhalb des oberen Rohres 84. Ein Kolbenzylinder 124 ist an dem zweiten Vorsprung 122 befestigt. Ein weiterer O-Ring 126 ist innerhalb einer Nut 128 enthalten, welche über den Umfang des zweiten Vorsprungs 122 ausgebildet ist, um eine Abdichtung zwischen dem zweiten Vorsprung und dem Kolbenzylinder 124 auszubilden. Der Kolbenzylinder 124 ist konzentrisch innerhalb des oberen Rohres 84 angeordnet, und sein oberes Ende sitzt an der Fläche des Vorsprungs 116 auf. Der Kolbenzylinder 124 kann auf den zweiten Vorsprung 122 aufgeschraubt sein oder einfach in einem Presssitz auf den zweiten Vorsprung aufgebracht sein und darauf mittels Reibung und durch die angeordnete Struktur der Sattelstützenanordnung 80 festgehalten werden.
Bezugnehmend auf 5A und 5B befindet sich ein Schwimmkolben 130 in dem Umfangsraum zwischen einer inneren Oberfläche des oberen Rohre 84 und einer äußeren Oberfläche des Kolbenzylinders 124. Der Schwimmkolben 130 ist ringförmig und erzeugt eine bewegliche Abdichtung zwischen der äußeren Oberfläche des Kolbenzylinders 124 und der inneren Oberfläche des oberen Rohres 84. Ferner ist ein Kolben 132 innerhalb des Inneren des Kolbenzylinders 124 aufgenommen und weist einen Kolbenkopf 134 an einem oberen Ende auf. Ein O-Ring 136 ist in eine Nut 138 über den Umfang des Kolbenkopfes 134 eingesetzt. Der O-Ring 136 ist zwischen ein Paar Sicherungs-O-Ringen 140 eingelegt, welche ebenfalls in der Nut 138 aufgenommen sind. Der O-Ring 136 und die Sicherungs-O-Ringe 140 erzeugen eine Abdichtung zwischen dem Kolbenkopf 134 und der inneren Oberfläche des Kolbenzylinders 124. Ein Kolbenschaft 142 ist schraubbar mit einer Spindel 144 verbunden, welche von dem Kolbenkopf 134 an dem unteren Ende des Kolbens 132 hervorsteht. Ein weiterer O-Ring 146 ist innerhalb eines Sitzes 148 enthalten, welcher zwischen der Spindel 144 des Kolbens 132 und der inneren Oberfläche des Kolbenschafts 142 ausgebildet ist.
Bezugnehmend auf 5A und 5B ist ferner ein Abschlussring 150 an das untere Ende des oberen Rohres 84 angeschraubt und daran befestigt. Ein O-Ring 152 ist in einer Nut 154 über den Umfang des Abschlussrings 150 positioniert und bildet eine Abdichtung zwischen dem Abschlussring und dem oberen Rohr 84 aus. Das untere Ende des Kolbenzylinders 124 ist innerhalb einer Bohrung 156 aufgenommen, welche axial durch den Abschlussring 150 ausgebildet ist und gegen einen Anlaufring 158 aufsitzt, welcher in der Bohrung gefangen ist. Ein O-Ring 160 ist in eine innere Nut 162 in der Bohrung 156 eingesetzt und erzeugt eine Abdichtung zwischen der Bohrung 156 des Abschlussrings 150 und der äußeren Oberfläche des Kolbenschafts 142, welche sich durch den Abschlussring erstreckt. Eine Führungshülse 164 ist in einem Sitz 166 über den Umfang des Abschlussrings unterhalb des O-Rings 152 gefangen und zwischen der äußeren Oberfläche des Abschlussrings 150 und der inneren Oberfläche des unteren Rohres 82 angeordnet.
Bezugnehmend auf 5A ist eine Endkappe 170 in das untere Ende des Kolbenschafts 142 eingeschraubt. Ein O-Ring 172 ist innerhalb einer Nut 174 über den Umfang der Endkappe 170 enthalten, um eine Abdichtung zwischen der Endkappe und der inneren Oberfläche des Kolbenschafts 142 auszubilden. Die Endkappe 170 ist in einer Bohrung 176 mit größerem Durchmesser in dem unteren Ende des unteren Rohres 82 aufgenommen. Die Bohrung 176 endet an einer Stufe oder einer Schulter 178, und die Endkappe 170 liegt an der Schulter an. Die Endkappe 170 ist zwischen der Schulter 178 und einem Haltering 180 innerhalb des unteren Endes des unteren Rohres 82 gefasst, welches die Endkappe darin sichert. Ein Ventil 179, zum Beispiel ein Schrader-Ventil oder ein Amerikanisches Ventil (American style valve), ist schraubbar an dem Bodenende der Endkappe 170 befestigt.
Bezugnehmend auf 5B ist eine Manschette 182 schraubbar mit dem oberen Ende des unteren Rohres 82 verbunden, wobei diese das obere Rohr 84 eng umgibt. Ein O-Ring 192 ist in eine Nut in der inneren Oberfläche der Manschette 182 eingesetzt und stellt eine Abdichtung zwischen der Manschette und dem oberen Ende des unteren Rohres 82 bereit. Ein Abstreifer oder eine Abstreif-Dichtung 184, beispielsweise ein elastomerer Abstreifer, ist in eine Bohrung 186 an dem oberen Ende der Manschette 182 eingepresst. Abstreifende Oberflächen des Abstreifers 184 berühren die äußere Oberfläche des oberen Rohres 84. Eine obere Führungshülse 188 ist innerhalb eines Sitzes 190 um eine innere Oberfläche der Manschette 182 oberhalb der geschraubten Verbindung mit dem unteren Rohr 82 enthalten. Die obere Führungshülse 188 stützt sich an der äußeren Oberfläche des oberen Rohres 84 ab.
Weiterhin bezugnehmend auf 5A und 5B sind das untere Rohr 82, die Manschette 182, der Kolben 132, der Kolbenschaft 142 und die Endkappe 170 im Wesentlichen relativ zueinander fixiert und daher dazu gezwungen, sich nicht relativ zueinander zu bewegen. Da das untere Rohr 82 in das Rahmenrohr 89 des Fahrradrahmens 52 eingeklemmt ist, werden sich diese Komponenten immer in der gleichen fixierten Position relativ zu dem Fahrradrahmen befinden. Andererseits sind der Kopf 90, das Elektronikmodul 92, das oberer Rohr 84, der Kolbenzylinder 124 und der Abschlussring 150 aneinander fixiert und daher dazu gezwungen, sich stets gemeinsam als eine Einheit zu bewegen. Diese Teile verschieben sich vertikal innerhalb des unteren Rohres 82 und relativ zu diesem entlang der Rohrachse T. In einem Beispiel kann ein Anti-Rotationssystem (nicht dargestellt) von Keilen und Keilnuten eingesetzt werden, um eine Rotation des Kopfes 90 relativ zu dem unteren Rohr 82 zu verhindern oder zu hemmen. In einem Beispiel kann das Anti-Rotationssystem drei Keile umfassen, welche um 120° um die Sattelstützenanordnung 80 herum voneinander beabstandet sind. Die drei Keile können in entsprechenden Ausnehnnungen in der äußeren Oberfläche des oberen Rohres 84 bereitgestellt sein und von diesen hervorstehen und können in entsprechende Keilnuten eingreifen, welche entlang der inneren Oberfläche des unteren Rohres 82 bereitgestellt sind. Diese Keilnuten in dem unteren Rohr 82 können derart eingerichtet sein, dass sie sich longitudinal in der Richtung der Rohrachse T erstrecken und sich über einen Großteil oder sogar über den größten Teil der Länge erstrecken.
Die erste Druckkammer 100 ist ein Hydraulikvolumen in der Form eines im Wesentlichen zylindrischen Volumens innerhalb des Kolbenzylinders 124. Die erste Druckkammer 100 ist an einem Ende durch den Kopf 90, d. h. durch das freigelegte Ende des zweiten Vorsprungs 122, und dem anderen Ende durch den Kolben 132 begrenzt. Die zweite Druckkammer 102 ist ebenfalls ein Hydraulikvolumen in der Form eines im Wesentlichen ringförmigen Raumes zwischen der äußeren Oberfläche des Kolbenzylinders 124 und der inneren Oberfläche des oberen Rohres 84. Die zweite Druckkammer ist an einem Ende durch den Schwimmkolben 130 und an seinem anderen Ende durch den Kopf 90, d. h. durch eine freigelegte Stufe an dem Vorsprung 116, begrenzt.
Bezugnehmend auf 4A, 4B und 5A ist ein kompressibles Fluid oder Gas, beispielsweise Luft, innerhalb des Pneumatiksystems enthalten, welches mehrere Pneumatikkammern umfasst. Erneut bezugnehmend auf 5A und 5B ist das Pneumatiksystem in diesem Beispiel mit Luft über das Ventil 179 in der Endkappe 170 in dem unteren Ende des unteren Rohres 82 unter Druck gesetzt. In einem Beispiel kann das Pneumatiksystem initial unter einen voreingestellten oder festgelegten Druck gesetzt sein, z. B. 250 Pfund pro Quadratzoll (psi, pounds per square inch), wobei sich die Sattelstützenanordnung 80 in der vollständig ausgefahrenen Position befindet, welche in 3A und 4A gezeigt ist. Das unter Druck gesetzte Medium, wie beispielweise Luft, ist innerhalb der mehreren Pneumatikvolumen enthalten, welche in diesem Beispiel die Volumen 200, 202, 204 und 206 umfassen. Das unter Druck gesetzte Medium kann dem Pneumatiksystem derart hinzugefügt werden, dass das erste bis vierte Pneumatikvolumen 200, 202, 204, 206 unter einen vorbestimmten oder voreingestellten Druck gesetzt ist. Wie nachstehend erwähnt, kann dieser voreingestellte Druck sodann durch die Interaktion zwischen dem Hydraulik- und dem Pneumatiksystem auf einen Teil des Hydrauliksystems ausgeübt werden.
Mit Bezugnahme auf 5B umfasst ein erstes Pneumatikvolumen 200 das Volumen innerhalb des Kolbenschafts 142 und innerhalb einer Längsbohrung 208 und einer Transversalbohrung 210, die miteinander in Verbindung stehen und die jeweils innerhalb der Spindel 144 und des Kopfes 134 des Kolbens 132 bereitgestellt sind. Ein zweites Pneumatikvolumen 202 umfasst das im Wesentlichen ringförmige Volumen, welches durch eine ringförmige Ausnehmung 212 erzeugt wird, welche über den Umfang des Kolbenkopfes 134 ausgebildet ist und zwischen dem Kolbenkopf und der inneren Oberfläche des Kolbenzylinders 124 begrenzt ist. Das Volumen 202 ist ebenfalls an dem Kolbenkopf 134 zwischen dem O-Ring 136 und dem oberen Ende des Kolbenschafts 142 angeordnet. Ein drittes Pneumatikvolumen 204 umfasst das im Wesentlichen ringförmige Volumen zwischen der äußeren Oberfläche des Kolbenschafts 142 und der inneren Oberfläche des Kolbenzylinders 124. Das dritte Volumen 204 ist durch den Boden des Kolbenkopfes 134 an dem oberen Ende des Kolbenschafts 142 und durch das obere Ende des Anlaufrings 158 an dem Abschlussring 150 an dem unteren Ende des Kolbenzylinders 124 begrenzt. Ein viertes Pneumatikvolumen 206 umfasst das im Wesentlichen ringförmige Volumen zwischen der äußeren Oberfläche des Kolbenzylinders 124 und der inneren Oberfläche des oberen Rohres 84. Das vierte Volumen 206 ist durch den Schwimmkolben 130 (siehe 5A) und das obere Ende des Abschlussrings 150 begrenzt.
Eine Querbohrung oder ein Querloch 214 durch das und nahe dem untere/unteren Ende des Kolbenzylinders 124 gestattet es in dem dritten Pneumatikvolumen 204 befindlicher Luft, ungehindert mit in dem vierten Pneumatikvolumen 206 befindlicher Luft zu kommunizieren. Da keine Dichtungen vorgesehen sind, die sie voneinander trennen, insbesondere unterhalb der Nut 138, stehen die Pneumatikvolumen 200, 202, 204 und 206 alle zu jederzeit in ungehinderter Verbindung miteinander.
Bezugnehmend auf 7A und 7B definieren der Kopf 90 und das Elektronikmodul 92 gemeinsam ein Ventil 220, das den Hydraulikfluidraum innerhalb des Kopfes umfasst. Der Hydraulikfluidraum ist in diesem Beispiel teilweise durch die Bohrung 104 definiert, welche quer durch den Kopf 90 ausgebildet ist. Ein Ende der Bohrung 104 ist selektiv durch den oben beschriebenen Einsatz 106 und die Entlüftungsschraube 112 abgesperrt. Ein Ventilkörper oder Ventilkegel, d. h. ein Isolator 222, ist in der Bohrung 104 in dem Kopf 90 aufgenommen, und ein Abschnitt des Isolators 222 erstreckt sich durch das gegenüberliegende Ende der Bohrung. Eine Hülse 224 ist in das gegenüberliegende Ende der Bohrung 104 eingesetzt und durch einen Haltering 226 gesichert. Ein O-Ring 228 ist innerhalb der Bohrung 104 zwischen dem Haltering 226 und einer in der Bohrung ausgebildeten Stufenschulter 230 enthalten.
Bezugnehmend auf 7A umfasst der Kopf 90 in diesem Beispiel einen ersten Fluidkanal oder einen ersten Durchlass 232, welcher sich durch den Vorsprung 116 erstreckt und an einem Ende in die Bohrung 104 mündet und an seinem anderen Ende in die erste Druckkammer 100 an dem Ende des zweiten Vorsprungs 122 mündet. Der erste Durchlass 232 stellt eine Fluidkommunikation zwischen der Bohrung 104 und der ersten Druckkammer 100 innerhalb des Kolbenzylinders 124 bereit, welcher mit dem Vorsprung 116 verbunden ist. Der Kopf 90 umfasst ferner einen zweiten Fluidkanal oder einen zweiten Durchlass 234, welcher sich durch den Vorsprung 116 neben dem ersten Durchlass 232 erstreckt. Der zweite Durchlass 234 mündet an einem Ende in die Bohrung 104 und an dem anderen Ende in die zweite Druckkammer 102 an dem Ende des Vorsprungs 116, jedoch seitlich zu dem zweiten Vorsprung 122. Der zweite Durchlass 234 stellt eine Fluidkommunikation zwischen der Bohrung 104 und der zweiten Druckkammer 102 in dem Raum zwischen dem oberen Rohr 84 und dem Kolbenzylinder 124 bereit. Ein Strömungspfad 236 ist an einem mittleren Bereich von kleinerem Durchmesser innerhalb der Bohrung 104 definiert. Der Teil der Bohrung 104 auf einer Seite (linke Seite in 7A) des Strömungspfades 236 ist ein Teil der ersten Druckkammer 100. Der Teil der Bohrung 104 auf der anderen Seite (rechte Seite in 7A) des Strömungspfades 236 ist ein Teil der zweiten Druckkammer 102. Eine kegelstumpfartige oder konisch geformte Oberfläche, d. h. ein Ventilsitz 238, ist in dem Kopfmaterial innerhalb der Bohrung 104 und neben dem Strömungspfad 236 ausgebildet. Der Ventilsitz 238 ist der Seite der zweiten Druckkammer 102 der Bohrung 104 zugewandt. Der Strömungspfad gestattet eine Fluidkommunikation zwischen der ersten Druckkammer 100 und der zweiten Druckkammer 102.
7A, 7B und 8 zeigen Details des Isolators 222 für das Ventil 220. Der Isolator 222 ist dazu eingerichtet, das Fluid in der ersten Druckkammer 100 selektiv von dem Fluid in der zweiten Druckkammer 102 zu isolieren. Der Isolator 222 ist dazu eingerichtet, jede resultierende Kraft aufzuheben, welche durch den Lastdruck der ersten Druckkammer erzeugt wird, welcher auf den Isolator wirkt. Der Isolator 222 ist im Wesentlichen ein Zylinder mit einem ersten Abschnitt 240, welcher einen ersten Durchmesser aufweist und ein erstes Ende 242 des Isolators definiert. Der Isolator 222 weist einen zweiten Abschnitt 244 auf, welcher mit dem ersten Abschnitt 240 gekoppelt ist, wobei der zweite Abschnitt einen zweiten Durchmesser aufweist, welcher kleiner ist als der erste Durchmesser. Der Isolator 222 weist ferner einen Verschluss 246 an einem Ende des zweiten Abschnitts 244 auf, welches dem ersten Ende 242 entgegengesetzt ist, wodurch der Verschluss ein zweites Ende 248 des Isolators definiert. Wie in 8 gezeigt, weist der Isolator 222 eine Ventillängsachse V entlang einer Länge des Isolators zwischen dem ersten Ende 242 und dem zweiten Ende 248 auf. Der Verschluss 246 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der zweite Durchmesser des zweiten Abschnitts 244 und der größer als, genau so groß wie oder kleiner als der erste Durchmesser des ersten Abschnitts 240 sein kann. Eine kegelstumpfartige oder winkelige erste Oberfläche 250 bildet den Übergang zwischen dem ersten Abschnitt 240 von größerem Durchmesser und dem zweiten Abschnitt 244 von kleinerem Durchmesser. Eine kegelstumpfartige oder winkelige zweite Oberfläche oder eine Verschlussoberfläche 252 bildet den Übergang zwischen dem zweiten Abschnitt 244 von kleinerem Durchmesser und dem Verschluss 246 von größerem Durchmesser.
In diesem Beispiel, weist das erste Ende 242 eine ebene Fläche oder Oberfläche auf, welche außerhalb des Kopfes 90 angeordnet ist und von diesem nach außen gewandt ist. Das zweite Ende 248 weist ebenso eine ebene Fläche oder Oberfläche auf, welche der zweiten Druckkammer 102 ausgesetzt ist. Wie in 7A gezeigt, ist die zweite Oberfläche 252 des Verschlusses 246 gegen den Ventilsitz 238 neben dem Strömungspfad 236 gedrückt, wenn der Isolator 222 sich in einer geschlossenen Position befindet. Dies schließt den Strömungspfad 236 und isoliert die erste Druckkammer 100 und die zweite Druckkammer 102 voneinander. Die Form und/oder der Winkel des Ventilsitzes 238 und die Form und/oder der Winkel der zweiten Oberfläche 252 sollten einander ergänzen, um eine ausreichende, fluiddichte Abdichtung in der geschlossenen Position zu gewährleisten. Wie in 7B gezeigt, ist der Verschluss 246 und damit die zweite Oberfläche 252 von dem Ventilsitz 238 beabstandet, wenn der Isolator 222 sich in einer geöffneten Position befindet. Dies öffnet den Strömungspfad 236, welcher eine Fluidkommunikation zwischen der ersten Druckkammer 100 und der zweiten Druckkammer 102 gestattet.
Das obere Rohr 84, der Kolbenzylinder 124 und der Abschlussring 150 (siehe 5A und 5B) sind relativ zueinander fixiert und damit dazu gezwungen, sich gemeinsam als eine Einheit zu bewegen. Ein Hydrauliksystemdruck wirkt auf diese Teile und übt eine Netto-Aufwärtskraft auf die Teile aus. Somit sind sowohl der Kopf 90, das obere Rohr 84, der Kolbenzylinder 124 als auch der Verschlussring 124 nach oben vorgespannt. Da das Hydraulikfluid in der ersten Druckkammer 100 jedoch inkompressibel ist, setzt eine Abwärtskraft an dem Kopf 90 das Fluid unter Druck, jedoch ist der Kopf nicht dazu in der Lage, sich abwärts zu dem Kolben 132 zu bewegen. Ferner wird eine Kraft, welche von dem Gewicht des Fahrers resultiert, abwärts durch den Sattel auf den Kopf 90 übertragen, wenn der Fahrer auf dem Sattel 56 sitzt. Da das Hydraulikfluid in der ersten Druckkammer 100 allerdings inkompressibel ist, setzt der Kopf 90 das Fluid unter Druck, jedoch ist der Kopf nicht dazu in der Lage, sich abwärts zu dem Kolben 132 zu bewegen. Somit stützt das inkompressible Fluid in der ersten Druckkammer 100 das Gewicht des Fahrers ab und reagiert gegen die Kräfte, welche durch das Gewicht des Fahrers erzeugt werden, welcher auf dem Sattel 56 sitzt, wodurch der Kopf 90 und somit der Sattel in einer Position gehalten werden. In anderen Worten könnte man sagen, dass die erste Druckkammer 100 einen Lastdruck aufweist, d. h. unter Last von dem Sattel 56 und dem Fluiddruck selbst, welcher proportional zu einer Last ist, welche entlang der Rohrachse T aufgebracht wird.
Fluid in der ersten Druckkammer 100 steht mit dem Isolator 222 über den ersten Durchlass 232 in dem Kopf 90 in Kommunikation. Fluid in der ersten Druckkammer 100 wird entweder durch das Gewicht des Fahrers auf dem Sattel 56, wie nachstehend beschrieben, oder durch einen voreingestellten Druck, wie zum Beispiel einen pneumatischen, voreingestellten Druck, wie ebenfalls nachstehend beschrieben, oder durch beide unter Druck gesetzt. Bezugnehmend auf 7A und 8 wirkt ein Fluiddruck von der ersten Druckkammer 100 auf die erste Oberfläche 250 und die äußere Oberfläche des zweiten Abschnitts 244 sowie auf einen Abschnitt der äußeren Oberfläche des ersten Abschnitts 240 und einen Abschnitt der zweiten Oberfläche 252, wenn sich der Isolator 222 in der geschlossenen Position aus 7A befindet.
Der Isolator 222 und die Bohrung 104 sind derart eingerichtet, dass Hydraulikfluid die äußeren Oberflächen über den gesamten Umfang des ersten und zweiten Abschnitts 240, 244 berührt. Somit ist eine Netto-Kraft, welche durch den Hydraulikfluiddruck aufgebracht wird, an der äußeren Oberfläche der ersten Abschnitts 240 nahezu oder gleich null. Gleichermaßen ist eine Netto-Kraft an der äußeren Oberfläche des zweiten Abschnitts 244 nahezu oder gleich null. Der freigelegte Oberflächenbereich der ersten Oberfläche 250, dessen Gesamtheit dem Druck des Fluids in der ersten Druckkammer 100 ausgesetzt ist, ist nahezu gleich dem Oberflächenbereich des freigelegten Abschnitts (d. h. nicht in Berührung mit dem Ventilsitz 238) der zweiten Oberfläche 252, welche dem Druck des Fluids in der ersten Druckkammer 100 ausgesetzt ist. Somit wird die Kraft ausgeglichen, welche auf die gegenüberliegende erste und zweite Oberfläche 250, 252 durch den Fluiddruck in der ersten Druckkammer 100 ausgeübt wird. Die Kräfte, welche auf diese beiden Oberflächen 250, 252 ausgeübt werden, sind einander entgegengesetzt und erzeugen somit eine Nettoneutralkraft von nahezu null auf den Isolator 222. Dies führt dazu, dass der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 100 eine Netto- Kraft von gleich oder nahezu null auf den Isolator aufweist, obwohl der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 100 auf den Isolator 222 einwirkt. Eine wichtige Auswirkung davon ist, dass, obwohl der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 100 unmittelbar gemäß dem Gewicht des Fahrers, welches auf den Sattel 56 aufgebracht wird, und die nach unten gerichtete Kraft, welche der Körper des Fahrers auf den Sattel während des Fahrens ausübt, schwanken werden, die Nettokräfte, welche auf den Isolator 222 einwirken, im Wesentlichen unabhängig von diesen Faktoren sind. Somit ist/sind die Energie und/oder die Kräfte, welche erforderlich sind, um das Ventil 220 zu öffnen größtenteils, wenn nicht gänzlich, unabhängig von einem Fahrergewicht/einer Fahrerlast.
Bezugnehmend auf 5A wirkt ein Fluid, d. h. Luftdruck in dem Pneumatiksystem innerhalb des vierten Pneumatikvolumens 206, mit einer nach oben gerichteten Kraft durch den Schwimmkolben 130, um das Hydraulikfluid in der zweiten Druckkammer 102 unter Druck zu setzen. Bezugnehmend auf 7A steht Hydraulikfluid in der zweiten Druckkammer 102 über den zweiten Durchlass 234 in dem Kopf 90 mit dem Isolator 222 in Kommunikation. Bezugnehmend auf 7A und 8 wirkt ein Fluiddruck von der ersten Druckkammer 100 auf den Umfang oder einen Außenumfang des Verschlusses 246 und auf das zweite Ende 248. Die Netto-Kraft an der Außenumfangsfläche des Verschlusses 246 beträgt null. Die Netto-Kraft an dem zweiten Ende 248 des Isolators 222 spannt den Isolator in Berührung mit dem Ventilsitz 238 vor, d. h. nach links in 7A, wobei eine fluiddichte Abdichtung ausgebildet wird. Die Position des Isolators 222 in 7A wird erneut als eine isolierte oder geschlossene Position bezeichnet, weil der Isolator die erste und die zweite Druckkammer 100, 102 voneinander isoliert. In anderen Worten blockiert der Isolator 222 in der geschlossenen Position eine Fluidströmung durch den Strömungspfad 236 zwischen dem ersten und dem zweiten Durchlass 232, 234 und somit zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer 100, 102. Wenn der Isolator 222 sich in der Isolierungsposition oder der geschlossenen Position aus 7A befindet, ist das Ventil 220 geschlossen.
Wenn kein Fahrer auf dem Sattel 56 sitzt, ist das Kräftegleichgewicht in dem System derart, dass der Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 102 größer als der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 100 ist. Wenn der Fahrer das Ventil 220 betätigt (wie nachstehend beschrieben), drückt ein Abschnitt des Elektronikmoduls 92 (ebenfalls nachstehend beschrieben) den Isolator 222 von der Isolierungsposition oder der geschlossenen Position aus 7A zu der geöffneten oder betätigten Position aus 7B. Bezugnehmend auf 7B ist der Isolator 222 derart positioniert, dass Fluid durch den Strömungspfad 236 zwischen dem ersten und dem zweiten Durchlass 232, 234 und somit zwischen der ersten und zweiten Druckkammer 100, 102 strömen kann. Da der Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 102 größer als der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 100 ist, strömt Fluid ferner von der zweiten Druckkammer über den zweiten Durchlass 234 durch den Strömungspfad 236 zu der ersten Druckkammer 100 über den ersten Durchlass 232. Während Hydraulikfluid in die erste Druckkammer 100 gezwungen wird, werden der Kopf 90 und das obere Rohr 84 zusammen mit all den Teilen, welche an diesen Teilen fixiert sind, nach oben gedrückt, um an die resultierende Zunahme des Fluidvolumens in der ersten Druckkammer 100 angepasst zu sein. Wenn sich der Kopf 90 erhebt, erhebt sich der Sattel 56. Der Fahrer kann wählen, ob er den Sattel 56 und die obere Stütze 84 in die vollständig ausgefahrene Position aus 3A und 4A anheben möchte, oder den Sattel, falls gewünscht, auf eine niedrigere Zwischenhöhe einstellen.
Wenn der Isolator 222 so wie in 7B dargestellt positioniert ist, ist das Ventil 220 geöffnet. Das Kräftegleichgewicht (d. h. Fluiddrücke), welches auf den Isolator 222 einwirkt, wird dazu neigen, den Isolator in Richtung des Ventilsitzes 238 vorzuspannen. Wenn das Elektronikmodul 92 jedoch noch betrieben wird, um das Ventil 220 zu öffnen, wie nachstehend beschrieben, wird der Isolator 222 in der geöffneten Position gehalten. Wenn das Elektronikmodul 92 jedoch entsprechend betrieben wird, wird ein Abschnitt des Moduls den Isolator 222 lösen. Das Fluidkräftegleichgewicht innerhalb des Kopfes 90 wird den Isolator 222 sodann in Richtung des Ventilsitzes 238 drücken, bis der Isolator 222 wieder, wie in 7A dargestellt, in der geschlossenen Position gegen den Ventilsitz positioniert ist. Bei geschlossenem Ventil 220 wird Hydraulikfluid wieder daran gehindert, über den Strömungspfad 236 zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer 100, 102 zu strömen. Somit werden der Kopf 90 und der Sattel 56 in dem Moment, in dem das Ventil 220 geschlossen ist, in der vertikalen Höhenposition verbleiben.
Wenn ein Fahrer auf dem Sattel 56 sitzt, wird das Gewicht des Fahrers, wie vorstehend beschrieben, durch das inkompressible Fluid in der ersten Druckkammer 100 abgestützt. Das Fluid in der ersten Druckkammer 100 wird daher durch das Gewicht des Fahrers unter hohen Druck gesetzt und überschreitet den Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 102. Jedoch hält die auf null oder nahe null liegende Nettokraft auf den Isolator 222 des Ventils 220 den Isolator in der geschlossenen Position, wie vorstehend beschrieben. Wenn der Fahrer das Elektronikmodul 92 betreibt, um den Isolator 222 zu betätigen, wie nachstehend detailliert beschrieben, wird sich der Isolator aus der geschlossenen Position aus 7A in die geöffnete Position aus 7B bewegen. Der Isolator 222 wird sich auf diese Art und Weise durch den nachstehend beschriebenen Betrieb des Elektronikabschnitts des Ventils 220 gegen den Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 102 bewegen. Hydraulikfluid wird sodann von der ersten Druckkammer 100 über den ersten Durchlass 232 durch den Strömungspfad 236 und in die zweite Druckkammer 102 über den zweiten Durchlass 234 strömen. Mit weniger Fluid in der ersten Druckkammer 100 können sich der Kopf 90 und das obere Rohr 84 und somit der Sattel 56 nach unten in Richtung des Kolbens 132 bewegen, wodurch die Höhe des Sattels abgesenkt wird. Der Fahrer kann wählen, dass sich der Sattel und die obere Stütze 84 in die vollständig eingefahrene Position aus 3B und 4B bewegen, oder eine größere Zwischenhöhe wählen. Wenn der Fahrer das Elektronikmodul 92 entsprechend betreibt, kann der Isolator 222 wieder gelöst werden. Das Kräftegleichgewicht an dem Isolator 222 wird den Isolator in die geschlossene Position zwingen, wobei der Verschluss 246 an dem Ventilsitz 238, wie in 7A dargestellt, anliegt. Befindet sich der Isolator 222 wieder in der Isolierungsposition oder der geschlossenen Position, wird Hydraulikfluid daran gehindert, zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer 100, 102 zu strömen. Der Kopf 90 und das obere Rohr 84 werden somit in der vertikalen Position verharren, welche in dem Moment erreicht ist, in dem das Ventil 220 geschlossen ist.
Elektronikabschnitt
Der Elektronikabschnitt der Sattelstützenanordnung 80 umfasst das Elektronikmodul 92, wie in 6A, 6B, 7A und 7B dargestellt, welches als ein Teil des Kopfes 90 und des Ventils 220 eingebaut ist. Das Elektronikmodul 92 ist dazu eingerichtet, Drahtlossignale von einem Drahtlosaktuator 260 zu empfangen, welcher an dem Lenker 54 (siehe 1) montiert ist. Der Drahtlosaktuator 260 ist dazu eingerichtet, das Elektronikmodul 92 zum Öffnen oder Schließen des Ventils 220 zu betreiben. Zu diesem Zweck wird ein Übertragungssignal durch einen Fahrer unter Verwendung eines Aktuators beliebiger Art, zum Beispiel eines Hebels oder einer Taste, an dem Drahtlosaktuator initiiert.
Bezugnehmend auf 6A, 7A, 9A, 9B und 10 und insbesondere auf 9A weist das Elektronikmodul 92 ein Lagergehäuse 262 auf, welches an dem Kopf 90 montiert ist. Das Lagergehäuse 262 umfasst einen hinteren hervorstehenden Vorsprung 264, der innerhalb einer entsprechenden Bohrung 266 in dem Kopf aufgenommen ist. Auf diese Art und Weise ist das Lagergehäuse 262 exakt relativ zu dem Kopf 90 positioniert. Das Lagergehäuse 262 kann an dem Kopf 90 zum Beispiel unter Verwendung von Maschinenschrauben 268 oder dergleichen fixiert sein. Wie in 7A dargestellt, sind ein unteres Kugellager 270 und ein oberes Kugellager 272 in entsprechende Bohrungen in dem Lagergehäuse 262 eingepresst. Ein Drehnocken 274 wird innerhalb des Lagergehäuses 262 durch die Lager 270, 272 gestützt.
Bezugnehmend auf 11A-11C weist der Drehnocken 274 jeweils einen ersten und einen zweiten Abschnitt 276, 278 auf, welche Zylinder sind, die koaxial zueinander und zu dem Nocken sind und die eine Nockendrehachse C definieren. Der Nocken 274 weist ferner einen dritten und einen vierten Abschnitt 280 auf, die ebenfalls Zylinder sind, jedoch exzentrisch und zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 276, 278 entlang einer Länge des Nockens positioniert sind. Die exzentrischen Abschnitte 280, 282 sind koaxial zueinander, jedoch nicht koaxial zu den koaxialen Abschnitten 276, 278. Somit rotieren der dritte und der vierte Abschnitt 280, 282 in exzentrischer Art und Weise um und relativ zu der Achse C, wenn sich der Nocken 274 um die Drehachse C dreht, welche von dem ersten und dem zweiten koaxialen Abschnitt 276, 278 geteilt wird. Bezugnehmend auf 7A ist der Bodenabschnitt oder der zweite koaxiale Abschnitt 278 des Nockens 274 in dem Innenlaufring des unteren Lagers 270 aufgenommen. Der andere oder der erste Abschnitt 276 des Nockens 274 ist in dem Innenlaufring des oberen Lagers 272 aufgenommen. Ein drittes Kugellager 284 ist mittels einer Presspassung auf dem exzentrischen vierten Abschnitt 282 des Nockens 274 angebracht.
Bezugnehmend auf 12A-12C umfasst das Elektronikmodul 92 ferner einen Getriebemotor 290, welcher einen Elektromotor 292 und einen Getriebekopf 294 aufweist. In einem Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 292 ein Gleichstrommotor oder DC-Motor (direct current). Der Getriebemotor 290 weist ferner eine aus dem Getriebekopf 294 hinausragende Ausgangswelle 296 auf. Der Getriebekopf 294 und die Ausgangswelle 296 sind dazu eingerichtet und derart angeordnet, dass sich die Ausgangswelle langsamer, jedoch mit mehr Drehmoment als eine Motorausgangswelle (nicht dargestellt) des Motors 292 dreht. In einem Beispiel kann der Getriebemotor 292 eine serienmäßig produzierte Einheit sein, zum Beispiel ein POLOLU ELECTRONICS-Mikro-Metall-6-Volt-Getriebemotor (Pololu-Teilenummer 998). Ähnliche Getriebemotoren sind ebenso von PRECISION MICRODRIVES (London, England) sowie von anderen Herstellern erhältlich.
Bezugnehmend auf 11A, 11C und 12A-12C kann die Ausgangswelle 296 des Getriebemotors 290 eine D-förmige oder einen anderen nicht runden Querschnitt aufweisen. Gleichermaßen kann der Nocken 274 ein entsprechend geformtes Loch 298 an dem oberen Ende des Nockens aufweisen. Die Ausgangswelle 296 ist derart in dem Loch 298 aufgenommen, dass eine Drehung der Welle den Nocken 274 in Übereinstimmung damit dreht.
Bezugnehmend auf 6A, 10, 13A, 13B und 14 ist, wie gezeigt, eine Motorhalteklammer 300 an den Kopf 90 geschraubt oder anders daran befestigt, beispielsweise durch Maschinenschrauben 302. Optional kann die Motorhalteklammer 300 exakt relativ zu dem Kopf 90 durch einen Führungsstift 304, wie in 16 dargestellt, positioniert sein. Bezugnehmend auf 13B kann die Motorhalteklammer 300 eine „Doppel-D“ oder eine nicht rund geformte Innenöffnung aufweisen, welche gegenüberliegende zylindrische Oberflächensegmente 306 und gegenüberliegende planare Oberflächensegmente oder Ebenen 308 umfasst. Der Motor 292 kann einen Körper oder ein Gehäuse 288 (siehe 12A) mit einer komplementären Doppel-D-Form oder einer anderen Form aufweisen, um eng innerhalb der Öffnung der Motorhalteklammer 300 eingepasst zu sein, wie in 14 dargestellt. Es kann ein kleines, aber wichtiges Spiel zwischen den Doppel-D-Oberflächen des Gehäuses 288 des Motors 292 und den Doppel-D-Oberflächen 306 und den Ebenen 308 der Motorhalteklammer 300 vorgesehen sein. Die gezwungene Anordnung des Motors 292 innerhalb der Öffnung der Motorhalteklammer 300 gestattet es der Motorhalteklammer 300, gegen ein Gegenmoment des Getriebemotors 290 zu reagieren, wenn der Getriebemotor ein Drehmoment über die Ausgangswelle 296 ausübt.
Bezugnehmend auf 6A, 10 und 14 kann das Elektronikmodul 92 eine Leiterplatte oder eine PCB (printed circuit board) 310 aufweisen. In einem Beispiel kann die PCB 310 an der Motorhalteklammer 300 durch dieselben Schrauben 302 gesichert sein, welche die Motorhalteklammer an dem Kopf 90 befestigen. Optional kann die PCB 310 exakt zu der Motorhalteklammer 300 durch einen Führungsstift 312 positioniert sein, wie in 16 dargestellt. Die PCB 310 kann ebenfalls an dem Lagergehäuse 262 durch eine Schraube 314 gesichert sein (siehe 10). Drähte oder andere leitfähige Elemente 316 können den Motor 292 elektrisch mit der PCB 310 verbinden.
Das Elektronikmodul 92 kann ferner eine optische Positionsanzeige umfassen. Zum Beispiel unter Bezugnahme auf 7A einen optischen Schalter 320, welcher von einem bekannten Typ im Bereich der Elektronik sein kann, wie zum Beispiel ein OMRON-Schalter (Teilenummer EE-SX1131). Der optische Schalter 320 kann ein Bestandteil der PCB 310 sein. Bezugnehmend auf 7A und 11A-11C kann ein Fotounterbrecher 322 als ein Teil des Nockens 274 vorgesehen sein. In diesem Beispiel ist der Fotounterbrecher 322 eine Scheibe an dem obersten Ende des Nockens 274, wobei die Scheibe mit einer Reihe von optischen Öffnungen oder Fenstern 324 durchlöchert ist, welche um die Scheibe herum und durch diese hindurch in Abständen angeordnet sind. Der Fotounterbrecher 322 kann integral als ein Teil des Nockens 274 ausgebildet oder ein separater, daran befestigter Gegenstand sein. In einem Beispiel ist der Fotounterbrecher 322 integral als eine einstückige Einheitsstruktur mit den Abschnitten 276, 278, 280, 282 des Nockens 274 ausgebildet. Der Fotounterbrecher 322 ist derart positioniert, dass er Lichtstrahlen, welche von dem optischen Schalter 320 emittiert werden, in Abhängigkeit von der Dreh- oder der Winkelposition des Nockens 274 um die Nockenachse C selektiv unterbricht.
Bezugnehmend auf 10 und 16 können elektrische Kontakte 326, wie zum Beispiel Pogo-Stifte, federvorgespannte elektrische Kontakte sein, welche von der PCB 310 und dem Motor 292 nach außen vorgespannt sind. Die Pogo-Stifte 326 können elektrisch mit der PCB 310 verbunden sein. Eine Dichtung 328, beispielsweise eine Elastomerdichtung, kann um die Basis der Pogo-Stifte 326 herum vorgesehen sein.
Bezugnehmend auf 10, 15 und 17 kann die PCB 310 einen Drucktastenschalter 330 umfassen. Der Drucktastenschalter 330 kann eine serienmäßig produzierte elektrische Komponente, wie zum Beispiel ein elektrischer Schalter eines momentanen Typs mit einer tastenartigen Betätigung, sein. Eine Taste 332 steht von einer Bohrung 333 in einer Abdeckung 334 des Elektronikmoduls 92 hervor und wird durch einen Haltering 336 gehalten. Ein O-Ring 338 ist innerhalb einer Stopfbuchse 340 enthalten, welche durch die äußere Oberfläche der Taste 332, die Abdeckung 334 und eine Anlaufscheibe 342 ausgebildet ist, welche die Taste 332 umgibt. Die Anlaufscheibe 342 fängt den O-Ring 338 entgegen einer Stufenoberfläche 344 innerhalb der Bohrung 333 ein. Ein Vorspannelement, wie zum Beispiel eine Druckfeder 346, spannt die Taste 332 von der Abdeckung 334 nach außen vor (nach links in 15). Die Taste 332 und deren zugeordneten Teile sind derart eingerichtet und angeordnet, dass, wenn der Fahrer auf die Taste drückt, ein distales oder ein inneres Ende 348 der Taste den Drucktastenschalter 330 berührt und betätigt. Ferner spannt die Feder 346 die Taste außer Kontakt mit dem Drucktastenschalter 330, wenn der Fahrer die Taste 332 loslässt, was ein Ausschalten des Drucktastenschalters bewirkt.
Bezugnehmend auf 15 und 17 kann die PCB 310 eine lichtemittierende Diode oder eine LED 350 umfassen. Eine optisch transparente oder lichtdurchlässige Linse 352 kann an einem entsprechenden Loch 354 in der Abdeckung 334 fixiert sein, welche die LED 350 überlagert. Die Linse 352 ist derart eingerichtet und angeordnet, dass, wenn die LED 350 Licht emittiert, das emittierte Licht die Linse durchdringt und sichtbar für den Fahrer ist. Der Zweck der LED 350 wird nachstehend beschrieben.
Bezugnehmend auf 6A und 10 kann eine witterungsbeständige Dichtung 356 innerhalb einer Nut in dem Kopf 90 enthalten sein und die Innereien des Elektronikmoduls 92 umgeben. Bezugnehmend auf 6A und 17 ist die Abdeckung 334, wie gezeigt, relativ zu dem Kopf 90 über dem Getriebemotor 290, der PCB 310 und dem Nocken 274 positioniert. Die Abdeckung 334 kann an dem Kopf 90 in einer geeigneten Art und Weise, zum Beispiel mit vier gewindeformenden Schrauben 358, gesichert sein, welche in 19 zu erkennen sind. Die Dichtung 356 ist so dimensioniert, dass sie deformiert oder zusammengedrückt wird, wenn die Abdeckung 334 mit Schrauben 358 an dem Kopf 90 gesichert wird, wobei eine fluiddichte, witterungsbeständige Abdichtung zwischen dem Kopf und der Abdeckung ausgebildet wird. Die abgedichtete Abdeckung 334 schützt die Innenkomponenten des Elektronikmoduls 92 während der Benutzung vor Witterungseinflüssen. Bezugnehmend auf 16 können die den elektrischen Kontakten oder den Pogo-Stiften 326 benachbarten Dichtungen 328 derart dimensioniert sein, dass sie ebenso deformiert oder zusammengedrückt werden, wenn die Abdeckung 334 mit den Schrauben 358 an dem Kopf 90 gesichert wird. Die Dichtungen 328 bilden eine fluiddichte, witterungsbeständige Abdichtung gegen die Abdeckung 334 und gegen die PCB 310 aus. Die Dichtungen 328 und 356 hindern Wasser und andere Fremdstoffe an einem Eindringen in das Innenvolumen des Elektronikmoduls 92.
Bezugnehmend auf 17 und 18A-C umfasst das Elektronikmodul 92 ferner eine Leistungsversorgung, wie zum Beispiel eine Batterie 360 oder einen Batteriepack, welche/welcher an der Abdeckung 334 befestigbar ist, um eine Leistung für das Modul bereitzustellen. Eine weitere Dichtung, wie zum Beispiel eine Elastomerdichtung 362, kann in eine Nut 364 in einer Außenfläche 366 der Abdeckung 334 eingesetzt sein. Eine Verriegelungswelle oder ein Verriegelungsstift 370 kann ein gerändeltes Ende (nicht dargestellt) aufweisen und in ein Loch in der Abdeckung 334, z. B. an dem oberen Ende der Abdeckung, eingepresst sein. Der Verriegelungsstift 370 ist ebenso durch eine Bohrung quer zu einem Verriegelungshebel 372 hindurchgeführt, sodass der Verriegelungshebel um den Verriegelungsstift drehbar ist. Wenigstens eine Batterie 360 kann bereitgestellt und ausreichend sein, um bei Bedarf Leistung an Komponenten der PCB 310, den Elektromotor 292 und andere Teile des Elektronikmoduls 92 bereitzustellen. Die Batterie 360 kann eine wiederaufladbare Batterie sein, zum Beispiel eine Batterie eines Lithium-Polymer-Typs, welche eine Spannung bei vollständiger Ladung von etwa 7,5 Volt erzeugen kann. Die Batterie 360 kann eine Hülle oder ein Gehäuse 374 mit einem Fuß oder einem Vorsprung 376 aufweisen, welcher nahe einer Unterkante der Hülle hervorsteht. Der Vorsprung 376 kann in einen entsprechenden Spalt 378 in der Abdeckung 334 eingreifen.
Die Batterie 360 kann ferner eine Arretierung 380 an einem oberen Ende der Hülle oder des Gehäuses 374 aufweisen. Der Verriegelungshebel 372 kann eine entsprechende Raste 382 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, mit der Arretierung 380 einzugreifen. Die Dichtung 362 in der Fläche der Abdeckung 334 kann derart dimensioniert und eingerichtet sein, dass, wenn die Batterie 360 so positioniert ist, wie in 18A gezeigt, die Dichtung zusammengedrückt ist. Dies bildet die wasserdichte Abdichtung zwischen den Passflächen der Batteriehülle 374 und der Abdeckung 334 aus. Die Druckkraft in der Dichtung 362 spannt die Batterie 360 weg von der Fläche 366 der Abdeckung 334 vor (nach links in 18A). Dies drückt den Fuß oder den Vorsprung 376 fest gegen eine Oberfläche des Spalts 378, um eine dichte oder sichere Verbindung zwischen der Raste 382 des Verriegelungshebels 372 und der Arretierung an der Hülle 374 der Batterie 360 sicherzustellen. Wenn die Batterie 360 wie in 18A an der Abdeckung 334 befestigt ist, berühren die elektrischen Kontakte oder die Pogo-Stifte 326 der PCB 310 elektrische Kontakte 309 an der Batterie (siehe 16). Somit ist, wenn die Batterie 360 an der Abdeckung 334 befestigt ist, ein elektrischer Kontakt zwischen der Batterie und der PCB 310 hergestellt und aufrechterhalten.
In dem offenbarten Beispiel ist die Batterie 360 oder der Batteriepack neben dem Sattel 56 positioniert. Der Pfeil A in 1 stellt eine normale Fahrrichtung oder Vorwärtsbewegungsrichtung des Fahrrads 50 dar. In einem Ausführungsbeispiel ist die Batterie 360 oder der Batteriepack ebenso an der rückwärtigen Seite der Sattelstützenanordnung 80 an der hinteren Seite des Kopfes 90 hinter dem oberen Rohr 84 relativ zu der Vorwärtsrichtung A des Fahrrads 50 angeordnet. Durch ein Positionieren der Batterie 360 oder des Batteriepacks in dieser Weise und Lage ist die Batterie in der Vertikalen durch den Sattel 56 und in einer horizontalen Richtung durch die obere Stütze 84 und den Kopf 90 geschützt. Die Batterie 360 oder der Batteriepack ist ferner in einer aerodynamisch vorteilhaften Position angeordnet, die einen Luftwiderstand minimiert während sich das Fahrrad in der Vorwärtsrichtung R bewegt. Allerdings sind auch andere Montagepositionen für die Batterie 360 oder den Batteriepack möglich. In einem Beispiel, wie zum Beispiel dem in 30 dargestellten, kann die Batterie oder der Batteriepack an der Vorderseite oder der vorwärtsgerichteten Seite der Sattelstützenanordnung 80 oder des Kopfes 90 positioniert sein und/oder in einer anderen vertikalen Lage an der Sattelstützenanordnung positioniert sein. Eine derartige Platzierung kann zusätzliche oder alternative Vorteile aufweisen, zum Beispiel kann eine solche vorwärtsgerichtete Platzierung die Batterie 360 von einer Berührung durch externe Objekte, wie zum Beispiel Unterholz, oder von einer Berührung mit dem Hinterrad eines Fahrrades mit Hinterradfederung schützen. Wie in 30 erkennbar ist, kann ferner wenigstens ein Teil der Batterie 360 vertikal über der Achse R der Schienen 454 angeordnet sein. Alternativ kann die Batterie, wie in 2 gezeigt, teilweise oder gänzlich unterhalb der Achse R der Schienen 454 angeordnet sein.
18B und 18C illustrieren eine Vorgehensweise, um die Batterie 360 von der Sattelstützenanordnung 80 zu entfernen, und umgekehrt, um die Batterie zu befestigen. Bezugnehmend auf 18B kann ein Fahrer einen Finger verwenden, um das freie Ende des Verriegelungshebels 372 anzuheben, wodurch der Verriegelungshebel nach oben um den Verriegelungsstift 370 gedreht wird. Dies löst die Raste 382 des Verriegelungshebels 372 von dem Verriegelungsabschnitt oder der Arretierung 380 der Batteriehülle 374. Der Fahrer kann die Batterie 360 dann nach vorne um den Vorsprung oder den Fuß 376 drehen und die Batterie dann nach oben und weg von der Abdeckung 334 anheben. 17 und 18C zeigen die Sattelstützenanordnung 80 mit entfernter Batterie 360. Um die Batterie 360 zu installieren, kehrt der Fahrer die Vorgehensweise zum Entfernen der Batterie lediglich um. Der Verriegelungshebel 372 kann in die nach unten gerichtete Position, welche in 18A und 18C gezeigt ist, federvorgespannt sein. Der Verriegelungsstift kann eine Torsionsfeder (nicht dargestellt) umfassen, um dieses Merkmal zu verwirklichen. Der Verriegelungshebel 372 kann dann automatisch in einer Position einrasten, welche die Batterie 360 an der Abdeckung sichert, wenn die Batterie installiert ist.
Bei einer Installation der Batterie 360 kann das Elektronikmodul 92 dazu eingerichtet sein, ein Homing-Verfahren zu initiieren. Ein Mikroprozessor (nicht dargestellt) an der PCB 310 kann ein Signal zu einer Motor-Steuerungs-/Regelungseinrichtung (nicht dargestellt) an der PCB senden, welche wiederum dem Motor 292 gestattet, Strom von der Batterie 360 zu ziehen. Der Motor 292 kann, wenn er betätigt oder instruiert wurde, elektrische Energie von der Batterie 360 in rotatorische mechanische Energie wandeln. Bei Betätigung kann der Motor 292 sodann laufen und Leistung durch den Getriebekopf 294 zu der Ausgangswelle 296 übertragen. Wie vorstehend beschrieben, ist die D-förmige Ausgangswelle 296 des Getriebemotors 290 mit dem entsprechenden D-förmigen Loch 298 des Nockens 273 zusammengefügt. Somit treibt die Ausgangswelle 296, wenn sie durch den Motor 292 angetrieben wird, den Nocken 274 drehend um die Nockenachse C an. Bezugnehmend auf 7A und 11A-11C unterbrechen die Fenster 324 und die Stäbe 325 zwischen den Fenstern des Fotounterbrechers 322 alternierend einen Lichtstrahl/Lichtstrahlen von dem optischen Schalter 320, während sich der Nocken 274 um seine Drehachse C dreht. Dies gestattet dem Mikroprozessor die resultierenden elektrischen Impulse zu erfassen und zu bestimmen, welche durch den Fotounterbrecher 322 erzeugt werden, während sich der Nocken 274 dreht.
Ein Stab 390 des Fotounterbrechers 322 kann viel breiter als die anderen Stäbe 325 sein, welche die Fenster 324 separieren. Der breitere Stab 390 kann in einem bekannten Winkel oder Drehposition relativ zu einem der exzentrischen Abschnitte, zum Beispiel an dem niedrigsten exzentrischen oder dem vierten Abschnitt 282 an dem Nocken 274, positioniert sein. Der breitere Stab 390 kann von dem Elektronikmodul 92 dazu verwendet werden, die exakte Position des Nockens 274 zu erfassen oder zu bestimmen, um den Betrieb des Ventils 220 ordnungsgemäß zu steuern/regeln. Wenn sich der Nocken 274 dreht, wird der elektrische Impuls, welcher mit dem breiteren Stab 390 assoziiert ist, eine wesentlich längere Zeitdauer aufweisen als die elektrischen Impulse, welche mit den anderen Stäben 325 assoziiert sind. Auf diese Weise kann der Mikroprozessor erkennen, wenn der breitere Stab 390 den/die Lichtstrahl(en) des optischen Schalters 320 unterbricht, und dadurch ferner die genaue Dreh- oder Winkelposition des exzentrischen Nockenabschnitts 282 zu diesem Zeitpunkt „erkennen“. Danach muss der Mikroprozessor in einem Beispiel nur bis zu einer vorbestimmten zusätzlichen Anzahl von Impulsen zählen, bevor er den Getriebemotor 290 und den Nocken 274 in der in 7A und 8A gezeigten Position stoppt. In dieser Position liegt ein Spiel zwischen dem Kugellager (24), welches sich an dem exzentrischen Abschnitt 282 des Nockens 274 befindet, und dem ersten Ende 242 des Isolators 222 vor. Das Ventil 220 und dessen assoziierten Teile befinden sich somit wie vorstehend beschrieben in der geschlossenen Position oder der Isolierungsposition aus 7A. Diese Position des Nockens 274 kann als die Ausgangsposition oder eine unbetätigte Position bezeichnet werden.
Der Drahtlosaktuator 260, welcher in diesem Beispiel an dem Lenker 54 montiert ist, ist dazu eingerichtet, Drahtlossignale an die Sattelstützenanordnung 80 und insbesondere an das Elektronikmodul 92 zu senden. Damit sich der Drahtlosaktuator 260 und die Sattelstützenanordnung 80 untereinander eindeutig erkennen können, d. h. miteinander paaren können, kann die folgende Handlungsabfolge ausgeführt werden. Bezugnehmend auf 17 drückt und hält ein Fahrer zuerst die Taste 332. Die LED 350, welche durch die Linse 352 sichtbar ist, wird dann langsam zu blinken beginnen, wobei dieses dem Fahrer anzeigt, dass sich das System in einem Paarungsmodus („pairing mode“) befindet. Danach lässt der Fahrer die Taste 332 los und drückt und hält eine Paarungstaste (nicht dargestellt) an dem Drahtlosaktuator 260. Sobald die Sattelstützenanordnung 80 und der Drahtlosaktuator 260 erfolgreich gepaart wurden, kann die LED 350 schnell zu blinken beginnen, was dem Fahrer anzeigt, dass die Paarung erfolgreich war. Der Fahrer kann die Taste an dem Drahtlosaktuator 260 dann loslassen, wobei das Elektronikmodul 92 und der Drahtlosaktuator 260 zu diesem Zeitpunkt den Paarungsmodus verlassen werden. Ferner sind andere alternative Fahrerschnittstellenschemata und/oder Abfolgen für die Paarung möglich. Sobald er gepaart ist, kann der Drahtlosaktuator 260 von einem Fahrer verwendet werden, um die Sattelstützenanordnung 80 zu manipulieren und einzustellen.
Während der Fahrt mit dem an einer bestimmten vertikalen Position oder Höhe positionierten Sattel 56 ist der Nocken 274 in der Ausgangsposition positioniert und das Ventil 220 geschlossen, wie in 7A und 9A gezeigt. Wenn der Fahrer die vertikale Position des Sattels 56 einstellen möchte, kann der Fahrer einen Aktuator oder eine Taste an dem Drahtlosaktuator 260, welcher an dem Lenker 54 des Fahrrads montiert ist, drücken und halten. Solange der Aktuator oder die Taste durch den Fahrer gedrückt und gehalten ist, kann ein Drahtlossignal zum Öffnen des Ventils 220 wiederholt durch den Drahtlosaktuator 260 übermittelt und wiederholt von einem Empfänger, wie zum Beispiel einer Antenne eines Funkchips und/oder einer Drahtlosantenne (nicht dargestellt) an der PCB 310, empfangen werden. Ein Signal wird von dem Funkchip an den Mikroprozessor der PCB 310 übertragen, und der Mikroprozessor sendet ein Signal an die Motor-Steuerungs-/Regelungseinrichtung der PCB 310. Die Motor-Steuerungs-/Regelungseinrichtung gestattet es dann dem Motor 292, Strom von der Batterie 360 zu ziehen. Der Motor 292 wandelt elektrische Leistung von der Batterie 360 in rotatorische mechanische Leistung, welche von dem Motor 292 durch den Getriebekopf 294 übertragen wird, um als eine Drehung der Ausgangswelle 296 ausgegeben zu werden. Wie vorstehend beschrieben, ist die D-förmige Ausgangswelle 296 des Getriebemotors 290 mit einem entsprechenden D-förmigen Loch 298 des Nockens 274 zusammengefügt. Folglich treibt eine Drehung der Ausgangswelle 296 den Nocken 274 drehend um die Achse C an.
Wenn sich der Nocken 274 dreht, dreht sich der Fotounterbrecher 322 an dem Nocken 274 ebenso mit, wobei er den/die Lichtstrahl(en) alternierend unterbricht, welche durch den optischen Schalter 320 emittiert werden. Der Mikroprozessor der PCB 310 kann die resultierenden elektrischen Impulse zählen, welche durch den optischen Schalter 320 erzeugt werden. Auf diese Weise können die PCB 310 und der Mikroprozessor Daten, welche die Drehposition des Nockens 274 repräsentieren, bestimmen und/oder aufrechterhalten. Da die exzentrische Oberfläche, d. h. der vierte Abschnitt 282 des Nockens 274, und das dadurch getragene dritte Lager 284 zusammen mit dem Kugellager 284 exzentrisch relativ zu der Drehachse C des Nockens 274 positioniert sind, führt eine Drehung des Nockens 274 dazu, dass sich das Kugellager 284 um die Drehachse C dreht und sich relativ zu dieser verschiebt. Während sich der Nocken 274 dreht, wird das Lager 284 mit dem ersten Ende 242 des Isolators 222 in Berührung kommen. Während sich der Nocken 274 weiterdreht, wird das Kugellager 284 den Isolator 222 von der geschlossenen Position oder der Isolierungsposition, welche in 7A und 9A gezeigt ist, in die geöffnete Position zwingen, welche in 7B und 9B gezeigt ist. In diesem Beispiel ist ein Gleiten zwischen dem Außenring des Kugellagers und dem ersten Ende 242 des Isolators begrenzt, während das Kugellager 284 auf den Isolator 222 drückt. In diesem Beispiel tritt ebenso ein minimales Gleiten zwischen dem Innenring des Kugellagers 284 und dem Nocken 274 auf. Das fehlende Gleiten, welches durch das Lager verursacht wird, welches an dem Nocken 274 getragen wird und an dem Berührpunkt mit dem Isolator 222 positioniert ist, eliminiert im Wesentlichen größtenteils, wenn nicht sogar die gesamte Gleitreibung, welche resultieren würde. Diese Komponentenanordnung reduziert die Menge an Energie deutlich, welche von der Batterie 360 und dem Getriebemotor 290 benötigt wird, um das Ventil 220 zu öffnen.
Da der Mikroprozessor der PCB 310 ferner Impulse von dem optischen Schalter 320 zählen kann, kann der Mikroprozessor erkennen, wann das Ventil 220 nahezu vollständig geöffnet ist (durch Beachten der Drehposition des Nockens 274). Der Mikroprozessor kann damit programmiert werden, um den Leistungsfluss oder die Leistungsabgabe an den Motor 292, zum Beispiel unter Verwendung eines Proportional-Integral-Derivative- oder eines PID-Algorithmus, zu managen. Dies kann dazu führen, dass der Motor 292 gestoppt wird, wenn das Ventil 220 vollständig geöffnet ist. Sobald das Ventil 220 geöffnet ist, kann der Fahrer entweder durch Aufbringen von Gewicht auf den Sattel 56, um diesen abzusenken, oder durch Entfernen von Gewicht, damit sich der Sattel anheben kann, den Sattel 56 in der vorstehend beschriebenen Weise vertikal positionieren. Sobald sich der Sattel 56 in der gewünschten Position befindet, kann der Fahrer den Aktuator oder die Taste an dem Drahtlosaktuator 260 an dem Lenker 54 lösen. Dadurch wird ein Drahtlossignal an die PCB 310 gesendet, um das Ventil 220 zu schließen und den Isolator 222 in die geschlossene Position zu bewegen. Das Drahtlossignal wird von dem Funkchip an der PCB 310 empfangen, von dem Mikroprozessor verarbeitet, und dann wird der Motor 292 gesteuert/geregelt, um den Nocken 274 zu drehen, um das Kugellager 284 weg von und außer Berührung mit dem ersten Ende 242 des Isolators 222 zu bewegen. Dies wird dem vorstehend beschriebenen Systemfluiddruck gestatten, den Isolator 222 dazu zu zwingen, von der in 7B und 9B gezeigten geöffneten Position in die geschlossene Position aus 7A und 9A zurückzukehren. Während sich der Nocken 274 dreht und der vorstehend beschriebenen Ausgangsposition nähert, kann der Mikroprozessor elektrische Impulse von dem optischen Schalter 320 zählen. Der Mikroprozessor kann dann den Leistungsfluss oder die Leistungsabgabe an den Motor 292 unter Verwendung eines PID-Steuerungs-/Regelungs-Algorithmus derart managen, dass der Motor stoppt, wenn sich der Nocken 274 in der Ausgangsposition befindet, in der das Ventil 220 geschlossen ist. Der Sattel 56 wird dann in der Position verharren, welche er zu dem Zeitpunkt aufrechterhält, in dem das Ventil 220 geschlossen ist.
Ein Blockdiagramm, welches die Komponenten des Elektronikabschnitts oder der Elektronikvorrichtung 710 illustriert, ist in 32 dargestellt. Die PCB 310 umfasst einen Prozessor 20, einen Speicher 10 und eine Kommunikationsschnittstelle 730. Die PCB 310 kann ferner einen Aufwachsensor 87, eine Benutzerschnittstelle 720, eine Positionsanzeigeschnittstelle und/oder eine Getriebemotorschnittstelle 790 umfassen oder damit kommunizierend gekoppelt sein. Der Prozessor 20 wird auch als der Mikroprozessor bezeichnet, wie hierin beschrieben, und kann einen allgemeinen Prozessor, einen digitalen Signalprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, Kombinationen davon oder einen anderen jetzt bekannten oder später entwickelten Prozessor umfassen. Der Prozessor 20 kann eine einzelne Vorrichtung oder eine Kombination von Vorrichtungen sein, wie zum Beispiel durch gemeinsame oder parallele Verarbeitung.
Der Speicher 10 kann ein flüchtiger Speicher oder ein nichtflüchtiger Speicher sein. Der Speicher 10 kann einen oder mehrere eines Festwertspeichers (read only memory, ROM), eines Arbeitsspeichers (random access memory, RAM), eines Flash-Speichers, eines elektrisch löschbaren Programm-Festwertspeichers (electronic erasable program read only memory, EEPROM) oder andere Typen eines Speichers umfassen. Der Speicher 10 kann lösbar von der Vorrichtung 710 sein, wie zum Beispiel eine Secure-Digital (SD) Speicherkarte. In einem bestimmten nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel kann ein computerlesbares Medium einen Festkörperspeicher umfassen, wie zum Beispiel eine Speicherkarte oder ein anderes Paket, welches einen oder mehrere nichtflüchtige Festwertspeicher (read-only memories) aufnimmt. Ferner kann das computerlesbare Medium ein Arbeitsspeicher oder ein anderer flüchtiger wiederbeschreibbarer Speicher sein. Zusätzlich kann das computerlesbare Medium ein magneto-optisches oder ein optisches Medium, wie zum Beispiel eine Platte oder Bänder oder andere Speichereinrichtungen, umfassen. Dementsprechend ist die Offenbarung derart zu betrachten, dass sie ein oder mehrere eines computerlesbaren Mediums und andere Äquivalente und Nachfolgemedien umfasst, auf welchen Daten oder Befehle gespeichert werden können. Der Speicher wird verwendet, um Befehle für den Prozessor 20 zu speichern.
Der Speicher 10 ist ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium und wird als ein einzelnes Medium beschrieben. Allerdings umfasst der Begriff „computerlesbares Medium“ ein einzelnes Medium oder mehrere Medien, wie zum Beispiel zentralisierte oder verteilte Speicherstrukturen und/ oder assoziierte Cache-Speicher, welche betriebsfähig sind, um einen oder mehrere Sätze von Befehlen und anderen Daten zu speichern. Der Begriff „computerlesbares Medium“ soll ebenso jedes Medium umfassen, welches dazu geeignet ist, einen Satz von Befehlen, welche durch einen Prozessor ausgeführt werden sollen oder die ein Computersystem dazu veranlassen sollen, ein oder mehrere der hierin offenbarten Verfahren oder Vorgänge auszuführen, zu speichern, zu kodieren oder zu transportieren.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel können dedizierte HardwareImplementierungen, wie zum Beispiel anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, programmierbare Logikanordnungen und andere Hardwareeinrichtungen, konstruiert sein, um eines oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren zu implementieren. Anwendungen, welche die Vorrichtungen und Systeme verschiedener Ausführungsbeispiele umfassen, können allgemein eine Vielzahl von Elektronik- und Computersystemen umfassen. Eines oder mehrere der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele kann/können Funktionen implementieren, welche zwei oder mehrere spezifische miteinander verbundene Hardwaremodule oder -einrichtungen mit zugehörigen Steuer-/Regel- und Datensignalen verwenden, welche zwischen den und durch die Module oder als Abschnitte einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung kommuniziert werden können. Dementsprechend umfasst das vorliegende System Software-, Firmware- und Hardwareimplementierungen.
Die Leistungsversorgung 360 ist eine tragbare Leistungsversorgung, wie zum Beispiel die als ein Teil von hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen beschriebene Batterie. Die Leistungsversorgung kann die Generierung von elektrischer Leistung zum Beispiel unter Verwendung eines mechanischen Leistungsgenerators, einer Brennstoffzelleneinrichtung, photovoltaischer Zellen oder anderer Vorrichtungen zur Leistungsgenerierung einschließen. Die Leistungsversorgung kann eine Batterie umfassen, wie zum Beispiel eine Vorrichtung bestehend aus zwei oder mehreren elektrochemischen Zellen, welche gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die Leistungsversorgung 360 kann eine Batterie oder eine Kombination von mehreren Batterien oder andere leistungsbereitstellende Vorrichtungen umfassen. Es können speziell ausgestattete oder konfigurierte Batterietypen oder Standard- Batterietypen wie zum Beispiel CR 2012, CR 2016 und/oder CR 2032 verwendet werden.
Die Kommunikationsschnittstelle 730 stellt Daten- und/oder Signalkommunikation von der Vorrichtung 710 zu einer anderen Komponente des Fahrrads, wie zum Beispiel einem oder mehreren Drahtlosaktuatoren, oder zu einer externen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Mobiltelefon oder einer anderen Computervorrichtung, bereit. Die Kommunikationsschnittstelle 730 kommuniziert die Daten unter Verwendung einer betriebsfähigen Verbindung. Eine betriebsfähige Verbindung kann eine sein, in welcher Signale, physikalische Kommunikation und/oder logische Kommunikation gesendet und/oder empfangen werden können. Eine betriebsfähige Verbindung kann eine physikalische Schnittstelle, eine elektrische Schnittstelle und/oder eine Datenschnittstelle umfassen. Die Kommunikationsschnittstelle 730 ist dazu eingerichtet, drahtlos zu kommunizieren, und umfasst daher eine oder mehrere Antennen oder Funkeinrichtungen. Die Kommunikationsschnittstelle 730 stellt Drahtloskommunikation in einem bekannten oder später entwickelten Format bereit. Obwohl die vorliegende Beschreibung Komponenten und Funktionen beschreibt, die in bestimmten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf bestimmte Standards und Protokolle implementiert sein können, ist die Erfindung nicht auf solche Standards und Protokolle beschränkt. Beispielsweise repräsentieren Internetstandards und andere Paketvermittlungs-Netzwerkübertragung (z. B. TCP/IP, UDP/IP, HTML, HTTP, HTTPS) Beispiele des Standes der Technik. Solche Standards werden durch schnellere oder effizientere Gleichungen mit im Wesentlichen den gleichen Funktionen periodisch ersetzt. Zusätzlich oder alternativ können Standards wie Bluetooth®, ANT+™, ZigBee, WiFi und/oder AIREA™ verwendet werden. Dementsprechend werden Ersatzstandards und Protokolle, welche im Wesentlichen die gleichen oder ähnliche Funktionen wie die hierin offenbarten aufweisen als Äquivalente davon betrachtet. In einem Ausführungsbeispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 730 dazu eingerichtet sein, ein Signal zu übertragen, welches einen bestimmten und/oder einen erfassten Zustand eines in die Pedale Tretens eines Fahrradantriebsstrangs anzeigt. Ferner kann der bestimmte Zustand des in die Pedale Tretens drahtlos übertragen werden.
Die Getriebemotorschnittstelle 790 stellt eine Daten- und/oder Signalkommunikation von dem Getriebemotor 290 an die Schaltungsanordnung der PCB 310 bereit. Die Schnittstelle 790 kommuniziert unter Verwendung von drahtgebundenen Techniken. Beispielsweise kommuniziert die Schnittstelle 790 unter Verwendung eines Systembusses oder einer anderen Kommunikationstechnik mit dem Getriebemotor 290. Die Schnittstelle 790 kann zusätzliche elektrische und/oder elektronische Komponenten, wie zum Beispiel einen zusätzlichen Prozessor und/oder einen Speicher zum Erfassen, Kommunizieren und/oder andernfalls zum Verarbeiten von Signalen des Getriebemotors 290 umfassen. In einem Ausführungsbeispiel kann nicht eine dedizierte und eigene Getriebemotorschnittstelle 790 verwendet werden, sondern kann der Prozessor 20 dazu eingerichtet sein, die Getriebemotorsignale zu steuern/regeln, zu lesen und/oder zu verarbeiten, wodurch die Getriebemotorschnittstelle 790 in ihrer Gesamtheit oder teilweise in den Prozessor 20 integriert ist.
Die Vorrichtung 710 kann ferner eine Positionsanzeige 752 des Getriebemotors 290 oder eines damit gekoppelten Getriebes, wie zum Beispiel den hierin beschriebenen optischen Schalter 320, umfassen. Die Positionsanzeigeschnittstelle 752 stellt Daten- und/oder Signalkommunikation von der Positionsanzeige 752 an die Schaltungsanordnung der PCB 310 bereit. Die Schnittstelle 750 kommuniziert unter Verwendung von verdrahteten Techniken. Beispielsweise kommuniziert die Schnittstelle 750 unter Verwendung eines Systembusses oder einer anderen Kommunikationstechnik mit der Positionsanzeige 752. Die Schnittstelle 750 kann zusätzliche elektrische und/oder elektronische Komponenten, wie zum Beispiel einen zusätzlichen Prozessor und/oder einen Speicher zum Erfassen, Kommunizieren und/oder andernfalls zum Verarbeiten von Signalen der Positionsanzeige 752 umfassen. In einem Ausführungsbeispiel kann nicht eine dedizierte und separate Positionsanzeigeschnittstelle 750 verwendet werden, sondern der Prozessor 20 kann dazu eingerichtet sein, die Getriebemotorsignale zu steuern/regeln, zu lesen und/oder zu verarbeiten, wodurch die Positionsanzeigeschnittstelle 750 in ihrer Gesamtheit oder teilweise in den Prozessor 20 integriert ist.
Die Benutzerschnittstelle 720 kann eine oder mehrere Tasten, Leuchten oder eine andere Vorrichtung oder Komponente zum Kommunizieren von Daten zwischen einem Benutzer und der Vorrichtung 710 sein. Die Benutzerschnittstelle 720 kann ein Flüssigkristallanzeigefeld (liquid crystal display, „LCD“), eine Leuchtdiode („LED“), einen LED-Bildschirm, einen Dünnfilmtransistor-Bildschirm oder eine andere Art von Anzeige oder lichtemittierender Vorrichtungen umfassen. Die Benutzerschnittstelle 720 kann ferner Audioressourcen oder Lautsprecher umfassen.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Benutzerschnittstelle 720 eine LED-Anzeige, wie zum Beispiel die hierin beschriebene LED 350, umfassen. Die LED-Anzeige leuchtet, um einen Eingang von Befehlen oder andere Aktivitäten der Vorrichtung 710 anzuzeigen.
In einem Ausführungsbeispiel können die Vorrichtung 710 und/oder die PCB 310 einen Aufwachsensor 87 umfassen, welcher ferner dazu verwendet werden kann, die Leistungsversorgung 360 zu schonen. Der Aufwachsensor 87 kann dazu eingerichtet sein, eine Bewegung zu erfassen und eine Leistung an den Prozessor 20 und/oder andere Komponenten bereitzustellen, sobald eine Bewegung erfasst wurde. Ein Beispiel des Aufwachsensors kann einen Schalter vom „Kugel-im-Käfig-Typ“ (ballin-cage-type switch) umfassen, wobei eine Bewegung der Kugel innerhalb eines leitfähigen Käfigs die Kugel dazu veranlasst, den Käfig zu berühren und einen Schaltkreis zu schließen. In einem anderen Beispiel kann der Aufwachsensor ein Neigungssensor sein. Es wird ferner in Betracht gezogen, dass auch andere Aufwachsensoren, wie zum Beispiel einachsige oder mehrachsige Beschleunigungsmesser, verwendet werden können. In einem Ausführungsbeispiel, welches einen Beschleunigungsmesser als einen Aufwachsensor verwendet, kann ein eine Benutzung eines Fahrrades anzeigender Grenzwert von dem Beschleunigungsmesser verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Leistung an Komponenten der Vorrichtung 710 bereitzustellen ist.
Auf diese Weise kann der Prozessor 20 nur sehr wenig oder keine Leistung verbrauchen, es sei denn, die Vorrichtung 710 erfasst eine Bewegung, und kann die Antenne keine Leistung verbrauchen, es sei denn, die Vorrichtung 710 bestimmt, dass eine Bewegung einem in die Pedale Treten im Gegensatz zu einer anderen Ursache entspricht.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung können hierin beschriebene Verfahren mit Softwareprogrammen implementiert werden, welche durch ein Computersystem, wie zum Beispiel der an der PCB 310 umfassten Schaltungsanordnung, ausgeführt werden können. Ferner können Implementierungen in einem beispielhaften, nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel eine verteilte Verarbeitung, eine komponenten-/objektverteilte Verarbeitung und eine parallele Verarbeitung umfassen. Alternativ kann eine virtuelle Computersystemverarbeitung konstruiert sein, um eine oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren oder Funktionalitäten zu implementieren.
Ein Computerprogramm (auch bekannt als Programm, Software Softwareanwendung, Skript oder Code) kann in jeder Form einer Programmiersprache einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen geschrieben und in jeder Form einschließlich eines eigenständigen Programms oder als ein Modul, eine Komponente, ein Unterprogramm oder als eine andere Einheit bereitgestellt sein, welche zur Verwendung in einer Computerumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm muss nicht notwendigerweise einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Abschnitt einer Datei, welche andere Programme oder Daten trägt (zum Beispiel ein oder mehrere Skripten, welche in einem Auszeichnungssprachendokument gespeichert sind), in einer einzelnen Datei, welche dem betreffenden Programm gewidmet ist, oder in mehrfach koordinierten Dateien (z. B. Dateien, welche ein oder mehrere Module, Subprogramme oder Teile eines Codes speichern) gespeichert sein. Ein Computerprogramm kann bereitgestellt sein, um auf einem oder auf mehreren Computern ausgeführt zu werden, die an einem Standort angeordnet oder über mehrere Standorte verteilt und über ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind.
Die in dieser Beschreibung beschriebenen Prozesse und Logikflüsse können durch einen oder mehrere programmierbare Prozessoren durchgeführt werden, welche ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Funktionen durch ein Arbeiten mit Eingangsdaten und ein Generieren eines Outputs durchzuführen. Die Prozesse und Logikflüsse können ebenso durch eine spezielle Logikschaltungsanordnung, z. B. ein FPGA (feldprogrammierbares Gate-Array) oder eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) ausgeführt werden, und eine Vorrichtung kann als diese implementiert sein.
Wie in dieser Anmeldung verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Schaltungsanordnung“ oder „Schaltung“ auf alle der Folgenden: (a) Nur-Hardware-Schaltungsimplementierungen (wie zum Beispiel Implementierungen in nur analogen und/oder digitalen Schaltungsanordnungen) und (b) auf Kombinationen von Schaltungen und Software (und/oder Firmware), wie zum Beispiel (soweit anwendbar): (i) auf eine Kombination eines/von Prozessors/Prozessoren oder (ii) auf Abschnitte eines/von Prozessors/Prozessoren/ Software (einschließlich eines digitalen/digitaler Signalprozessors/Signalprozessoren), Software und (einen) Speicher, die zusammenarbeiten, um zu bewirken, dass eine Vorrichtung, wie ein Mobiltelefon oder ein Server, (eine) verschiedene Funktion(en) ausführt, und (c) auf Schaltungen, wie zum Beispiel einen oder mehrere Mikroprozessoren, einen Abschnitt eines/von Mikroprozessors/Mikroprozessoren, die Software oder Firmware für einen Betrieb benötigen, selbst wenn die Software oder Firmware nicht physisch vorhanden ist.
Diese Definition von „Schaltungsanordnung“ bezieht sich auf alle Verwendungen dieses Begriffes in dieser Anmeldung, einschließlich aller Ansprüche. Als ein weiteres Beispiel würde der Begriff „Schaltungsanordnung“, wie in dieser Anmeldung verwendet, ebenso eine Implementierung eines Prozessors (oder mehrerer Prozessoren) oder eines Abschnitts eines Prozessors und dessen (oder deren) zugehörige Software und/oder Firmware sowie andere Elektronikkomponenten abdecken. Der Begriff „Schaltungsanordnung“ würde ferner, beispielhaft und wenn er auf das bestimmte Anspruchselement anwendbar ist, eine integrierte Basisbandschaltung, eine in einem Anwendungsprozessor integrierte Schaltung für eine mobile Computervorrichtung oder eine ähnliche integrierte Schaltung in einem Server, einer zellulären Netzwerkvorrichtung oder einer anderen Netzwerkvorrichtungen abdecken.
Prozessoren, welche für die Ausführung eines Computerprogramms geeignet sind, umfassen beispielsweise sowohl Mikroprozessoren für allgemeine Zwecke als auch solche für spezielle Zwecke und einen oder mehrere Prozessoren aller Arten von Digitalcomputern. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor Befehle und Daten von einem Festwertspeicher (read only memory) oder einem Arbeitsspeicher (random access memory) oder von beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor zum Ausführen von Befehlen und ein oder mehrere Speichereinrichtungen zum Speichern von Befehlen und Daten. Ferner umfasst ein Computer im Allgemeinen eine oder mehrere Massenspeichereinrichtungen zum Speichern von Daten, zum Beispiel magnetische, magneto-optische Platten oder optische Platten, oder ist damit wirkverbunden, um Daten davon zu empfangen oder dorthin zu übermitteln. Allerdings muss ein Computer nicht notwendigerweise solche Einrichtungen aufweisen. Darüber hinaus kann ein Computer in eine andere Vorrichtung, zum Beispiel in ein Mobiltelefon, in einen Personal-Digital-Assistant (PDA), ein mobiles Audiowiedergabegerät (mobile audio player), einen GPS-Empfänger (Global Positioning System, GPS) oder in eine Vorrichtung 710 eingebettet sein, um nur einige zu nennen. Computerlesbare Medien, die zum Speichern von Computerprogrammbefehlen und -daten geeignet sind, umfassen alle Formen von nichtflüchtigem Speicher, Medien und Speichereinrichtungen, einschließlich beispielsweise Halbleiterspeichereinrichtungen, zum Beispiel EPROM, EEPROM und Flash- Speichervorrichtungen; magnetische Platten, zum Beispiel interne Festplatten oder entfernbare Platten; magneto-optische Platten und CD-ROM- und DVD-ROM-Disks. Der Prozessor und der Speicher können durch spezielle Logikschaltungsanordnungen ergänzt oder in diese integriert werden.
Im Sinne und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung sind andere Beispiele der Fahrerschnittstelle, des Paarungsverfahrens, der Drahtlossignalübertragung und des -empfangs und dergleichen möglich. In dem vorstehend beschriebenen Beispiel drückt und hält der Fahrer einen Aktuator oder eine Taste an einem Drahtlosaktuator, um die Sattelposition einzustellen, und lässt den Aktuator oder die Taste los, um die ausgewählte Position zu erreichen und beizubehalten. In einem alternativen Beispiel kann der Fahrer einen Aktuator oder eine Taste drücken und wieder loslassen, um die vertikale Position des Sattels einzustellen, und kann den gleichen Aktuator oder die gleiche Taste nochmal drücken und wieder loslassen, um dann eine ausgewählte Sattelposition beizubehalten. In einem weiteren Beispiel kann der Fahrer einen ersten Aktuator drücken und wieder loslassen, um die Sattelposition einzustellen, und dann einen zweiten, unterschiedlichen Aktuator drücken und wieder loslassen, um die ausgewählte Sattelposition zu halten und beizubehalten.
Andere Aspekte, Merkmale und Komponenten der offenbarten Sattelstützenanordnung 80 können ferner im Sinne und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden. In einem Beispiel kann das Elektronikmodul harte Anschläge an einem oder mehreren der Teile umfassen, um die Drehbewegung des Nockens und/oder des Motors zu beschränken. In einem Beispiel können sowohl die Motorhalteklammer als auch der Nocken ein hartes Anschlagselement umfassen.
Wie in 20 gezeigt, ist ein Nocken 400 illustriert, welcher im Wesentlichen derselbe wie der vorstehend beschriebene Nocken 274 ist. In diesem Beispiel bezeichnen beim Vergleich der beiden Nocken gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Der Nocken 400 kann einen Anschlagsvorsprung 402 mit entgegengesetzten Anschlagsflächen 404, 406 umfassen. Die Anschlagsflächen 404, 406 können derart eingerichtet sein, dass sie in entgegengesetzte Umfangsrichtungen weisen. In diesem Beispiel steht der Anschlagsvorsprung 402 radial relativ zu einem ersten Koaxialabschnitt 276 hervor und steht axial von einem Boden des scheibenförmigen Fotounterbrechers 322 hervor.
Wie in 21 gezeigt, ist ein Lagergehäuse 410 illustriert, welches im Wesentlichen ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen Lagergehäuse 262 ist. In diesem Beispiel bezeichnen beim Vergleich der beiden Motorhalteklammern gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Das Lagergehäuse 410 kann einen oberen Abschnitt 412 umfassen, welcher modifiziert ist, um einen Absatz 414 zu umfassen, welcher eine Zentralöffnung 416 durch das Gehäuse umgibt und welcher den Nocken 400 und damit assoziierte und vorstehend beschriebene Lager 270, 272 und 284 aufnehmen würde. Der Absatz 414 kann derart eingerichtet sein, dass der Anschlagsvorsprung 402 an dem Nocken 400 entlang dem Absatz 414 fahren kann, während sich der Nocken dreht. Das Lagergehäuse 410 weist ferner zwei Führungswände 418 auf, welche neben dem Absatz 414 nach oben hervorstehen und einander gegenüberliegend über das Gehäuse angeordnet sind. Ein Paar Anschläge 420 ist eng voneinander beabstandet an einer Seite des Absatzes 414 und der Führungswände 418 angeordnet. Die beiden Anschläge 420 stehen von dem Absatz 414 nach oben hervor und sind so positioniert, dass sie eine entsprechende der Anschlagsflächen 404, 406 berühren, wenn sich der Anschlagsvorsprung um den Absatz dreht, und zwar in Abhängigkeit von der Drehposition des Nockens 400.
22A-22C stellen Querschnittsansichten eines Kopfes 430 dar, welcher modifiziert wurde, um den Nocken 400 und das Lagergehäuse 410 zu umfassen. 22A zeigt den Nocken in einer Ausgangsposition, in welcher der Nocken so gedreht ist, dass der Isolator (nicht dargestellt) geschlossen ist und nicht in Berührung mit einem Abschnitt des Nockens steht. In dieser Position berührt die Anschlagsfläche 404 des Anschlagsvorsprungs 402 an dem Nocken 400 einen der Anschläge 420 an dem Absatz 414. 22B zeigt den Nocken 400 und den Anschlagsvorsprung 402 in einer von der Ausgangsposition weggedrehten Zwischenposition. 22C zeigt den vollständig zu einer Ventilöffnungsposition gedrehten Nocken 400, wodurch die Anschlagsfläche 406 des Anschlagsvorsprungs 402 an dem anderen Anschlag 420 anliegt, welcher von dem Absatz 414 nach oben hervorsteht. Harte Anschläge, wie zum Beispiel jene, welche in 20, 21 und 22A-22C offenbart sind, können als eine Sicherung oder als ein Ausfallsicherheitsmodus für das vorstehend beschriebene Beispiel des Betriebsverfahrens des Elektronikmoduls 92 eingebaut sein. Alternativ können solche harten Anschläge eingebaut sein, um die Baugruppe des Moduls und die Programmierung des Mikroprozessors an der PCB 310 zu vereinfachen. Die harten Anschläge können verwendet werden, um den sich in einer Richtung drehenden Motor 292 an Stelle von oder zu zusätzlich zu dem optischen Schalter 320 zu stoppen.
Die Ergänzung von harten Anschlägen zu dem Elektronikmodul 92 ist nur eine von vielen möglichen Modifikationen, die man an der Konfiguration, der Konstruktion und dem Betrieb der Sattelstützenanordnung 80 vornehmen kann. Andere Änderungen an den Betriebsverfahren und den Komponenten können ebenso im Sinne und Umfang der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden.
Bezugnehmend auf 2 und 23 ist der Sattel 56 fest an dem Kopf 90 befestigt. In einem Beispiel kann der Kopf 90 konstruiert sein, um einem Fahrer eine weitere Einstellung der Sattelposition, nicht nur der Sattelhöhe relativ zu dem Fahrradrahmen 52, wie vorstehend beschrieben, zu ermöglichen. In diesem Beispiel und bezugnehmend auf 23-25 ist der Kopf 90 dazu eingerichtet, den obengenannten Sattelklemmmechanismus 94 zu umfassen. In diesem Beispiel weist der Kopf 90 eine relativ große Durchgangsbohrung 440 auf, welche sich transversal durch den Kopf und vor dem Elektronikmodul 92 erstreckt. Eine Lageroberfläche 442, welche in die Durchgangsbohrung 440 an jeder Seite des Kopfes 90 führt, ist kegelstumpfartig oder konusförmig. Jede Lageroberfläche 442 der Durchgangsbohrung 440 verjüngt sich allmählich von dem Äußeren des Kopfes 90 zu dem Inneren des Kopfes hin auf einen kleineren Durchmesser. Eine erste oder rechte Seitenkappe 444 und eine zweite oder linke Seitenkappe 446 sind jeweils dazu eingerichtet, dass sie an einer entsprechenden Seite der Durchgangsbohrung 440 an dem Kopf 90 sitzen und diese abdecken oder abschließen. Jede Kappe 444, 446 weist eine männlich konische oder kegelstumpfartige Oberfläche 448 auf, welche geformt oder konturiert ist, um mit der zugehörigen Lageroberfläche 442 an der entsprechenden Seite der Durchgangsbohrung 440 entsprechend in Eingriff zu stehen.
Weiter bezugnehmend auf 2 und 23 sind eine erste oder rechte Seitenklemmvorrichtung 450 und eine zweite oder linke Seitenklemmvorrichtung 452 unmittelbar außerhalb der jeweiligen ersten und zweiten Klemmvorrichtung 450, 452 angeordnet. Der Sattel 56 weist ein Paar Schienen 454 auf, welche sich der Länge nach entlang und unterhalb des Sattels erstrecken. Die Schienen 454 sind der Breite nach voneinander beabstandet, wie in 23 und 24 gezeigt, und jede weist ein im Wesentliches lineares Segment 456 auf, wie in 2 gezeigt. Eine der Schienen 454 ist zwischen der ersten Klemmvorrichtung 450 und der ersten Kappe 444 an der rechten Seite des Kopfes 90 gefangen, und die andere der Schienen ist zwischen der zweiten Klemmvorrichtung 452 und der zweiten Kappe 446 an der linken Seite des Kopfes gefangen. Wie in 23 und 24 dargestellt, weist jede der Klemmvorrichtungen 450, 452 eine lineare Nut 458 mit einer Halbkreisquerschnittsform auf. Jede der Kappen 444, 446 weist eine entsprechende lineare Nut 460 mit einem Halbkreisquerschnitt auf. Wenn die Klemmvorrichtungen, wie nachstehend beschrieben, installiert sind, befindet sich jedes lineare Segment 456 jeder der Schienen 454 innerhalb eines der Paare Nuten 458, 460 und ist dadurch eingeklemmt.
Bezugnehmend auf 23-25 ist eine Sitzklemmmutter 462 durch fluchtende Löcher 464, 466 in der zweiten Kappe 446 bzw. der zweiten Klemmvorrichtung 452 aufgenommen. Ein Sitzklemmbolzen 468 ist gleichermaßen durch fluchtende Löcher 464, 466 in der ersten Kappe 444 bzw. der ersten Klemmvorrichtung 450 aufgenommen. Der Sitzklemmbolzen 468 weist ein Außengewinde auf, das wie ein Innengewinde in die Sitzklemmmutter 462 eingreift. Der Bolzen 468 und die Mutter 462 können locker gesichert sein, um die Komponenten, d. h. die Klemmvorrichtungen 450, 452 und die Kappen 444, 446, an dem Kopf 90 zu halten und die Schienen 454 zwischen den Klemmvorrichtungen und Kappen zu halten. Während diese locker verbunden sind, kann der Fahrer die Vorne-Hinten- und/oder Neigungspositionen des Sattels 56 einstellen.
Der Sattel 56 kann in einer linearen Vorne-Hinten-Richtung entlang einer Achse R der Schienen 454 eingestellt werden. Der Fahrer kann den Sattel in Richtung der Schienenachsen lediglich drücken oder ziehen und den Sattel in eine gewünschte Vorne-Hinten-Position in Richtung der Pfeile S in 26A verschieben. Zusätzlich können der Sattel 56 und die Schienen 454 zusammen mit der ersten und der zweiten Klemmvorrichtung 450, 452 und der ersten und der zweiten Kappe 444, 446 als eine Einheit um eine transversale Achse B gedreht werden, welche durch die Durchgangsbohrung 440 durch den Kopf 90 definiert ist. Die kegelstumpfartigen Oberflächen 448 an den Kappen 444, 446 können sich relativ zu den Lageroberflächen 442 an dem Kopf 90 innerhalb der Durchgangsbohrung drehen. Dadurch kann der Fahrer den Vorwärts- oder Rückwärtswinkel oder den Neigungswinkel des Sattels einstellen, wie zum Beispiel in eine waagerechte Position (26A und 27A), eine rückwärtsgeneigte Position (26B und 27B), eine vorwärtsgeneigte Position (26C und 27C) oder in eine beliebige Anzahl von Zwischenpositionen. Die Art und Weise, auf die der Fahrer die Kappen drehen kann, um den Neigungswinkel des Sattels 56 einzustellen, wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Sobald der Fahrer sowohl die Axial- oder Vorne-Hinten-Position als auch die Dreh- oder Neigungsposition des Sattels 56 auf die gewünschte(n) Position(en) eingestellt hat, kann der Fahrer den Sitzklemmbolzen 468 anziehen. Die Kombination des Bolzens 468 und der Sitzklemmmutter 462 kann eine hohe Druckkraft über den Kopf 90 ausüben. Die Kraft kann die Kappen 44, 446 vollständig in die Lageroberflächen 442, die Klemmvorrichtungen 450, 452 über die Kappen und die Schienen 454 innerhalb der Nuten 458, 460 setzen, wodurch der Sattel 56 an einer Stelle relativ zu dem Kopf 90 fixiert wird.
Die Sitzklemmmutter 462 kann einen rechteckigen Querschnitt 470 aufweisen, zum Beispiel unmittelbar benachbart zu einem Mutterkopf 472, wie in 23 gezeigt. Der rechteckige Querschnitt 470 kann in einen gleichermaßen rechteckig geformten Aufnahmeabschnitt 474 in dem Loch in der Klemmvorrichtung 452 eingesetzt sein. Die jeweiligen Formen des Querschnitts 470 und des Abschnitts 474 können miteinander kombiniert werden, um die Mutter an einem Drehen zu hindern, während der Sitzklemmbolzen 468 angezogen ist.
Der Kopf 90 umfasst ferner einen Mechanismus zur Unterstützung beim Einstellen des Neigungswinkels des Sattels 56. Wie in 23, 24 und 27A-27C gezeigt, kann der Kopf 90 ferner einen Kreuzdübel 480 umfassen. Ein Körper 482 des Kreuzdübels 480 ist zylinderartig, weist jedoch einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf. In einem Beispiel kann der Körper 482 in der Nähe der Mitte ein Zylinder sein, jedoch eine Doppel-D-Form mit Ebenen oder eine andere nicht runde Form an jedem seiner beiden Enden 484 aufweisen. Der Mittelteil weist ein Gewindeeinstellloch 486 auf, welches lotrecht zu der Länge des Körpers 482 orientiert ist. Ein erstes der Enden 484 des Kreuzdübels 480 steht mit einem Loch 488 in der ersten Kappe 444 in Eingriff. Ein zweites der Enden 484 des Kreuzdübels 580 steht mit einem Loch 488 in der zweiten Kappe 446 in Eingriff.
Ein Einstellbolzen 490 ist durch ein Installationsloch 492 in einem Vorderteil des Kopfes 90 aufgenommen, wie in 23 und 27A dargestellt. Der Einstellbolzen 490 ist in das Einstellloch 486 in dem Kreuzdübel 480 eingeschraubt. Das Installationsloch 492 ist ebenso mit einem Gewinde versehen, weist jedoch einen ausreichend großen Durchmesser auf, um den Einstellbolzen 490 einschließlich des Bolzenkopfes 494 locker in den Kopf 90 passieren zu lassen. Stattdessen ist ein Halter 496 in das Installationsloch 492 geschraubt, wie in 27A gezeigt. Damit der Einstellmechanismus richtig funktioniert, ist der Halter 496 in einer Tiefe montiert, d. h. installiert, wobei er den Bolzenkopf 494 des Einstellbolzens 490 nur fast berührt oder nur fast an diesem „ausläuft“. Zum Beispiel kann der Halter 496 während der Montage so in das Installationsloch 492 geschraubt werden, dass er den Bolzenkopf 494 berührt, jedoch dann leicht zurückgedreht oder „zurückgesetzt“ werden, sodass der Halter den Bolzenkopf nicht mehr berührt. In einem Beispiel kann der Halter 496 installiert und mit einer kommerziell verfügbaren Gewindesicherungsverbindung, wie zum Beispiel LOCTITE-„Threadblocker Blue 242“-Klebstoff, an einer Stelle gehalten werden. Der Kreuzdübel 480, der Einstellbolzen 490 und der Halter 496 können vorzugsweise in der Fabrik in dem Kopf 90 vorinstalliert werden. Im Gegensatz zu anderen Teilen in der Anordnung des Kopfes 90 können der Kreuzdübel 480, der Einstellbolzen 490 und der Halter 496 nicht dazu bestimmt sein, durch den Benutzer während einer normalen Benutzung von dem Kopf 90 entfernt zu werden.
Der Betrieb des Neigungseinstellmechanismus ist wie folgt. Der Fahrer kann die Kappen 444, 446 und die Klemmvorrichtungen 450, 452 auch hier locker an dem Kopf 90 installieren, wie vorstehend beschrieben. Dadurch wird das Loch 488 in jeder Klemmvorrichtung 450, 452 mit dem entsprechenden freigelegten Ende 484 an dem Kreuzdübel 480 in Eingriff treten. Die Löcher 488 in den Klemmvorrichtungen 450, 452 und den Enden 484 an dem Kreuzdübel 480 sollten zusammenwirkend dazu eingerichtet sein, um etwas Spielraum oder Spiel sowohl translatorisch als auch rotatorisch zwischen den Enden und den Löchern zuzulassen. Jedoch sollte das Ausmaß des Spielraums oder des Spiels noch die allgemeine laterale Position und Drehorientierung des Kreuzdübels aufrechterhalten, welcher den Einstellbolzen 490 und das Einstellloch 486 aufweist, welche locker innerhalb des Kopfes 90 zentriert und allgemein vorwärts- und rückwärtsgerichtet sind. Ein derart erhöhtes Spiel zwischen den Kreuzdübelenden 484 und den Löchern 488 kann dabei helfen, eine übermäßige Hemmung oder Bindung des Kreuzdübels 480 zu verhindern.
Wenn der Sitzklemmbolzen 468 noch leicht locker ist, kann der Benutzer dann ein geeignetes Werkzeug verwenden, um den Einstellbolzen 490 zu drehen. Innerhalb des Kopfes 90 ist der Bolzenkopf 494 in seiner Axialrichtung zwischen einer Stufe oder einer Schulter 498 innerhalb des Installationslochs 492 und dem Halter 496 locker eingespannt oder gefangen. Somit kann sich der Einstellbolzen 490 im Wesentlichen nur drehen. Während der Einstellbolzen 490 gedreht wird, zieht der Bolzen daher abhängig von der Drehrichtung entweder den Kreuzdübel 480 zu dem Bolzenkopf 494 oder drückt den Kreuzdübel weg von dem Bolzenkopf. Da die Enden 484 des Kreuzdübels 480 mit den Löchern 488 in der ersten und der zweiten Kappe 444, 446 in Eingriff stehen und da die Kappen dazu gezwungen sind, sich nur um die Durchgangsbohrungsachse B zu drehen, werden sich die Kappen um die Achse B drehen, während sich der Kreuzdübel über eine Drehung des Einstellbolzens bewegt. Insbesondere können sich die erste und die zweite Kappe 444, 446 und damit der Sattel 56 in 26A-27C im Uhrzeigersinn drehen, wenn der Fahrer den Einstellbolzen 490 im Uhrzeigersinn dreht (von der rechten Seite in den Figuren aus unmittelbar auf den Bolzenkopf 494 schauend). Die Kappen 444, 446 und der Sattel 56 können sich gegen den Uhrzeigersinn drehen, wenn der Fahrer den Einstellbolzen 490 gegen den Uhrzeigersinn dreht (von der rechten Seite in den Figuren aus unmittelbar auf den Bolzenkopf 494 schauend). Da der Kreuzdübel 480 dazu gezwungen ist, sich in einem gekrümmten Pfad zusammen mit der ersten und der zweiten Kappe 444, 446 zu bewegen, wird der Einstellbolzen 490 an seinem Kopf leicht schwenken. Der Bolzenkopf 494 sollte dies dürfen, da der Halter 496, wie vorstehend beschrieben, nicht fest gegen den Bolzenkopf geschraubt ist. Da ferner der Sattel 56, die erste und die zweite Klemmvorrichtung 450, 452, die Sitzklemmmutter 462 und der Sitzklemmbolzen 468 allesamt noch locker mit den Kappen 444, 446 gehalten sind, werden sich diese Teile ebenfalls drehen, während sich die Kappen drehen. Der Fahrer kann lediglich durch Drehen des Einstellbolzens 490 den Winkel des Sattels 56 auf die gewünschte Orientierung einstellen. Sobald der gewünschte Winkel erreicht ist und der Fahrer den Sattel 56 axial entlang der Schienen 454, wie vorstehend beschrieben, positioniert hat, kann der Fahrer den Sitzklemmbolzen 468 zum Beispiel auf ein festgelegtes oder gewünschtes Drehmoment anziehen. Der Sattel 56 ist dann auf die Präferenzen des Fahrers eingestellt und einsatzbereit.
Ein alternatives Beispiel einer Sattelstützenanordnung 500 ist in 28 und 29 dargestellt. In diesem Beispiel umfasst die Sattelstützenanordnung 500 keine der höheneinstellbaren Komponenten, welche vorstehend unter Bezugnahme auf 1-22C beschrieben sind. Während die Sattelstützenanordnung 80 eine drahtlose, elektrische, höheneinstellbare Sattelstütze umfasste, weist die Sattelstützenanordnung 500 eine einfache Sattelstütze mit einer fixierten Länge oder ein Rohr 502 mit einer fixierten Länge auf, welche(s) unmittelbar innerhalb eines Rahmenrohrs 89 eines Fahrradrahmens 52 nach oben und nach unten verschoben werden kann, um eine Sattelhöhe einzustellen. Die in diesem Beispiel zur Einstellung des Sattelneigungswinkels verwendeten Teile des Kopfes 504 sind identisch mit den Teilen, welche in dem vorhergehenden Beispiel verwendet wurden, welches unter Bezugnahme auf 23-27C beschrieben wurde, mit der Ausnahme, dass der Kopf 504 integral mit dem Hauptkörper der Sattelstütze oder des Rohres 502 ausgebildet sein kann und keinerlei Merkmale zur Aufnahme eines Elektronikmoduls 92, eines Ventils 220 oder dergleichen umfasst. Alternativ kann der Kopf 504 ein separates Teil sein, welches fest an dem oberen Abschnitt der Sattelstütze oder des Rohres 502 angebracht ist. Die Konstruktion, Anordnung und Installation der Sattelklemmmechanismen sind identisch mit jenen des auf 23-27C bezugnehmenden Beispiels. Dieser Aspekt der einstellbaren Sattelstützenanordnung ist daher weder auf das Vorliegen von Elektronik oder einer höheneinstellbaren Sattelstütze angewiesen noch erfordert er diese, um zu funktionieren.
Ein weiteres alternatives Beispiel einer Sattelstützenanordnung 680 ist in 31 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel integriert ein automatisches Sitzwinkeleinstellungssystem 602. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das automatische Sitzwinkeleinstellungssystem ein Gestänge 604. Das Gestänge 604 umfasst wenigstens eine obere Verbindung 606 und eine untere Verbindung 608. Die untere Verbindung 608 ist an der Manschette 182 des unteren Rohres 82 an einem ersten Gelenk 609 befestigt. Die obere Verbindung 606 ist an dem Sattelklemmmechanismus 94 an einem zweiten Gelenk 607 befestigt. Die obere Verbindung 606 ist an der unteren Verbindung 608 an einem dritten Gelenk 610 befestigt. Das erste und das dritte Gelenk 609, 610 umfassen Reibungsreduktionseinrichtungen 611, 612, um eine relative Drehbewegung zwischen den befestigten Komponenten, wie zum Beispiel Lagern oder Buchsen, zu erleichtern. Das zweite Gelenk 607 umfasst eine drehfeste Verbindung an den Sattelklemmmechanismus 94, der Sattelklemmmechanismus ist jedoch drehbar relativ zu dem Kopf oder dem Gehäuse 90. Daher kann der Sattel 56 drehbar um einen Winkel θ von einer ersten Winkelposition P1 zu einer zweiten Winkelposition P2 sein, wie durch das Sitzwinkeleinstellungssystem 602 zu der Höhe des Sitzes entlang der Rohrachse T korreliert. Wenn sich die höheneinstellbare Sattelstützenanordnung 680 zum Beispiel in einer vollständig eingefahrenen Position oder auf niedrigster Höhe befindet, bewirkt das Gestänge 604, dass der Sitz in der zweiten Winkelposition P2 eingerichtet ist. Wenn sich die höheneinstellbare Sattelstützenanordnung 680 in einer vollständig ausgefahrenen Position oder auf höchster Höhe befindet, bewirkt das Gestänge 604, dass der Sitz in der ersten Winkelposition P1 eingerichtet ist. Das automatische Sitzwinkeleinstellungssystem 602 ermöglicht es dem Sattel 56, automatisch in einer der bevorzugten Winkelpositionen P1, P2 für die ausgefahrene Orientierung und die eingefahrene Orientierung sowie in jeder Winkelposition dazwischen in Abhängigkeit von einer Ausfahrhöhe positioniert zu werden, weil der Sitzwinkel über das automatische Sitzwinkeleinstellungssystem 602 mit der Sattelstützenhöhe gekoppelt ist.
Obwohl Ausführungsformen zu Illustrationszwecken beschrieben worden sind, werden Fachleute auf diesem Gebiet erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang und Sinn der Offenbarung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorangehende Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend betrachtet wird, und dass es sich versteht, dass alle Äquivalente und/oder Kombinationen von Ausführungsbeispielen und Beispielen dazu bestimmt sind, in diese Beschreibung eingeschlossen zu sein.
Es versteht sich, dass die Elemente und Merkmale, welche in den angehängten Ansprüchen vorgetragen werden, auf verschiedene Arten kombiniert werden können, um neue Ansprüche zu formulieren, welche gleichermaßen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen. Während somit die unten angehängten abhängigen Ansprüche von nur einem einzigen unabhängigen oder abhängigen Anspruch abhängen, versteht es sich, dass diese abhängigen Ansprüche alternativ abhängig von einem vorhergehenden oder folgenden Anspruch gemacht werden können, ob unabhängig oder abhängig, und dass solche neuen Kombinationen derart zu verstehen sind, dass sie einen Teil der vorliegenden Beschreibung bilden.
Obwohl bestimmte Teile, Komponenten, Merkmale und Betriebsverfahren und eine Verwendung einer einstellbaren Sattelstützenanordnung hierin gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, ist der Umfang der Abdeckung dieses Gebrauchsmusters nicht darauf beschränkt. Im Gegenteil deckt dieses Gebrauchsmuster alle Ausführungsbeispiele der Lehren der Offenbarung ab, die angemessen in den Umfang zulässiger Äquivalente fallen.
Eine Sattelstützenanordnung für ein Fahrrad weist ein erstes Rohr mit einem ersten distalen Ende und ein zweites Rohr mit einem zweiten distalen Ende auf. Das erste Rohr und das zweite Rohr sind relativ zueinander beweglich, um einen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten distalen Ende zu schaffen. Eine erste Druckkammer weist einen Lastdruck auf, welcher proportional zu einer Last ist, welche entlang der Rohrachse aufgebracht wird. Eine zweite Druckkammer weist einen zweiten Druck auf, welcher nicht proportional zu der Last ist. Ein Strömungspfad verbindet die erste und die zweite Druckkammer. Ein Ventil ist entlang des Strömungspfades angeordnet und dazu eingerichtet, sich zwischen einer geschlossenen Position, welche den Strömungspfad verschließt, und einer geöffneten Position zu bewegen, welche den Strömungspfad zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer öffnet. Ein Isolator des Ventils ist dazu eingerichtet, jede resultierende Kraft aufzuheben, welche durch den Lastdruck der ersten Druckkammer erzeugt wird, welcher auf den Isolator wirkt.
Aspekte der Erfindung
Aspekt 1: Sattelstützenanordnung für ein Fahrrad, wobei die Sattelstützenanordnung umfasst:

ein erstes Rohr, welches ein erstes distales Ende aufweist;
ein zweites Rohr, welches ein zweites distales Ende aufweist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr relativ zueinander beweglich sind, um einen Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende entlang einer Rohrachse zu schaffen;
eine erste Druckkammer, welche einen Lastdruck aufweist, welcher proportional zu einer Last ist, welche entlang der Rohrachse aufgebracht wird;
eine zweite Druckkammer, welche einen zweiten Druck aufweist, welcher nicht proportional zu der Last ist;
einen Strömungspfad, welcher die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer verbindet; und
ein Ventil, welches einen Isolator aufweist, welcher entlang des Strömungspfades angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, sich zwischen einer geschlossenen Position, welche den Strömungspfad verschließt, und einer geöffneten Position zu bewegen, welche den Strömungspfad zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer öffnet,
wobei der Isolator dazu eingerichtet ist, jede resultierende Kraft aufzuheben,
welche durch den Lastdruck der ersten Druckkammer erzeugt wird, welcher auf den Isolator wirkt.

Aspekt 2: Sattelstützenanordnung nach Aspekt 1, wobei sich der Isolator zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position entlang einer Isolierungsachse bewegt.
Aspekt 3: Sattelstützenanordnung nach Aspekt 1 oder 2, wobei der zweite Druck ein voreingestellter Druck ist und wobei eine Isolierungskraft, welche durch den voreingestellten Druck in der zweiten Druckkammer erzeugt wird, auf ein distales Ende des Isolators wirkt.
Aspekt 4: Sattelstützenanordnung nach Aspekt 3, wobei der Isolator in der geschlossenen Position gegen einen Ventilsitz durch die Isolierungskraft vorgespannt ist, welche durch den voreingestellten Druck in der zweiten Druckkammer erzeugt wird, welcher auf den Isolator wirkt.
Aspekt 5: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der Isolator in der geschlossenen Position gegen einen Ventilsitz durch eine Isolierungskraft vorgespannt ist, welche durch einen voreingestellten Druck in der zweiten Druckkammer erzeugt wird, welcher auf einen Abschnitt des Isolators wirkt.
Aspekt 6: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei eine Lastkraft, welche durch den Lastdruck in der ersten Druckkammer erzeugt wird, auf einen Zwischenabschnitt des Isolators wirkt.
Aspekt 7: Sattelstützenanordnung nach Aspekt 6, wobei der Zwischenabschnitt des Isolators gegenüberliegende Oberflächenbereiche in einer Richtung entlang einer Achse des Isolators umfasst.
Aspekt 8: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei eine Lastkraft, welche durch den Lastdruck in der ersten Druckkammer erzeugt wird und welche auf den Isolator wirkt, entlang einer Isolierungsachse ausgeglichen ist.
Aspekt 9: Sattelstützenanordnung nach Aspekt 8, wobei die Lastkraft durch gegenüberliegende Oberflächenbereiche an dem Isolator entlang der Isolierungssachse ausgeglichen ist.
Aspekt 10: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei eine Betätigungsachse des Isolators nicht parallel zu der Rohrachse ist.
Aspekt 11: Sattelstützenanordnung nach Aspekt 10, wobei eine Betätigungsachse lotrecht zu der Rohrachse ist.
Aspekt 12: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei eine Betätigungskraft, welche erforderlich ist, um das Ventil unter einer größeren Last zu betätigen, die auf das zweite distale Ende des zweiten Rohres aufgebracht wird, geringer als die Betätigungskraft ist, welche erforderlich ist, um das Ventil unter einer kleineren Last zu betätigen, die auf das zweite distale Ende des zweiten Rohres aufgebracht wird.
Aspekt 13: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der Isolator in der geschlossenen Position vorgespannt verschlossen durch eine Fluidschließkraft ist, welche auf den Isolator wirkt und durch den zweiten Druck erzeugt wird, wobei die Fluidschließkraft größer als eine Fluidöffnungskraft ist, welche auf den Isolator wirkt und durch den Lastdruck erzeugt wird, wodurch der Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende aufrechterhalten wird, und
wobei der Isolator in der geöffneten Position entgegen der Fluidschließkraft durch eine Kombination der Fluidöffnungskraft und einer Betätigungskraft geöffnet wird, die auf den Isolator wirkt, wodurch Fluid zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer über den Strömungspfad ausgetauscht werden kann und wodurch der Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende eingestellt werden kann.
Aspekt 14: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das erste Rohr einen Innendurchmesser aufweist und das zweite Rohr einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser, sodass das zweite Rohr teleskopisch verschiebbar entlang der Rohrachse ist, um das zweite Rohr relativ zu dem ersten Rohr auszufahren und einzufahren, um den Abstand zwischen dem zweiten distalen Ende und dem ersten distalen Ende einzustellen.
Aspekt 15: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, ferner umfassend:

ein erstes Fluidreservoir, welches die erste Druckkammer, die zweite Druckkammer und den Strömungspfad umfasst.

Aspekt 16: Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei der Isolator mit gegenüberliegenden Oberflächen eingerichtet ist, sodass eine Fluidöffnungskraft, welche auf eine Oberfläche der gegenüberliegenden Oberflächen wirkt, durch eine Fluidschließkraft ausgeglichen wird, welche auf eine andere Oberfläche der gegenüberliegenden Oberflächen wirkt, die der einen Oberfläche gegenüberliegt, wobei die Fluidöffnungskraft und die Fluidschließkraft entlang einer Achse des Isolators wirken.
Aspekt 17: Sattelstütze für ein Fahrrad, wobei die Sattelstütze umfasst:

ein erstes Rohr, welches ein erstes distales Ende aufweist;
ein zweites Rohr, welches ein zweites distales Ende aufweist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr relativ zueinander entlang einer Rohrachse beweglich sind, um eine Höhe eines Befestigungsabschnitts eines Sattelstützenkopfs zum Befestigen eines Fahrradsattels zu schaffen, wobei der Befestigungsabschnitt an dem zweiten distalen Ende getragen ist; und einen Batteriepack, welcher eine Batterie und ein Batteriegehäuse umfasst, wobei das Batteriegehäuse zur lösbaren Befestigung des Batteriepacks an dem Befestigungsabschnitt eingerichtet ist und dazu eingerichtet ist, eine Leistung zum Betreiben eines Höheneinstellsystems der Sattelstütze bereitzustellen.

Aspekt 18:Sattelstütze nach Aspekt 17, wobei das Höheneinstellsystem umfasst:

ein Ventil, welches zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position betriebsfähig ist, um jeweils selektiv eine Einstellung der Höhe des Befestigungsabschnitts zuzulassen und zu verhindern.

Aspekt 19:Sattelstütze nach Aspekt 18, ferner umfassend:

einen Drahtlosaktuator, welcher entfernt von dem Ventil und dem Batteriepack positioniert ist, wobei der Drahtlosaktuator betätigbar ist, um das Ventil selektiv zu betreiben.

Aspekt 20: Sattelstütze nach einem der Aspekte 17 bis 19, wobei das Höheneinstellsystem eine Entlüftungsöffnung umfasst, die sich selektiv zu einer Fluiddruckkammer öffnet.
Aspekt 21: Sattelstütze nach einem der Aspekte 17 bis 20, wobei das Höheneinstellsystem umfasst:

einen Motor, welcher betriebsfähig mit dem Batteriepack gekoppelt ist und in einem ersten Radialabstand von einer Rohrachse der Sattelstütze angeordnet ist, wobei der erste Radialabstand größer als ein zweiter Radialabstand von der Rohrachse zu einer äußeren Wand des zweiten Rohres der Sattelstütze ist.

Aspekt 22: Sattelstütze nach einem der Aspekte 17 bis 20, wobei das Höheneinstellsystem ferner umfasst:

einen Isolator, welcher entlang eines Strömungspfades angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, sich zwischen einem geschlossenen Zustand, welcher den Strömungspfad verschließt, und einem geöffneten Zustand zu bewegen, welcher den Strömungspfad zwischen einer Lastdruckkammer und einer Kammer mit voreingestelltem Druck öffnet; und
eine Antriebseinrichtung, welche eine exzentrische Lageroberfläche aufweist, welche dazu eingerichtet ist, ein distales Ende des Isolators zu berühren, um ein Ventil, welches den Isolator umfasst, zu betätigen.

Aspekt 23: Sattelstütze nach Aspekt 22, wobei die Antriebseinrichtung ein Lager umfasst, welches an der exzentrischen Lageroberfläche befestigt ist, wobei das Lager einen Innenlaufring, welcher mit der exzentrischen Lageroberfläche in Berührung steht, und einen Außenlaufring aufweist, welcher den Isolator berührt.
Aspekt 24: Sattelstütze nach Aspekt 23, wobei das Lager ein Kugellager ist.
Aspekt 25: Sattelstütze nach einem der Aspekte 17 bis 24, wobei das Höheneinstellsystem umfasst:

einen Drahtlosaktuator, welcher entfernt von dem Batteriepack positioniert ist; einen Motor; und
eine Leiterplatte, welche dazu eingerichtet ist, den Motor als Reaktion auf Signale zu betreiben, welche von dem Drahtlosaktuator empfangen werden.

Aspekt 26: Sattelstütze nach Aspekt 25, wobei der Motor an dem zweiten distalen Ende des zweiten Rohres positioniert ist.
Aspekt 27: Sattelstütze nach Aspekt 26, wobei der Motor an oder in dem Befestigungsabschnitt getragen ist.

Claims

Sattelstützenanordnung für ein Fahrrad, wobei die Sattelstützenanordnung umfasst: ein erstes Rohr, welches ein erstes distales Ende aufweist; ein zweites Rohr, welches ein zweites distales Ende aufweist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr relativ zueinander beweglich sind, um einen Abstand zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende entlang einer Rohrachse zu schaffen; eine erste Druckkammer; eine zweite Druckkammer; einen Strömungspfad, der die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer verbindet; ein Ventil, das entlang des Strömungspfades angeordnet und dazu eingerichtet ist, sich zwischen einer geschlossenen Position, welche den Strömungspfad verschließt, und einer geöffneten Position, welche den Strömungspfad öffnet, zu bewegen; eine Antriebskomponente, um das Ventil zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position zu betätigen; einen Anschlag, der dazu eingerichtet ist, das Ventil zu berühren, wobei die Antriebskomponente dazu eingerichtet ist, sich nicht mehr zu bewegen, wenn der Anschlag das Ventil berührt; ein Höheneinstellsystem zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten distalen Ende und dem zweiten distalen Ende; eine Abdeckung zum Abdecken des Höheneinstellsystems; und einen Batteriepack, welcher eine Batterie und eine Batteriehülle umfasst, wobei der Batteriepack eine Leistung zum Betreiben des Höheneinstellsystems bereitstellt, wobei der Batteriepack abnehmbar an der Abdeckung angebracht ist.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Antriebskomponente einen Motor umfasst.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 2, wobei der Motor aufhört, sich zu drehen, wenn der Anschlag das Ventil berührt.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Anschlag einen ersten Anschlag, der dazu eingerichtet ist, das Ventil zu berühren, um die geöffnete Position des Ventils anzuzeigen, und einen zweiten Anschlag, der dazu eingerichtet ist, die geschlossene Position des Ventils anzuzeigen, aufweist.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 4, wobei die Antriebskomponente ein Motor ist und der Motor aufhört, sich in einer ersten Richtung zu drehen, wenn der erste Anschlag das Ventil berührt, und der Motor aufhört, sich in einer zweiten Richtung zu drehen, wenn der zweite Anschlag das Ventil berührt.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Ventil umfasst: ein Gehäuse mit einem eine Zentralöffnung umgebenden Absatz, wobei der erste und der zweite Anschlag entlang des Absatzes beabstandet sind; und einen Nocken, der durch den Motor drehbar und durch die Zentralöffnung aufgenommen ist, wobei der Nocken einen Anschlagsvorsprung aufweist, der dazu eingerichtet ist, entlang des Absatzes verlagert zu werden, wenn der Nocken durch den Motor gedreht wird, um den ersten und den zweiten Anschlag zu berühren.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner umfasst: eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen eines Drahtlossignals von einem Drahtlosaktuator, der an einem Lenker des Fahrrads angebracht ist, um das Ventil zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position zu betätigen; einen Prozessor zum Steuern einer Leistung zu der Antriebskomponente basierend auf dem Drahtlossignal; und eine Leistungsversorgung, die dazu eingerichtet ist, für die Kommunikationsschnittstelle, den Prozessor und die Antriebskomponente Leistung bereitzustellen.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 7, wobei die Leistungsversorgung auf einer Rückseite der Sattelstützenanordnung relativ zu einer Vorwärtsrichtung des Fahrrads angeordnet ist.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 7, wobei die Leistungsversorgung auf einer Vorderseite des Sattelstützenanordnung relativ zu einer Vorwärtsrichtung des Fahrrads angeordnet ist.
Sattelstützenanordnung nach einem der Ansprüche 7-9, wobei die Leistungsversorgung abnehmbar an der Sattelstützenanordnung angebracht ist.
Sattelstützenanordnung nach einem der Ansprüche 7-10, wobei die Leistungsversorgung unweit der Antriebskomponente, des Prozessors und der Kommunikationsschnittstelle angeordnet ist.
Sattelstützenanordnung nach einem der Ansprüche 7-11, wobei die Leistungsversorgung an einer anderen vertikalen Stelle an der Sattelstütze angeordnet ist als einer vertikalen Stelle der Antriebskomponente, des Prozessors und der Kommunikationsschnittstelle.
Sattelstützenanordnung nach einem der Ansprüche 7-12, wobei die Leistungsversorgung an einer anderen vertikalen Stelle angeordnet ist als einer vertikalen Stelle eines an dem ersten distalen Ende des ersten Rohres angebrachten Kopfes.
Sattelstützenanordnung nach einem der Ansprüche 7-13, die ferner einen Sattelklemmmechanismus zum Anbringen eines Sattels an der Sattelstützenanordnung umfasst, wobei die Leistungsversorgung an der Sattelstützenanordnung vor dem Sattelklemmmechanismus angeordnet ist.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner einen Prozessor zum Steuern einer Leistung für die Antriebskomponente umfasst, wobei die Antriebskomponente einen Getriebemotor umfasst, wobei der Getriebemotor Getriebemotorsignale an den Prozessor überträgt, wobei die Getriebemotorsignale eine Position des Getriebemotors angeben.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Druckkammer eine innere Fluidkammer ist, die durch das von einem Fahrer auf einen Sattel aufgebrachte Gewicht mit Druck beaufschlagt wird, und die zweite Druckkammer eine äußere Fluidkammer mit einem ringförmigen Bereich um die erste Druckkammer ist, wobei die zweite Druckkammer bei Ausfahren der Sattelstützenanordnung über einen internen Schwimmkolben mit Druck beaufschlagt wird.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ventil einen Isolator umfasst, der entlang des Strömungspfades angeordnet und dazu eingerichtet ist, sich zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position zu bewegen, wobei der Isolator dazu eingerichtet ist, jede resultierende Kraft aufzuheben, die durch den auf den Isolator wirkenden Lastdruck der ersten Druckkammer erzeugt wird.
Sattelstützenanordnung nach einem der Ansprüche 2-17, wobei das Ventil umfasst: einen Isolator, der entlang des Strömungspfades angeordnet und dazu eingerichtet ist, sich zwischen der geschlossenen Position und der geöffneten Position zu bewegen, einen Drehnocken, der mit einer Ausgangswelle des Motors verbunden ist, wobei der Drehnocken eine Nockenachse aufweist und um die Nockenachse drehbar ist, um den Isolator zu berühren und den Isolator in die geöffnete Position zu bewegen.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 18, wobei der Drehnocken umfasst: einen ersten Abschnitt, der um die Nockenachse drehbar ist, und einen zweiten Abschnitt, der exzentrisch um die Nockenachse drehbar ist, ein Ventil, das ein Lagergehäuse zum Lagern des Drehnockens und eines Kugellagers umfasst, wobei das Kugellager derart an dem zweiten Abschnitt des Nockens aufgenommen ist, dass das Kugellager bei Drehung des zweiten Abschnitts den Isolator berührt, um den Isolator in die geöffnete Position zu bewegen.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 19, wobei der Drehnocken einen dritten Abschnitt, der zu dem ersten Abschnitt koaxial und um die Nockenachse drehbar ist, und einen vierten Abschnitt, der zu dem zweiten Abschnitt koaxial und um die Nockenachse exzentrisch drehbar ist, umfasst, wobei der zweite und der vierte Abschnitt zwischen dem ersten und dem dritten Abschnitt angeordnet sind.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Höheneinstellsystem eine Mehrzahl elektrischer Kontakte umfasst, um eine Mehrzahl entsprechender elektrischer Kontakte des Batteriepacks zu kontaktieren, wenn der Batteriepack abnehmbar an der Abdeckung angebracht ist.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 21, wobei die Mehrzahl elektrischer Kontakte des Höheneinstellsystems federvorgespannte elektrische Kontakte sind, die von dem Höheneinstellsystem nach außen durch die Abdeckung vorgespannt sind.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 21 oder 22, die ferner eine Dichtung umfasst, die die Mehrzahl elektrischer Kontakte des Höheneinstellsystems umgibt.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 23, wobei die Abdeckung eine Außenfläche mit einer Nut aufweist, die derart bemessen und geformt ist, dass sie die Dichtung aufnimmt.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Dichtung derart bemessen und eingerichtet ist, dass sie zusammengedrückt ist, wenn der Batteriepack abnehmbar an der Abdeckung angebracht ist.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 25, wobei die Dichtung den Batteriepack von der Außenfläche der Abdeckung weg vorspannt.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner einen Verriegelungshebel umfasst, der relativ zu der Abdeckung drehbar ist, um mit der Batteriehülle in Eingriff zu kommen.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 27, die ferner eine Verriegelungsachse oder einen Verriegelungsstift umfasst, die bzw. der in ein Loch der Abdeckung eingepresst ist, wobei die Verriegelungsachse oder der Verriegelungsstift auch derart durch eine Bohrung des Verriegelungshebels läuft, dass der Verriegelungshebel um die Verriegelungsachse oder den Verriegelungsstift drehbar ist.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 27 oder 28, wobei die Batteriehülle eine Arretierung aufweist und wobei der Verriegelungshebel eine entsprechende Raste aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit der Arretierung in Eingriff zu kommen.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 29, wobei die Batteriehülle ein Eingriffsmerkmal gegenüber der Arretierung aufweist, wobei das Eingriffsmerkmal derart angeordnet ist, dass es mit einem entsprechenden Eingriffsmerkmal in der Abdeckung in Eingriff kommt.
Sattelstützenanordnung nach Anspruch 30, wobei die Batteriehülle um das Eingriffsmerkmal drehbar ist, wenn es mit dem entsprechenden Eingriffsmerkmal in der Abdeckung in Eingriff steht.
Sattelstützenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner eine Leuchtdiode und eine optisch transparente oder lichtdurchlässige Linse umfasst, wobei die optisch transparente oder lichtdurchlässige Linse an einem entsprechenden Loch in der Abdeckung fixiert und derart angeordnet ist, dass das von der Leuchtdiode emittierte Licht die Linse durchdringt und sichtbar ist.