DE10041046A1

DE10041046A1 - Aufhängungssystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10041046A1
Application number: DE10041046A
Authority: DE
Inventors: Paul H Turner
Original assignee: Maverick American LLC
Current assignee: Maverick American LLC
Priority date: 2000-02-11
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: AU2001236871A1; WO2001058748A1; DE20014496U1; US20030011167A1; GB2359051A; US6854753B2; GB0018708D0; US6450521B1; EP1263644A1; CA2399468A1; CA2399468C; FR2804930B1; DE10041046B4; FR2804930A1; EP1263644A4; GB2359051B

Abstract

Ein Aufhängungssystem für ein Hinterrad eines mehrrädrigen Fahrzeugs umfaßt ein vorderes Bauteil (12), das an den Sattel (26) und an eine Vorderradgabel (30) gekoppelt ist. Das vordere Bauteil (12) besitzt einen ersten Drehpunkt (38) und einen vertikal über diesem liegenden zweiten Drehpunkt (42). Ein hinteres Bauteil (46) ist funktional an eine Achse (56) eines Hinterrades gekoppelt. Das hintere Bauteil (46) besitzt einen hinter dem ersten Drehpunkt (38) liegenden dritten Drehpunkt (50). Ein gleitfähiger Verbinder (60) ist starr an das hintere Bauteil (46) gekoppelt, während er an dem zweiten Drehpunkt (42) angelenkt ist. Ein Verbindungsteil (44) ist an dem ersten Drehpunkt (38) des vorderen Bauteils (12) und an dem dritten Drehpunkt (50) des hinteren Bauteils (46) angelenkt.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Aufhängungssysteme für Fahrzeuge und insbesondere ein Aufhängungssystem für Radfahrzeuge wie etwa für Fahrrä der, das in Verbindung mit dem Hinterrad eines Mehrradfahrzeugs wie etwa eines Fahrrades verwendet werden kann.

Aufhängungssysteme werden in verschiedenen Fahrzeugen umfassend ge nutzt. Viele dieser Aufhängungssysteme werden immer komplizierter. Zum Beispiel besteht ein Trend zu zunehmend komplizierteren Fahrradaufhän gungssystemen sowohl für das Hinter- als auch für das Vorderrad.

Bei der Konstruktion eines Fahrzeugaufhängungssystems sollten verschiedene Parameter in Betracht gezogen werden. Solche Parameter können z. B. die Stoßfederung, die Fahrgestell-Rollsteuerung gegenüber Bremsen oder Be schleunigen, die durch das Drehmoment der Antriebskette bewirkte unnötige Aufhängungsbewegung, das Rahmengewicht, die Komplexität, die Steifheit und dergleichen sein.

Wenn z. B. das Hinterrad eines Fahrzeugs auf eine Unebenheit trifft, wird eine nach oben und nach hinten gerichtete Kraft auf das Rad erzeugt. Somit lindert eine Aufhängungskonstruktion, bei der sich das Rad nach oben und nach hin ten bewegen kann, die Auswirkung des Stoßes am besten. Als weiteres Bei spiel kann das Fahrgestell, da der Schwerpunkt des Fahrers hoch über dem Fahrrad liegt, beim Bremsen oder Beschleunigen zum Rollen neigen. Beim Betätigen der Bremsen neigt die Masse des Fahrers an sich dazu, sich weiter nach vorn zu bewegen und über das Fahrgestell "zu rollen" oder "zu kippen". Das Umgekehrte geschieht beim Beschleunigen. Somit neigen die Räder beim Beschleunigen dazu, unter dem Fahrer herauszufahren, was dazu führt, daß das Fahrgestell nach hinten kippt. Diese Tendenz verstärkt sich beim Anstieg an einem steilen Berg. Somit neigt die beim Bremsen oder Beschleunigen erzeugte Kraft dazu, mehr Gewicht auf eines der Räder zu verlagern, während das Gewicht auf das andere Rad verringert wird.

Es wurden verschiedene Aufhängungssysteme entwickelt, um solche Wirkun gen zu kompensieren. Obgleich viele Abwandlungen existieren, fallen die meisten Systeme allgemein in drei Hauptkategorien. Die Einteilung in diese Kategorien kann nach Art des Radgelenks erfolgen. Üblicherweise konzentrie ren sich die Abwandlungen innerhalb jeder Kategorie darauf, wie ein Stoß dämpfer eingebaut und aktiviert wird. Einige Systeme besitzen einen einfa chen Strebenaufbau, während bei anderen komplexe Verbindungen verwendet werden, um eine progressive Stoßdämpferbewegung zu erzielen, oder der Stoßdämpfer an einem zweckmäßigeren Ort an dem Rahmen angeordnet wird. Bei den meisten Systemen haben jedoch der Einbau und die Aktivierung des Stoßdämpfers wenig mit der Grundfunktion des Systems zu tun.

Die erste allgemeine Kategorie ist eine drehgelenkfreie Konstruktion. Bei dieser Konstruktion wird ein Stoßdämpfer zwischen der Hinterradgabel und dem Sitzrohr angebracht, während die Bewegung des Rades einfach dadurch erreicht wird, daß sich die Hinterradgabel biegen kann. Da sich die Hinterrad gabel biegt, anstatt sich um ein Drehgelenk zu drehen, ist der mögliche Bewe gungsbereich beschränkt. Die Hinterradgabel ist üblicherweise unten am Rahmen am Tretlager (an der Pedalwelle) angebracht, so daß sich der Weg des Rades, während sich das Rad nach oben bewegt, nach vorn bewegt. Obgleich die drehgelenkfreie Konstruktion verhältnismäßig leicht und wartungsfrei konstruiert werden kann, besitzt die Konstruktion eine beschränkte Bewegung und eine schlechte Radtrajektorie.

Die zweite allgemeine Kategorie ist eine Einzeldrehgelenk-Konstruktion. Diese Konstruktion ähnelt der vieler derzeit konstruierter Motorräder. Bei dieser Konstruktion verbindet ein hinteres Dreieck- oder Schwenkarmteil das Rad mit dem Rahmen. Der Schwenkarm schwingt an einem einzelnen Dreh punkt. Der Ort des Drehgelenks schwankt von Konstruktion zu Konstruktion beträchtlich und ist von signifikantem Einfluß auf die Funktion des Systems. Der Ort des Drehpunkts hängt im wesentlichen von Kompromissen ab. Das Anordnen des Drehpunkts in der Nähe des Tretlagers ermöglicht eine einfache Rahmenkonstruktion und eine minimale Verlängerung der Kette während der Fortbewegung des Rades. Die Radtrajektorie ist jedoch schlecht. Das Anheben des Drehgelenks an dem Rahmen verbessert die Trajektorie, verstärkt aber das Kettenlängenproblem und beeinträchtigt die bauliche Integrität des Rahmens insbesondere dann, wenn das Drehgelenk außerdem nach vorn verschoben wird, um einen langen Schwenkarm (der Abstand zwischen dem Rad und dem Drehgelenk) zu erreichen. Ein längerer Schwenkarm besitzt eine konstantere Trajektorienrichtung, während ein kurzer Schwenkarm dazu neigt, starke Än derungen der Hock- und Anti-Hock-Wirkungen (pro- and anti-squat effects) hervorzurufen.

Eine Abwandlung der einfachen Drehgelenkkonstruktion besteht in der Inte gration des Tretlagers (der Pedalwelle) in den Schwenkarm. Dies wird übli cherweise als vereinheitlichtes hinteres Dreieck (URT) bezeichnet. Die Ab wandlung mildert die Kettenlängenprobleme, wobei das auf dem Schwenkarm lastende Gewicht des Fahrers aber die Aufhängungseigenschaften zu stören beginnt, wenn das Drehgelenk an dem Rahmen weiter vorn und oben ange ordnet wird. Somit besitzen solche Konstruktionen typischerweise eine schlechte Fahrgestell-Rollsteuerung, die nur unter Beeinträchtigung anderer Merkmale verringert werden kann.

Die dritte allgemeine Kategorie ist eine Viergelenkverbindung. Solche Sy steme sind z. B. in den US-Patenten Nr. 5.452.910 und 5.791.674 beschrieben, die hier in ihrer Gesamtheit als Literaturhinweis eingefügt sind. Allgemein ist das Rad bei einem Viergelenkverbindungssystem im wesentlichen an einem Schenkel eines Parallelogramms angeordnet. Dies schafft eine linearere Tra jektorie für das Rad und kann so konfiguriert werden, daß eine Rückwärtsbe wegung erzielt wird. Wenn hierbei zu weit gegangen wird, kann jedoch das Kettenlängenproblem auftreten. Ferner ist der Einbau eines Stoßdämpfers in solche Systeme häufig eine schwierige Aufgabe, die lediglich weitere Dreh gelenke zu einer bereits komplizierten Konstruktion hinzufügt. Somit sind solche Systeme häufig schwer, während sie signifikante Wartung erfordern und einen hohen Grad an Biegung des Rahmens erfahren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Aufhängung zu schaffen, die verschiedene Betriebsparameter und Fahrbedingungen be rücksichtigt, so daß die Auswirkungen eines Stoßes gemildert werden, wäh rend außerdem eine Fahrgestell-Rollsteuerung und ausgezeichnete Steigfähig keiten, eine einfache Konstruktion und wenig Wartung sowie weitere Merk male geschaffen werden, so daß die Aufhängung die obenerwähnten Nachteile nicht besitzt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Aufhängungssystem für ein Hinterrad eines mehrrädrigen Fahrzeugs nach Anspruch 1 bzw. durch ein Fahrrad nach Anspruch 10 bzw. durch ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrrades nach Anspruch 19. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprü chen angegeben.

In einer Ausführungsform wird ein Aufhängungssystem für ein Hinterrad eines mehrrädrigen Fahrzeugs geschaffen. Das System umfaßt ein vorderes Bauteil, das funktional mit einem Sitz und mit einer Vorderradgabel verbun den sein kann. Das vordere Bauteil besitzt einen ersten Drehpunkt sowie einen vertikal über diesem liegenden zweiten Drehpunkt. Ferner enthält das Aufhän gungssystem ein hinteres Bauteil, das funktional mit einer Achse eines Hinter rades gekoppelt sein kann. Das hintere Bauteil besitzt einen dritten Drehpunkt, der hinter dem ersten Drehpunkt des vorderen Bauteils liegt. Ein gleitfähiger Verbinder ist fest an das hintere Bauteil gekoppelt, während er an dem zweiten Drehpunkt des vorderen Bauteils angelenkt ist. An dem ersten Drehpunkt des vorderen Bauteils und an dem dritten Drehpunkt des hinteren Bauteils ist eine konstruktive Verbindung angelenkt.

Gemäß einem besonderen Aspekt sind das erste, das zweite und das dritte Drehgelenk so angeordnet, daß sich die Hinterradachse nahezu auf einer Ge raden bewegt, die in bezug auf eine Vertikale durch die Achse um etwa 15° bis etwa 20° in Uhrzeigerrichtung angewinkelt ist. Wenn das Hinterrad auf eine Unebenheit trifft, kann es sich auf diese Weise nahezu geradlinig nach oben und nach hinten bewegen, um deren Auswirkung zu mildern. Ähnlich verringert die Bewegung der Hinterradachse entlang einer solchen Linie die Stärke des durch Bremsen oder Beschleunigen verursachten Rollens des Fahr gestells. Außerdem ermöglicht die verhältnismäßig einfache Konstruktion des Aufhängungssystems, den Gesamtrahmen des Fahrzeugs starr, mit niedrigen Kosten und verhältnismäßig leicht zu konstruieren.

Gemäß einem weiteren besonderen Aspekt enthält das vordere Bauteil ein Vorderradgabel-Lenkrohr, ein Unterrohr, ein Hinterrohr und eine mit diesem gekoppelte Sitzrohrhalterung. Der erste Drehpunkt liegt vertikal unter der Sitzrohrhalterung und hinter dem Vorderradgabel-Lenkrohr. Ferner liegt der zweite Drehpunkt zwischen dem ersten Drehpunkt und der Sitzrohrhalterung. Zweckmäßig kann der zweite Drehpunkt an dem Hinterrohr angebracht sein. In einem weiteren Aspekt kann der dritte Drehpunkt vertikal unter dem gleit fähigen Verbinder und vor der Hinterradachse liegen.

Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt umfaßt der gleitfähige Verbinder einen Stoßdämpfer mit einem fest an das hintere Bauteil gekoppelten Außen rohr. Der gleitfähige Verbinder enthält ferner ein Innenrohr, das in dem Au ßenrohr gleiten kann und an dem zweiten Drehpunkt angelenkt ist.

Das Aufhängungssystem kann in sehr verschiedenen mehrrädrigen Fahrzeu gen einschließlich Motorrädern, Mopeds, Fahrrädern, Personenkraftfahrzeu gen und dergleichen verwendet werden. Bei Verwendung mit einem Fahrrad kann das Aufhängungssystem außerdem eine Pedalwelle zum Drehen einer Kette enthalten, die ihrerseits das Hinterrad dreht. Die Pedalwelle kann zweckmäßig an dem Verbindungsteil, an dem vorderen Bauteil oder an dem hinteren Bauteil angebracht sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine linke Seitenansicht einer Ausführungsform eines Fahrrades mit einem Aufhängungssystem gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Vorderansicht des Fahrrades nach Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Rückansicht des Fahrrades nach Fig. 1; und

Fig. 4 eine ausführlichere Ansicht des Aufhängungssystems des Fahrrades nach Fig. 1.

Die Erfindung schafft Aufhängungssysteme, die insbesondere mit einem Hin terrad eines mehrrädrigen Fahrzeugs verwendet werden können. Obgleich die Aufhängungssysteme ihre umfassendste Anwendung bei Fahrrädern finden, können sie auch mit anderen mehrrädrigen Fahrzeugen einschließlich Motor rädern, Mopeds, Geländefahrzeugen, Personenkraftfahrzeugen und derglei chen verwendet werden.

Die Aufhängungssysteme der Erfindung helfen, den Fahrer, wenn er auf ver schiedene Fahrzustände wie etwa Beschleunigen, Bremsen, Auftreffen auf eine Unebenheit oder auf holpriges Gelände und dergleichen trifft, in einem allgemein konstanten Abstand vom Boden zu halten. Außerdem verleihen die Aufhängungssysteme dadurch, daß sie helfen, das Hinterrad beim Anstieg auf den Boden gedrückt zu halten, dem Fahrzeug eine ausgezeichnete Steigfähig keit.

Ein weiteres Merkmal der Aufhängungssysteme der Erfindung besteht darin, daß sie ermöglichen, daß sich die Hinterradachse nahezu auf einer Geraden bewegt, die gegenüber einer Vertikalen durch die Hinterradachse um etwa 15° bis etwa 20° in Uhrzeigerrichtung angewinkelt ist. Diese Bewegung der Hin terachse ermöglicht, daß der Fahrer allgemein eben bleibt, wenn er eine Un ebenheit erfährt, da das Hinterrad sich ungefähr um den gleichen Winkel, unter dem der Kraftvektor gerichtet ist, nach oben und hinten bewegen kann. Dadurch, daß sich die Hinterachse auf einer Geraden anstatt auf einem engen Bogen bewegen kann, kann der Fahrer ferner beim Beschleunigen und Brem sen allgemein eben bleiben. Zum Beispiel erzeugt eine solche Bewegung der Hinterradachse beim Beschleunigen eine "Anti-Hock"-Kraft, die die Neigung der Aufhängung zum Zusammendrücken ausgleicht. Genauer versucht das Hinterrad, beim Beschleunigen "unter das Fahrgestell zu fahren", wobei es die Aufhängung zu verlängern versucht, was somit, da sich das Rad auf einer konstanten Linie nach hinten sowie nach oben bewegen kann, die "Anti- Hock"-Kraft erzeugt. Dies wirkt den während der Beschleunigung erzeugten Druckkräften entgegen. Demgegenüber bewirkt eine solche Bewegung der Hinterradachse beim Bremsen, daß das Hinterrad von dem Fahrgestell "weg gezogen wird", was in der Aufhängung eine Druckkraft oder Hock-Kraft er zeugt. Eine solche Kraft neigt dann dazu, dem Vorwärtsrollen des Fahrgestells beim Bremsen entgegenzuwirken.

Eine solche Bewegung der Hinterradachse kann dadurch bewirkt werden, daß das Aufhängungssystem aus einem vorderen Bauteil und aus einem hinteren Bauteil konstruiert wird, die mit einem sowohl an dem vorderen Bauteil als auch an dem hinteren Bauteil angelenkten Verbindungsteil miteinander ge koppelt sind. Ferner enthält das Aufhängungssystem einen gleitfähigen Ver binder, der starr an das hintere Bauteil gekoppelt ist, während er in einem Punkt, der vertikal über der Verbindung zwischen dem vorderen Bauteil und der Verbindung liegt, an dem vorderen Bauteil angelenkt ist. Das Aufhän gungssystem kann im wesentlichen einen beliebigen Typ eines gleitfähigen Verbinders verwenden, wobei es optional einen Stoßdämpfer verwenden kann, der sich je nach Bewegung des Aufhängungssystems zusammendrücken oder ausdehnen kann. Wenn sich der Fahrer bei einer solchen Konfiguration auf den Sitz des Fahrzeugs setzt, bewegt sich das Aufhängungssystem idealer weise in eine durch das Gewicht des Fahrers bestimmte Gleichgewichtsstel lung. Während der Fahrer mit dem Fahrrad zu fahren beginnt, bewegt sich der Punkt, an dem die Hinterachse an dem hinteren Bauteil befestigt ist, nahezu auf einer Geraden, die in bezug auf eine Vertikale durch die Achse um etwa 15° bis etwa 20° in Uhrzeigerrichtung (von der linken Seite des Fahrzeugs aus gesehen) angewinkelt ist. Mit anderen Worten, die Hinterachse kann sich in bezug auf die Vertikale um etwa 15° bis etwa 20° nach oben und nach hinten oder nach unten und nach vorn bewegen. Die Hinterachse des Rades kann sich je nach den besonderen Fahrbedingungen wie etwa beim Auftreffen auf eine Unebenheit oder auf holpriges Gelände, beim Beschleunigen, beim Bremsen oder dergleichen vertikal über oder unter die Gleichgewichtsstellung bewegen. Typischerweise kann sich die Hinterradachse in bezug auf die Gleichge wichtsstellung ungefähr 2,5 cm bis ungefähr 20 cm bewegen, während der Sitz des Fahrzeugs allgemein feststehend bleibt.

Ein besonderer Vorteil des Aufhängungssystems der Erfindung ist seine ver hältnismäßig einfache Konstruktion. Auf diese Weise kann ein Fahrradrahmen auf verhältnismäßig preiswerte Weise konstruiert werden. Ferner kann das resultierende Fahrzeug mit wenig Teilen verhältnismäßig leicht konstruiert werden. Die einfache Konstruktion verringert außerdem den Umfang der er forderlichen Wartung. Ferner ermöglicht die einfache Konstruktion, die Pe dalwelle an verschiedenen Stellen anzubringen, um aus der Kettenspannung resultierende Probleme zu minimieren.

Es wird nun eine in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform eines Fahrra des 10 beschrieben, wobei klar ist, daß das in Verbindung mit dem Fahrrad 10 beschriebene Aufhängungssystem, wie zuvor erwähnt wurde, mit anderen mehrrädrigen Fahrzeugen verwendet werden kann. Das Fahrrad 10 umfaßt einen Rahmen 12, der aus einem Oberrohr 14, aus einem Vorderradgabel- Lenkrohr 16, aus einem Unterrohr 18 und aus einem Hinterrohr 20 konstruiert ist. An das Hinterrohr 20 ist eine Sitzhalterung 22 gekoppelt. Wie im Gebiet bekannt ist, kann ein Sitzrohr 24 mit einem Sattel 26 durch die Halterung 22 in dem Hinterrohr 20 gleiten. Obgleich der Rahmen 12 mit einer besonderen Konfiguration gezeigt ist, ist klar, daß er in sehr verschiedenen Konfiguratio nen konstruiert sein, wobei er die gleichen Elemente, wie sie eben beschrieben wurden, oder andere Elemente verwenden kann. Somit soll die Erfindung nicht auf die in Fig. 1 gezeigte spezifische Konfiguration des Rahmens 12 begrenzt sein.

An das Lenkrohr 16 ist eine Halterung 28 gekoppelt, um eine Vorderradgabel- Baueinheit 30 an dem Rahmen 12 anzubringen. Wie im Gebiet bekannt ist, enthält die Vorderradgabel-Baueinheit 30 eine Lenkstange 32, um ein mit der Vorderradgabel-Baueinheit 30 gekoppeltes Vorderrad 34 zu drehen. Die Vor derradgabel-Baueinheit 30 kann optional Vorderradestoßdämpfer 31 enthalten, wie sie etwa von verschiedenen Lieferern einschließlich Rockshox Inc. kom merziell verfügbar sind.

Ferner enthält der Rahmen 12 eine Drehgelenkstütze 36 mit einem Drehpunkt 38 sowie eine weitere Drehgelenkstütze 40 mit einem Drehpunkt 42. Die Drehgelenkstütze 40 ist so angeordnet, daß sie vertikal über der Drehgelenk stütze 36 und vertikal unter der Sitzhalterung 22 liegt.

An der Drehgelenkstütze 36 ist ein Verbindungsteil 44 angelenkt, so daß es sich um den Drehpunkt 38 dreht. Eine solche Drehverbindung ist ausführlicher in Fig. 4 gezeigt. Außerdem ist das Verbindungsteil 44 mit einer Drehgelenk stütze 48 mit einem Drehpunkt 50 an einen Ausleger 46 angelenkt. Das Ver bindungsteil 44 ist an der Verbindungsstütze 48 angelenkt, so daß es um den Drehpunkt 50 drehbar ist. Auf diese Weise kann sich das Verbindungsteil 44 sowohl in bezug auf den Rahmen 12 als auch in bezug auf den Ausleger 46 drehen.

An den Ausleger 46 ist ein Hinterrad 52 gekoppelt. Zweckmäßig enthält der Ausleger 46 eine Halterung 54, mit der eine Achse 56 des Hinterrades 52 an dem Ausleger 46 angebracht werden kann. Optional kann ein Erweiterungsteil 58 enthalten sein, das eine zusätzliche konstruktive Abstützung schafft. Wie gezeigt ist, bilden der Ausleger 46 und das Erweiterungsteil 58 eine Konstruk tion, die einem herkömmlichen hinteren Dreieck ähnelt. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung nicht auf eine spezifische konstruktive Konfiguration des Aus legers 46 oder auf die Verwendung des Erweiterungsteils 58 begrenzt ist.

Zwischen den Ausleger 46 und den Rahmen 12 ist ein gleitfähiger Verbinder 60 gekoppelt. Wie gezeigt ist, besitzt der Verbinder 60 die Form eines Stoß dämpfers. Es ist jedoch klar, daß irgendein Typ eines gleitfähigen Verbinders verwendet werden kann, wobei er optional Stoßdämpfungsfähigkeiten enthal ten kann. Der Verbinder 60 enthält ein das starr an dem Ausleger 46 ange brachtes Außenrohr 62. Ein Innenrohr 64 kann in dem Außenrohr 62 gleiten. Das Innenrohr 64 ist an der Drehgelenkstütze 40 angelenkt, so daß es sich um den Drehpunkt 42 drehen kann. Falls das Erweiterungsteil 58 verwendet wird, ist es starr mit dem Außenrohr 62 verbunden. Wie allgemein in der gleichzei tig anhängigen US-Anmeldung mit der lfd. Nr. . . ., eingereicht am selben Tag wie die vorliegende Anmeldung, beschrieben ist, deren vollstän dige Offenbarung hier durch Literaturhinweis eingefügt ist, kann der gleitfä hige Verbinder 60 optional verschiedene Stellknöpfe 66, 68 und 70 zum Än dern der Stoßdämpffähigkeiten des gleitfähigen Verbinders 60 enthalten.

Die besondere Anordnung der Drehpunkte 38, 42 und 50 bildet zusammen mit dem Verbindungsteil 44 und dem gleitfähigen Verbinder 60 ein hinteres Auf hängungssystem für das Hinterrad 52. Das Aufhängungssystem des Fahrrades 10 ist so beschaffen, daß sich die Achse 56 des Hinterrades 52, wenn ein Fah rer auf dem Sattel 26 sitzt und das Fahrrad 10 auf einer Oberfläche rollt, längs eines durch die Bezugslinie 72 identifizierten nahezu geraden Wegs bewegt. Der Winkel zwischen der Bezugslinie 72 und der vertikalen Bezugslinie 74 ist als der Winkel θ definiert. Die Anordnung der Drehpunkte 38, 42 und 50 ist außerdem so gewählt, daß der Winkel θ während des Betriebs des Aufhän gungssystems im Bereich von etwa 15° bis etwa 20° liegt.

Das Aufhängungssystem des Fahrrades 10 hilft, den Sattel 26 in bezug auf den Boden allgemein eben zu halten, wenn das Fahrrad 10 auf schwierige Fahrbe dingungen trifft. Wenn das Fahrrad 10 beschleunigt wird, erzeugt die Masse des Fahrers z. B. Kräfte, die dazu neigen, den Verbinder 60 zusammenzudrüc ken, was bewirkt, daß das Fahrwerk nach hinten rollt. Das Aufhängungssy stem des Fahrrades 10 wirkt dem mit einer Anti-Hock-Kraft entgegen, die dadurch erzeugt wird, daß die Hinterachse 56 entlang der Linie 72 nach vorn und nach unten bewegt wird. Diese Bewegung neigt dazu, den gleitfähigen Verbinder 60 zu verlängern, um den Druckkräften entgegenzuwirken. Umge kehrt neigt das Fahrgestell dazu, beim Bremsen nach vorn zu rollen. Das Auf hängungssystem des Fahrrades 10 wirkt dem dadurch entgegen, daß es die Hinterachse 56 entlang der Linie 72 nach oben und nach hinten bewegt, um den gleitfähigen Verbinder 60 zusammenzudrücken.

Als weiteres Beispiel neigen die beim Fahren auf holprigem oder unebenen Gelände durch eine Unebenheit erzeugten Kräfte dazu, das Hinterrad 52 nach hinten und nach oben zu drücken. Die Konfiguration des Aufhängungssystems ermöglicht, daß sich die Hinterradachse 56 längs der Linie 72 nach hinten und nach oben bewegt, so daß das Hinterrad 52 auf die Unebenheit treffen kann, ohne daß die Kraft auf den Sattel 26 übertragen wird.

Die Konfiguration des Aufhängungssystems nach Fig. 1 ist somit vorteilhaft, da sie ein ruhiges Fahren über verschiedene Oberflächen ermöglicht. Gleich zeitig ist das Aufhängungssystem des Fahrrades 10 besonders gut geeignet, eine angemessene Bodenhaftung des Hinterrades beim Anstieg auf steilen Oberflächen zu schaffen. Wie zuvor beschrieben wurde, versucht sich der Verbinder 60 unter bestimmten Bedingungen (wie z. B. beim Anstieg an ei nem Berg) zusammenzudrücken, was bewirkt, daß das Fahrgestell nach hinten rollt. Durch Schaffung des Aufhängungssystems wird diese Tendenz über wunden, so daß die Stellung des Fahrers beim Fahren unter verschiedenen Bedingungen allgemein konstant bleiben kann. Außerdem ist das Aufhän gungssystem so beschaffen, daß es, wenn es Stöße erfährt, diesen Wirkungen wie zuvor beschrieben entgegenwirkt.

Ein weiteres Merkmal des Fahrradaufhängungssystems des Fahrrades 10 ist seine verhältnismäßig einfache Konstruktion. Das Fahrrad 10 als solches kann auf verhältnismäßig preiswerte Weise konstruiert werden. Ferner verringert die einfache Konstruktion die Wartung des Fahrrades. Ein weiterer Vorteil der einfachen Konstruktion besteht darin, daß eine Pedalwelle 76 mit Pedalen 78 an verschiedenen Stellen mit dem Fahrrad 10 gekoppelt werden kann. Wie in den Fig. 1-3 gezeigt ist, ist die Pedalwelle 76 mit dem Verbindungsteil 44 gekoppelt. Da die Drehverbindung zwischen dem Verbindungsteil 44 und dem Ausleger 46 vorgesehen ist, werden die Kettenlängenprobleme signifikant verringert. Alternativ kann die Pedalwelle 76 mit dem Ausleger 46 oder mit dem Rahmen 12 gekoppelt sein. Die Anordnung der Pedalwelle 76 an dem Verbindungsteil 44 kann als Kompromiß zwischen der Anordnung an dem Rahmen (wo Änderungen in bezug auf die Kettenlänge signifikant sein kön nen) oder an dem Schwenkarm (wo während der Bewegung der Aufhängung eine signifikante Pedalbewegung auftreten kann) dienen.

Wenn die Pedalwelle 76 an die Verbindung 44 gekoppelt ist, kann an das Verbindungsteil 44 außerdem zweckmäßig eine Kettenschaltungshalterung 80 gekoppelt werden. Alternativ kann die Kettenschaltungshalterung 80 je nach Ort der Pedalwelle 76 an andere Stellen verschoben werden. Obgleich dies nicht gezeigt ist, ist klar, daß, wie im Gebiet bekannt ist, eine Kette von der Pedalwelle 76 zu einem hinteren Zahnrad des Hinterrades 52 verläuft.

Somit ermöglichen die Aufhängungssysteme der Erfindung, daß sich ein mehrrädriges Fahrzeug über holpriges und unebenes Gelände bewegt, wäh rend es gleichzeitig ein allgemein ruhiges Fahren aufrechterhält. Ferner be grenzt die Konstruktion des Aufhängungssystems die Stärke des durch Brem sen oder Beschleunigen verursachten Rollens des Fahrgestells. Außerdem ermöglicht die Einfachheit der Konstruktion weniger Bauteile, so daß sich die Kosten und das Gewicht des Fahrrades verringern können.

Um ein klares Verständnis zu schaffen, wurde die Erfindung hier ausführlich beschrieben. Es ist jedoch klar, daß bestimmte Änderungen und Abwandlun gen vorgenommen werden können, die im Umfang der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

1. Aufhängungssystem für ein Hinterrad eines mehrrädrigen Fahrzeugs, gekennzeichnet durch
ein vorderes Bauteil (12), das funktional an ein Vorderrad (34) gekoppelt ist und einen ersten Drehpunkt (38) und einen vertikal über diesem liegenden zweiten Drehpunkt (42) besitzt;
ein hinteres Bauteil (46), das funktional an eine Achse (56) eines Hinterrades (52) gekoppelt ist und einen hinter dem ersten Drehpunkt (38) des vorderen Bauteils (12) liegenden dritten Drehpunkt (50) besitzt;
einen axial gleitfähigen Verbinder (60), der an das hintere Bauteil (46) starr gekoppelt ist und an dem zweiten Drehpunkt (42) des vorderen Bauteils (12) angelenkt ist; und
ein Verbindungsteil (44), das an dem ersten Drehpunkt (38) des vorderen Bauteils (12) und an dem dritten Drehpunkt (50) des hinteren Bauteils (46) angelenkt ist.

2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der dritte Drehpunkt (38, 42, 50) so angeordnet sind, daß sich die Hinterradachse (56) im wesentlichen auf einer Geraden (72) bewegt, die in bezug auf eine Vertikale (74) durch die Achse (56) um etwa 15° bis etwa 20° in Uhrzeigerrichtung angewinkelt ist.

3. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Bauteil (12) ein Vorderradgabel-Lenkrohr (16), ein Unterrohr (18), ein Hinterrohr (20) und eine an das Hinterrohr (20) gekoppelte Sitzrohr halterung (22) enthält, wobei der erste Drehpunkt (38) vertikal unter der Sitz rohrhalterung (22) und hinter dem Vorderradgabel-Lenkrohr (16) liegt, wäh rend der zweite Drehpunkt (42) zwischen dem ersten Drehpunkt (38) und der Sitzrohrhalterung (22) liegt.

4. Aufhängungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Drehpunkt (42) an dem Hinterrohr (20) liegt.

5. Aufhängungssystem nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Drehpunkt (50) vertikal unter dem gleitfähigen Verbinder (60) und vor der Hinterradachse (56) liegt.

6. Authängungssystem nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der gleitfähige Verbinder (60) einen Stoßdämpfer mit einem starr mit dem hinteren Bauteil (46) gekoppelten Außenrohr (62) und mit einem Innenrohr (64), das in dem Außenrohr (62) gleiten kann und an dem zweiten Drehpunkt (42) angelenkt ist, umfaßt.

7. Aufhängungssystem nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ein Fahrrad (10) und ferner eine an dem Verbindungsteil (44) angebrachte Pedalwelle (76) umfaßt.

8. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine an dem vorderen Bauteil (12) angebrachte Pedalwelle (76).

9. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine an dem hinteren Bauteil (46) angebrachte Pedalwelle (76).

10. Fahrrad (10) mit einem Vorderrad (34), einem Hinterrad (52) und einer Vorderradgabel (30), an die das Vorderrad (34) gekoppelt ist, gekennzeichnet durch
ein vorderes Bauteil (12) mit einem ersten Drehpunkt (38) und mit einem vertikal über diesem liegenden zweiten Drehpunkt (42);
ein hinteres Bauteil (46), an das das Hinterrad (52) gekoppelt ist, und das einen hinter dem ersten Drehpunkt (38) des vorderen Bauteils (12) liegenden dritten Drehpunkt (50) besitzt;
einen gleitfähigen Verbinder (60), der an das hintere Bauteil (46) starr gekoppelt ist und an dem zweiten Drehpunkt (42) des vorderen Bauteils (12) angelenkt ist; und
ein Verbindungsteil (44), das an dem ersten Drehpunkt (38) des vorderen Bauteils (12) und an dem dritten Drehpunkt (50) des hinteren Bauteils (46) angelenkt ist.

11. Aufhängungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der dritte Drehpunkt (38, 42, 50) so angeordnet sind, daß sich die Hinterradachse (56) im wesentlichen auf einer Geraden (72) bewegt, die in bezug auf eine Vertikale (74) durch die Achse (56) um etwa 15° bis etwa 20° in Uhrzeigerrichtung angewinkelt ist.

12. Aufhängungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Bauteil (12) ein Vorderradgabel-Lenkrohr (16), ein Unterrohr (18), ein Hinterrohr (20) und eine an das Hinterrohr (20) gekoppelte Sitzrohr halterung (22) enthält, wobei der erste Drehpunkt (38) vertikal unter der Sitz rohrhalterung (22) und hinter dem Vorderradgabel-Lenkrohr (16) liegt, wäh rend der zweite Drehpunkt (42) zwischen dem ersten Drehpunkt (38) und der Sitzrohrhalterung (22) liegt.

13. Aufhängungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Drehpunkt (42) an dem Hinterrohr (20) liegt.

14. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Drehpunkt (50) vertikal unter dem gleitfähigen Verbinder (60) und vor der Hinterradachse (56) liegt.

15. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der gleitfähige Verbinder (60) einen Stoßdämpfer mit einem starr mit dem hinteren Bauteil (46) gekoppelten Außenrohr (62) und mit einem Innenrohr (64), das in dem Außenrohr (62) gleiten kann und an dem zweiten Drehpunkt (42) angelenkt ist, umfaßt.

16. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeich net durch eine an dem Verbindungsteil (44) angebrachte Pedalwelle (76).

17. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeich net durch eine an dem vorderen Bauteil (12) angebrachte Pedalwelle (76).

18. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeich net durch eine an dem hinteren Bauteil (46) angebrachte Pedalwelle (76).

19. Verfahren zum Betrieb eines Fahrrades (10), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Bereitstellen des Fahrrades (10), das ein Vorderrad (34), ein Hinterrad (52), eine Vorderradgabel (30), an die das Vorderrad (34) gekoppelt ist, ein vorderes Bauteil (12) mit einem Sattel (26) und mit einem ersten Drehpunkt (38) und mit einem vertikal über diesem liegenden zweiten Drehpunkt (42), ein hinteres Bauteil (46), an das das Hinterrad (52) gekoppelt ist, mit einem dritten Drehpunkt (50), der hinter dem ersten Drehpunkt (38) des vorderen Bauteils (12) liegt, einen gleitfähigen Verbinder (60), der an das hintere Bau teil (46) starr gekoppelt ist und an dem zweiten Drehpunkt (42) des vorderen Bauteils (12) angelenkt ist, und ein Verbindungsteil (44), das an dem ersten Drehpunkt (38) des vorderen Bauteils (12) und an dem dritten Drehpunkt (50) des hinteren Bauteils (46) angelenkt ist, umfaßt; und
Sitzen auf dem Sattel (26), wobei sich die Räder (34, 52) auf einer Oberfläche drehen können, wobei sich das Hinterrad (52) im wesentlichen auf einer Geraden (72) bewegt, die in bezug auf eine Vertikale (74) durch die Hinterradachse (56) um etwa 15° bis etwa 20° angewinkelt ist, während das Fahrrad (10) verschiedene Fahrbedingungen vorfindet.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrrad (10) eine Pedalwelle (76) umfaßt, deren Drehen bewirkt, daß sich das Fahrrad (10) auf der Oberfläche bewegt.