-
Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Aufhängungssysteme für Fahrzeuge
und insbesondere ein Aufhängungssystem
für Radfahrzeuge
wie etwa für Fahrräder, das
in Verbindung mit dem Hinterrad eines Mehrradfahrzeugs wie etwa
eines Fahrrades verwendet werden kann.
-
Aufhängungssysteme
werden in verschiedenen Fahrzeugen umfassend genutzt. Viele dieser Aufhängungssysteme
werden immer komplizierter. Zum Beispiel besteht ein Trend zu zunehmend
komplizierteren Fahrradaufhängungssystemen
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 Beschleunigen,
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 hinten bewegen kann, die
Auswirkung des Stoßes
am besten. Als weiteres Beispiel 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 Wirkungen 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
konzentrieren sich die Abwandlungen innerhalb jeder Kategorie darauf,
wie ein Stoßdämpfer eingebaut
und aktiviert wird. Einige Systeme besitzen einen einfachen 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 Hinterradgabel biegt, anstatt
sich um ein Drehgelenk zu drehen, ist der mögliche Bewegungsbereich 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 Drehpunkt.
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 Änderungen
der Hock- und Anti-Hock-Wirkungen (pro- and anti-squat effects)
hervorzurufen.
-
Eine
Abwandlung der einfachen Drehgelenkkonstruktion besteht in der Integration
des Tretlagers (der Pedalwelle) in den Schwenkarm. Dies wird üblicherweise
als vereinheitlichtes hinteres Dreieck (URT) bezeichnet. Die Abwandlung
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 angeordnet
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
Systeme 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 Trajektorie für
das Rad und kann so konfiguriert werden, dass eine Rückwärtsbewegung
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 Drehgelenke 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.
-
Aus
dem Stand der Technik ist ferner in
GB 1,135,222 eine
Gesamtordnung für
ein Hinterrad bekannt. Hierin wird ein Stoßdämpfer beschrieben, der mit
dem Hinterrad verbunden ist. Jedoch verläuft die Achse des Stoßdämpfers innerhalb
des Umfangs des Hinterrads.
-
DE 199 32 176 A1 offenbart
eine Hinterradschwinge, die zwei Seitenprofile besitzt. Desweiteren weist
diese Hinterradschwinge eine Schubstange sowie ein Tauchrohr auf,
welches über
ein Drehgelenk am Rahmen schwenkbar gelagert ist. Allerdings ist auch
hier die Anordnung der Hinterradschwinge so, dass dessen longitudinale
Achse in das Hinterrad hineinreicht.
-
Ferner
beschreibt
DE 44 35
482 A1 eine Hinterradaufhängung für zwei Räder. Diese Viergelenkaufhängung besitzt
zwei Längslenker
zwischen Rahmen und einem Radträger.
In diesem Fall liegen die Schwenkgelenke sämtlich vor dem Hinterrad des Zweirads.
Hierdurch können
die Schwenkgelenke mit durchgehenden Achsen ausgestattet werden.
Allerdings ist der axial gleitfähige
Verbinder nicht starr an das hintere Bauteil gekoppelt.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Aufhängung zu
schaffen, die verschiedene Betriebsparameter und Fahrbedingungen
berücksichtigt,
so daß die
Auswirkungen eines Stoßes
gemildert werden, während
außerdem
eine Fahrgestell-Rollsteuerung und ausgezeichnete Steigfähig keiten,
eine einfache Konstruktion und wenig Wartung sowie weitere Merkmale
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
Ansprüchen
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 verbunden sein kann. Das vordere Bauteil besitzt
einen ersten Drehpunkt sowie einen vertikal über diesem liegenden zweiten
Drehpunkt. Ferner enthält
das Aufhängungssystem
ein hinteres Bauteil, das funktional mit einer Achse eines Hinterrades
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 Geraden 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 Fahrgestells. 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 gleitfähigen 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 Außenrohr. Der gleitfähige Verbinder
enthält
ferner ein Innenrohr, das in dem Außenrohr gleiten kann und an dem
zweiten Drehpunkt angelenkt ist.
-
Das
Aufhängungssystem
kann in sehr verschiedenen mehrrädrigen
Fahrzeugen einschließlich Motorrädern, Mopeds,
Fahrrädern,
Personenkraftfahrzeugen 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
Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
-
1 eine
linke Seitenansicht einer Ausführungsform
eines Fahrrades mit einem Aufhängungssystem
gemäß der Erfindung;
-
2 eine
perspektivische Vorderansicht des Fahrrades nach 1;
-
3 eine
perspektivische Rückansicht
des Fahrrades nach 1; und
-
4 eine
ausführlichere
Ansicht des Aufhängungssystems
des Fahrrades nach 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 Motorrädern, Mopeds,
Geländefahrzeugen,
Personenkraftfahrzeugen und dergleichen verwendet werden.
-
Die
Aufhängungssysteme
der Erfindung helfen, den Fahrer, wenn er auf verschiedene 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 Steigfähigkeit.
-
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 Hinterachse ermöglicht, daß der Fahrer allgemein eben
bleibt, wenn er eine Unebenheit 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 Bremsen 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 "weggezogen
wird", was in der
Aufhängung
eine Druckkraft oder Hock-Kraft erzeugt. 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 gekoppelt
sind. Ferner enthält
das Aufhängungssystem
einen gleitfähigen
Verbinder, 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 Aufhängungssystem
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
idealerweise in eine durch das Gewicht des Fahrers bestimmte Gleichgewichtsstellung. 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 Gleichgewichtsstellung 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 verhältnismäßig 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 erforderlichen Wartung. Ferner ermöglicht die einfache Konstruktion,
die Pedalwelle an verschiedenen Stellen anzubringen, um aus der
Kettenspannung resultierende Probleme zu minimieren.
-
Es
wird nun eine in den 1 bis 3 gezeigte
Ausführungsform
eines Fahrrades 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 Konfigurationen 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 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 Vorderradgabel-Baueinheit 30 kann
optional Vorderradestoßdämpfer 31 enthalten,
wie sie etwa von verschiedenen Lieferern einschließlich Rockshox
Inc. kommerziell 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 Drehgelenkstütze 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 4 gezeigt.
Außerdem
ist das Verbindungsteil 44 mit einer Drehgelenkstütze 48 mit
einem Drehpunkt 50 an einen Ausleger 46 angelenkt.
Das Verbindungsteil 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 Konstruktion, die einem herkömmlichen
hinteren Dreieck ähnelt.
Es ist jedoch klar, daß die
Erfindung nicht auf eine spezifische konstruktive Konfiguration
des Auslegers 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 Stoßdämpfers.
Es ist jedoch klar, daß irgendein
Typ eines gleitfähigen
Verbinders verwendet werden kann, wobei er optional Stoßdämpfungsfähigkeiten enthalten
kann. Der Verbinder 60 enthält ein das starr an dem Ausleger 46 angebrachtes
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.
-
Dabei
kann der gleitfähige
Verbinder 60 optional verschiedene Stellknöpfe 66, 68 und 70 zum Ändern 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
Aufhängungssystem
für das
Hinterrad 52. Das Aufhängungssystem
des Fahrrades 10 ist so beschaffen, daß sich die Achse 56 des
Hinterrades 52, wenn ein Fahrer 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 Aufhängungssystems
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 Fahrbedingungen trifft. Wenn das Fahrrad 10 beschleunigt
wird, erzeugt die Masse des Fahrers z. B. Kräfte, die dazu neigen, den Verbinder 60 zusammenzudrücken, was
bewirkt, daß das
Fahrwerk nach hinten rollt. Das Aufhängungssystem 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.
Umgekehrt neigt das Fahrgestell dazu, beim Bremsen nach vorn zu
rollen. Das Aufhängungssystem
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 1 ist
somit vorteilhaft, da sie ein ruhiges Fahren über verschiedene Oberflächen ermöglicht. Gleichzeitig
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 einem Berg) zusammenzudrücken, was
bewirkt, daß das Fahrgestell
nach hinten rollt. Durch Schaffung des Aufhängungssystems wird diese Tendenz überwunden,
so daß die
Stellung des Fahrers beim Fahren unter verschiedenen Bedingungen
allgemein konstant bleiben kann. Außerdem ist das Aufhängungssystem
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 1-3 gezeigt ist, ist die Pedalwelle 76 mit
dem Verbindungsteil 44 gekoppelt. Da die Drehverbindung
zwischen de 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 können)
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, während
es gleichzeitig ein allgemein ruhiges Fahren aufrechterhält. Ferner
begrenzt die Konstruktion des Aufhängungssystems die Stärke des
durch Bremsen 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.