DE102006008992A1 - Sprung fork for bicycle, includes three linear needle bearings running in tracks of molding fixed to fork shaft having commercially-standard dimensions - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine insbesondere für ein Fahrrad bestimmte Federgabel deren Gabelschaft ein drehfest fixiertes Formteil aufweist, welches mittels mehrerer Linearlager drehfest und axial beweglich mit einer Aufnahme verbunden ist, welche mittels eines die Lenkbewegung ermöglichenden Radiallagers in einem Kopfrohr eines Fahrradrahmens lenkbeweglich gehalten ist, wobei die Aufnahme relativ zu dem Formteil axial entgegen dem Verformungswiderstand eines Dämpfungselements beweglich ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein an einem Gabelschaft einer insbesondere handelsüblichen Gabel fixierbares Formteil sowie eine Anordnung eines solchen Formteils und einer Aufnahme.The The invention relates to a particular for a bicycle certain suspension fork whose steerer tube has a rotatably fixed molded part, which by means of several linear bearings rotatably and axially movable with a Recording is connected, which by means of a steering movement enabling Radial bearings in a head tube of a bicycle frame steerable is held, wherein the receptacle relative to the molded part axially opposite the deformation resistance of a damping element is movable. Farther The invention relates to a fork stem on a particular commercial Fork fixable molding and an arrangement of such a molding and a recording.
Eine solche Federgabel dient der zugleich schwenkbaren und axial beweglichen Halterung des Vorderrades. Zur Einleitung der Lenkbewegung ist am oberen Endabschnitt der Federgabel ein Lenkerträger vorgesehen, der den Lenker über einen Vorbau mit der Gabel verbindet.A Such fork serves both pivotable and axially movable Bracket of the front wheel. To initiate the steering movement is on upper end portion of the fork, a handlebar support provided, the handlebars over a Stem connects to the fork.
Grundsätzlich sind zur Realisierung der Federgabel zwei Bauformen bekannt, bei denen einerseits die Feder-Dämpfereinheit in den Stand- oder Tauchrohren und andererseits zentral im Kopfrohr angeordnet ist.Basically for the realization of the suspension fork two types known in which on the one hand the spring-damper unit in the standing or dip tubes and on the other hand centrally located in the head pipe is.
Bei der ersten Bauform besteht die Federung aus jeweils einem Tauchrohr und einem Standrohr beiderseits des Vorderrades. Die oberen Stand- oder Tauchrohre werden bei der Federgabel durch eine Brücke zusammengehalten, die dann zu einem Gabelschaft vereint durch das Kopfrohr des Rahmens geführt und mit dem Vorbau verbunden ist. Um die Stabilität zu erhöhen, werden Federgabeln auch mit einer Doppelbrücke hergestellt.at The first type of suspension consists of one dip tube each and a standpipe on both sides of the front wheel. The upper stand or dip tubes are held together at the fork by a bridge, which then merges into a steerer tube led through the head tube of the frame and connected to the stem. To increase the stability, suspension forks are also with a double bridge produced.
Die Vorteile dieser ersten Bauform liegen vor allem in der Möglichkeit des problemlosen auch nachträglichen Einbaus in einen gewöhnlichen Fahrradrahmen. Weiterhin gestattet diese Bauform größere Fertigungstoleranzen in den Bauelementen. Als nachteilig erweist sich jedoch die geringe Torsionssteifigkeit sowie die bauartbedingte Einschränkung der Anbaumöglichkeit von Aggregaten wie Bremskomponenten, Schutzblechen oder Dynamo. Insbesondere beim Einsatz von Scheibenbremsen ist zudem die geringe Torsionssteifigkeit nachteilig, die dazu führen kann, dass es beim Einfedern aufgrund der Torsionsbelastungen zum Verkanten der Bauteile und damit zum Aussetzen der Federung kommt.The Advantages of this first design are mainly in the possibility of the problem-free also afterwards Installation in an ordinary bicycle frame. Furthermore, this design allows greater manufacturing tolerances in the components. However, the disadvantage is the low Torsional stiffness and the design - related limitation of Extension possible of aggregates such as brake components, mudguards or dynamo. Especially when using disc brakes is also the low torsional stiffness disadvantageous that lead to it may be that when compression due to the torsional loads to Tilting of the components and thus exposing the suspension comes.
Bei der zweiten Bauform ist die Feder-Dämpfereinheit nicht in den Stand- oder Tauchrohren, sondern zentral in dem den Gabelschaft aufnehmenden Kopfrohr angeordnet, wobei der Gabelschaft axial beweglich und zugleich drehfest in einem Gabelschaftrohr gelagert ist. Dadurch wird der erwünschte Federweg durch eine Bewegung der gesamten, starren Gabel gegenüber dem Kopfrohr des Rahmens erreicht. Die Lenkkraft wird bei solchen Gabeln entweder über ein Klappgelenk übertragen, das den Gabelschaft mit dem Gabelschaftrohr verbindet, oder durch eine nicht-rotationssymmetrische Form des Gabelschaftes.at In the second design, the spring-damper unit is not in the state of or dip tubes, but centrally in the fork tube receiving head tube arranged, wherein the steerer axially movable and at the same time rotationally fixed stored in a steerer tube. This will be the desired travel by a movement of the entire, rigid fork opposite the Head tube of the frame reached. The steering force is at such forks either over transmit a folding joint, which connects the steerer tube with the steerer tube, or by a non-rotationally symmetrical shape of the steerer.
Die Vorteile der zweiten Bauform liegen vor allem darin, dass die Feder- und Dämpfungselemente sowie die Gleitlager und Dichtungen nur einmal und nicht doppelt erforderlich sind. Außerdem lässt sich jede Art von Bremse leicht an der Gabel befestigen, was bei den anderen Gabelkonstruktionen nicht der Fall ist. Als nachteilig erweist sich in der Praxis jedoch die Notwendigkeit eines Gabelschaftes mit gegenüber der Norm wesentlich reduziertem Querschnitt, um die Feder- und Dämpfungselemente in dem Kopfrohr eines handelsüblichen Rahmens unterbringen zu können, so dass diese Bauform in der Praxis bisher eine sehr geringe Verbreitung gefunden hat.The The advantages of the second design are, above all, that the spring and damping elements and the plain bearings and seals only once and not twice required are. Furthermore let yourself easily attach any kind of brake to the fork, what with the other fork structures is not the case. As a disadvantage proves In practice, however, the need for a steerer with opposite the standard substantially reduced cross-section to the spring and damping elements in the head pipe of a commercial To be able to accommodate the frame so that this design in practice so far has a very low distribution has found.
Eine
gattungsgemäße Federgabel
dieser zweiten Bauform ist beispielsweise Gegenstand der
Die
Weiterhin
betrifft die
Durch
die
Weiterhin
sind Federgabeln auch durch die
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die Federgabel wesentlich zu vereinfachen. Weiterhin soll ein Formteil für eine solche Federgabel geschaffen sowie eine entsprechende Anordnung angegeben werden.outgoing Of the cited prior art, the invention has the object underlying, a possibility to simplify the suspension fork significantly. Farther should be a molding for a such fork created and a corresponding arrangement be specified.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Federgabel gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 10 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The The first object is inventively with a fork according to the features of Claim 1 solved. The dependent claims 2 to 10 relate to particularly expedient developments of the invention.
Erfindungsgemäß ist also eine Federgabel vorgesehen, bei der das Formteil drehfest am Umfang eines zylindrischen Abschnitts des Gabelschaftes axial unbeweglich angeordnet ist. Hierdurch wird es erstmals möglich, in einfacher Weise die Vorteile einer an sich starren handelsüblichen Gabel durch eine bewegliche Anordnung in dem Kopfrohr des Rahmens erreicht und dadurch der Herstellungsaufwand wesentlich reduziert. Entgegen dem üblichen Vorgehen der Fachwelt, die darauf abzielt, die zur Realisierung der Relativbewegung sowie der Feder-Dämpferelemente erforderlichen konstruktiven Maßnahmen und Bauteile im Inneren des handelsüblichen Rahmens unterzubringen, wird erfindungsgemäß ein vollkommen neuer Weg beschritten. Dabei wird aus einer handelsüblichen starren Gabel durch das auf dem zylindrischen Schaft fixierte Formteil in Verbindung mit einem vergrößerten Kopfrohr des Rahmens die vorteilhafte Federgabel der zweiten Bauform realisiert, so dass die in der Praxis aufwendige Fertigung einer speziellen Gabel entfällt. Gegenüber dem Stand der Technik hat sich bei Versuchen der Austausch des Kopfrohres als unproblematisch erwiesen. Insbesondere sind nur wenige Kopfrohr-Varianten erforderlich, um nahezu alle Rahmengeometrien und Einsatzzwecke abdecken zu können. Selbstverständlich können ergänzend auch Einzelanfertigungen individueller Gabelgeometrien hergestellt werden, die dabei auch auf einem handelsüblichen Gabelschaft basieren können.According to the invention is thus provided a fork in which the molded part rotatably on the circumference a cylindrical portion of the steerer axially immovable is arranged. This makes it possible for the first time, in a simple way the Advantages of a rigid commercially available fork by a movable Arrangement achieved in the head tube of the frame and thereby the manufacturing cost significantly reduced. Contrary to the usual procedure of the experts, which aims to realize the relative movement as well the spring-damper elements necessary design measures and to place components inside the commercial frame, is a perfect invention new way. This is from a commercial rigid fork through the fixed on the cylindrical shaft molding in conjunction with an enlarged head tube the frame realizes the advantageous suspension fork of the second design, so that in practice consuming production of a special Fork omitted. Across from The prior art has in experiments the replacement of the head pipe proved unproblematic. In particular, only a few head tube variants required to almost all frame geometries and uses to be able to cover. Of course can additional also custom-made individual fork geometries be based on a standard fork can.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass das Formteil mittels einer Überwurfmutter an dem Gabelschaft fixiert ist. Hierdurch kann ein problemloser Austausch der Gabel beispielsweise zur Reparaturzwecken erreicht werden. Insbesondere sind auch Ausführungsformen realisierbar, bei denen die Gabel ohne eine Demontage des Formteils an der Aufnahme getauscht werden kann, so dass ein sehr geringer Serviceaufwand sichergestellt werden kann. Der Austausch der Gabel kann dabei beispielsweise auch ohne Spezialwerkzeug durchgeführt werden.A particularly advantageous embodiment The present invention is achieved in that the molded part by means of a union nut fixed to the steerer tube. This can be a hassle Replacing the fork, for example, achieved for repair purposes become. In particular, embodiments are also feasible, where the fork without dismantling the molding on the recording can be exchanged, so that a very low service cost can be ensured. The replacement of the fork can, for example even without special tools.
Bei einer anderen, ebenfalls besonders zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Formteil mittels einer Adhäsionsverbindung an dem Gabelschaft fixiert ist. Hierdurch wird eine besonders belastbare Verbindung des Formteils mit dem Gabelschaft sichergestellt, so dass die Federgabel auch hohen Beanspruchungen standhält.at another, also particularly expedient embodiment is the Molded part by means of an adhesive bond fixed to the steerer tube. This will be a particularly reliable connection the molded part is secured with the steerer so that the suspension fork also withstands high loads.
Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl von Linearlagern vorgesehen werden. Besonders sinnvoll ist es jedoch, wenn das Formteil drei jeweils in Längsnuten angeordnete Laufschienen für jeweils ein Linearlager aufweist, so dass neben der Aufwandsreduzierung auch ein statisch bestimmtes System gegenüber den nach der Stand der Technik bekannten Federgabeln mit vier oder mehr Linearlagern erreicht wird. In den drei um 120 Grad versetzten Längsnuten des Formteils sind drei Laufscheinen aus Federstahl eingeklebt, die als Rollfläche für die Linearlagerkörper dienen. Die Gegenlagerung der Nadellager erfolgt ebenfalls über Stahllaufschienen, die in längsgefräste Bahnen der Aufnahme eingeklebt sind.Basically Any number of linear bearings are provided. Especially useful However, it is when the molding three each in longitudinal grooves arranged rails for each having a linear bearing, so that in addition to the cost reduction also a statically determined system compared to the state of the art Technology known suspension forks with four or more linear bearings achieved becomes. In the three offset by 120 degrees longitudinal grooves of the molding are glued three passes from spring steel, which serve as a rolling surface for the linear bearing body. The counter bearing of the needle roller bearings also takes place via steel rails, the in longitudinally milled tracks are glued to the recording.
Dabei erweist es sich in der Praxis als besonders erfolg versprechend, wenn die Linearlager jeweils als ein Nadellager ausgeführt sind, um so eine weitgehend spielfreie Bewegung und damit ein wesentlich verbessertes Fahrverhalten zu erreichen.there proves to be particularly promising in practice, if the linear bearings are each designed as a needle bearing, so a largely backlash-free movement and thus a significant to achieve improved driving behavior.
Weiterhin ist es auch besonders sinnvoll, wenn die Federgabel ein Einstellmittel zur Anpassung an unterschiedliche Belastungen der Federgabel, insbesondere durch das Fahrergewicht aufweist. Die zur Federung und Dämpfung genutzten Elemente werden vorgespannt, um so eine einfache Einstellbarkeit der Vorderradfederung auf das Gewicht des Fahrers und der Last zu gewährleisten.Farther It is also particularly useful if the suspension fork an adjustment for adaptation to different loads of the suspension fork, in particular by the weight of the driver. The used for suspension and damping Elements are preloaded, so easy adjustability the front suspension on the weight of the driver and the load too guarantee.
Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn das Einstellmittel zur Betätigung in einem im Wesentlichen unbelasteten, insbesondere ausgefederten Zustand der Gabel ausgeführt ist. Hierdurch wird eine während der Fahrt plötzlich auftretende Änderung der Fahrstabilität und damit ein instabiler Fahrzustand vermieden, in dem das Einstellmittel ausschließlich im Stillstand des Fahrrades betätigt werden kann. Diese Anforderung wird konstruktiv beispielsweise dadurch gelöst, dass das Einstellmittel ausschließlich in einem von dem Fahrzeugeigengewicht oder vollständig entlasteten Zustand zugänglich bzw. betätigbar ist. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass zur Betätigung des Einstellmittels zunächst das Vorderrad ausgebaut werden muss, um so zusätzliche Sicherheit gegen unerwünschte Betätigung des Einstellmittels während der Fahrt zu erreichen.It proves to be expedient if the adjusting means is designed for actuation in a substantially unloaded, in particular rebounded state of the fork. As a result, a suddenly occurring during the drive change in driving stability and thus an unstable driving state is avoided, in which the adjusting means can be operated only when the bicycle is stationary. This requirement is constructive For example, solved in that the adjusting means is accessible or operable only in one of the vehicle's own weight or fully relieved state. Furthermore, it can also be provided that for the actuation of the adjusting means first the front wheel must be removed, so as to achieve additional security against undesired operation of the adjusting means while driving.
Das Dämpfungselement kann grundsätzlich aus handelsüblichen Elementen aufgebaut werden. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn das Dämpfungselement einen Elastomer mit einer progressiven Kennlinie aufweist. Hierdurch wird ein sehr weiches Ansprechverhalten auch bei kleinen Stößen erreicht, so dass eine erhebliche Komfortsteigerung bei Schotterwegen und auf Kopfsteinpflaster feststellbar ist. Durch die progressive Federkennlinie ist zudem ein Durchschlagen der Federung bei starken Stößen ausgeschlossen. Zudem steht durch die Einstellbarkeit der volle Federweg auch bei hoher Belastung zur Verfügung.The damping element can basically off commercial Be built elements. It is particularly promising whereas, if the damping element having an elastomer with a progressive characteristic. hereby a very soft response is achieved even with small bumps, so that a considerable increase in comfort on gravel roads and is detectable on cobblestones. By the progressive spring characteristic is In addition, a puncture of the suspension in severe shocks excluded. In addition, the adjustability of the full travel is also at high load available.
Die weitere Erfindung, ein an einem Gabelschaft einer insbesondere handelsüblichen Gabel fixierbares Formteil zu schaffen, wird erreicht durch ein an einem zylindrischen Abschnitt eines Gabelschaftes einer insbesondere handelsüblichen Gabel unbeweglich fixierbares Formteil, welches mittels mehrerer Linearlager drehfest und axial beweglich mit einer in einem Kopfrohr eines Fahrradrahmens schwenkbeweglichen Aufnahme (Mittelteil) verbunden und relativ zu dieser entgegen dem Verformungswiderstand eines elastomeren Dämpfungselements axial beweglich angeordnet ist. Das Formteil dient dabei als Adapter und ermög licht den Einsatz handelsüblicher starrer Gabeln in Verbindung mit einer entsprechenden Aufnahme, die in einem Kopfrohr eines Fahrradrahmens integriert ist, und so die Funktionalität der Federgabel erfüllt. Dabei können unterschiedliche Bohrungsdurchmesser des rohrförmigen Formteils zur Anpassung an unterschiedliche Gabelschaftquerschnitte der handelsüblichen Gabeln vorgesehen sein. Bereits vorhandene Fahrräder können dabei in einfacher Weise dadurch nachgerüstet werden, dass das vorhandene Kopfrohr von dem Kopfrohr getrennt und ein zur Aufnahme des Formteils vorbereitete Kopfrohr mit entsprechender Aufnahme an dem Rahmen angelötet oder geschweißt wird, wobei die vorhandene starre Gabel weiter verwendet werden kann.The Another invention, one on a steerer of a particular commercial Fork fixable molding to create is achieved by a on a cylindrical portion of a steerer, in particular commercial Fork immovable fixable molding, which by means of several Linear bearing rotatably and axially movable with a in a head pipe a bicycle frame pivoting receptacle (middle part) connected and relative to this, against the deformation resistance of an elastomeric damping element is arranged axially movable. The molding serves as an adapter and made light possible the use of commercial rigid forks in conjunction with a corresponding receptacle, which is integrated in a head tube of a bicycle frame, and so on the functionality the suspension fork met. It can be different Bore diameter of the tubular Molded part for adaptation to different steerer cross sections the commercial Be provided forks. Already existing bicycles can do this in a simple way retrofitted be that the existing head pipe separated from the head pipe and a prepared for receiving the molding head tube with appropriate Photo soldered to the frame or is welded, wherein the existing rigid fork can continue to be used.
Die weitere Aufgabe wird durch eine entsprechende passgenaue Anordnung eines eine zylindrische Durchbrechung aufweisenden Formteils an einem zylindrischen Abschnitt des Gabelschaftes sowie einer mit dem Formteil durch ein Linearlager axial beweglich verbundenen Aufnahme an einem Kopfrohr eines Fahrradrahmens geschaffen. Dabei erfolgt die Anordnung kraft und formschlüssig durch eine Schraubverbindung und eine Adhäsionsverbindung des Formteils an dem Gabelschaft, wobei dessen gegebenenfalls vorhandenes Außengewinde zur Fixierung verwendbar ist.The Another object is a corresponding precise arrangement of a cylindrical opening having a molded part a cylindrical portion of the steerer tube and a with the molded part by a linear bearing axially movably connected recording created on a head tube of a bicycle frame. In doing so, the Arrangement force and positive by a screw connection and an adhesive connection of the molding on the steerer, with its optional external thread is usable for fixation.
Obwohl der wesentliche Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Federgabel sowie des Formteils Fahrräder einschließlich Elektroräder betrifft ist die Erfindung dennoch nicht auf solche Fahrzeuge beschränkt. Vielmehr eignet sich die Erfindung beispielsweise auch zum Einsatz bei Liegerädern, Tretrollern, Kinderwagen oder ähnliche mit Muskelkraft bewegliche ein- oder mehrspurige Gegenstände mit einer oder mehreren Achsen.Even though the essential area of application of the suspension fork according to the invention and of the molded part bicycles including electric bikes relates However, the invention is not limited to such vehicles. Much more For example, the invention is also suitable for use in recumbents, scooters, Stroller or similar with muscle power movable single or multi-track objects with a or multiple axes.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.The Invention leaves different embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below.
Diese zeigt inThese shows in
Die
Erfindung wird nachstehend anhand der
Claims (12)
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8131 | Rejection |