DE102006010245A1 - Federwegsverstellung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Feder- und/oder Dämpfervorrichtung insbesondere für Zweiräder, mit wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung, wobei durch den Kolben voneinander abgegrenzte Arbeitsräume als Kolbenraum und Kolbenstangenraum gebildet sind, welche mit einem Feder- oder Dämpfungsmedium gefüllt sind, wobei der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden ist, die eine Stirnwandung des Kolbenstangenraums dichtend durchsetzt.
- Als Antwort eines Fahrzeugs beziehungsweise seiner Räder auf die durch Bodenunebenheiten verursachten Stöße oder Schläge werden seit jeher Feder- und Dämpfungsvorrichtungen im Bereich der Radaufhängungen eingesetzt. Zwischenzeitlich hat diese Technik auch bei durch Muskelkraft betriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise Fahrrädern, Einzug gehalten, da hierdurch zum einen der allgemeine Fahrkomfort erheblich verbessert werden konnte, zum anderen, insbesondere beim Einsatz des Fahrzeuges als Sportgerät, Feder- und Dämpfungsvorrichtungen zur Bewältigung schwierigerer Geländeprofile unverzichtbar sind.
- Neben dem Einsatz herkömmlicher Spiralfedern als Federvorrichtung finden daneben auch immer häufiger pneumatische Federn, wie sie etwa aus der
DE 197 37 293 A1 bekannt sind, Verwendung. Sie bieten einen guten Federkomfort und reduzieren gegenüber den herkömmlichen Federn das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zum Teil nicht unerheblich. Die erwähnten Federvorrichtungen sind dabei häufig mit Kolben-Zylinder-Anordnungen versehen, bei denen durch den Kolben die beiden Arbeitsräume der Vorrichtung gegeneinander abgegrenzt werden, wie es beispielsweise aus derDE 199 56 321 A1 bekannt ist. - Die vorstehend erwähnten Federvorrichtungen stellen für den Ein- und Ausfedervorgang einen bestimmten, durch den Druck des Systems vorgegebenen Federweg zur Verfügung, der sich in der Größenordnung von 100 mm bewegt, für spezielle Einsätze aber auch deutlich darüber liegen kann. Für den Benutzer eines mit einer solchen Federvorrichtung versehenen Fahrzeugs kann es unter Umständen notwendig oder wünschenswert sein, seine durch die Federvorrichtung vorgegebene Lage auf dem Fahrzeug kurzfristig zu verändern, um beispielsweise einen Anstieg des Geländes besser bewältigen zu können.
- Es besteht daher die Aufgabe, eine Feder- und/oder Dämpfervorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es einem Benutzer gestattet ist, in einfacher Weise, ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Gerätschaften und gegebenenfalls ohne seine grundsätzliche Fahrposition verlassen zu müssen, seine Relativlage bezüglich des Fahrzeugs zu verändern.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Verbindung der Arbeitsräume durch ein äußeres Betätigungselement steuerbar ist und dass eine Verbindungseinrichtung zum automatischen Trennen der Arbeitsräume nach Verschiebung des Kolbens um einen vorbestimmten Federweg vorgesehen ist.
- Bei einer Federvorrichtung mit einem kompressiblen Medium können, ausgehend von der den normalen Federweg zur Verfügung stellenden, ausgefederten Position, die Arbeitsräume der Federvorrichtung also mittels des außen an der Federvorrichtung angeordneten Betätigungselements verbunden werden, wodurch bei Belastung der Federvorrichtung mit zumindest einem Teil des Körpergewichts des Benutzers die Federvorrichtung einfedert. Nach Verschiebung des Kolbens um zumindest einen vorbestimmten Federweg werden die Arbeitsräume sodann automatisch getrennt, so dass der Federweg nunmehr verkürzt ist und in seiner eingefederten Lage durch die erneute Betätigung des Betätigungselements und die damit verbundene aktive Trennung der Arbeitsräume verharrt. Der Federweg der Federvorrichtung wird auf diese Weise verkürzt, während der oberhalb des Rades und der Federvorrichtung befindliche Fahrzeugteil samt Körperteilen des Benutzer, also beispielsweise Lenker samt Armen und Oberkörper des Benutzers, ihre Relativlage ändern und sich in einer bodennäheren Position befinden. Ein anschließendes erneutes Betätigen des Betätigungselements unter Entlastung der Federvorrichtung lässt diese in den ausgefederten ursprünglichen Zustand zurückkehren.
- Vorteilhafterweise ist zur Herstellung eines vergrößerten Arbeitsvolumens auf Seiten der Kolbenstange bei einer Weiterbildung der Vorrichtung die Kolbenstange mit einer Innenhöhlung versehen, welche mit dem Kolbenstangenraum über eine in der Seitenwand der Kolbenstange angeordnete Durchtrittsöffnung verbunden ist, so dass das Medium zwischen der Innenhöhlung der Kolbenstange und dem Kolbenstangenraum durch diese Durchtrittsöffnung hindurchtreten kann und beide Räume den entsprechenden Arbeitsraum bilden.
- Zur Gewährleistung einer sicheren Verbindung der beiden Arbeitsräume weist bei einer anderen vorteilhaften Ausführungs form der Vorrichtung die Verbindungseinrichtung ein festes, in dem Kolbenraum mit dem einen Endbereich des Zylinders verbundenes Ende und ein freies, in den Kolbenstangenraum eingreifendes Ende auf. Um das freie Ende der Verbindungseinrichtung bei den stattfindenden Federvorgängen sicher zu führen kann es zweckmäßigerweise bei einer Weiterbildung vorgesehen sein, in der Innenhöhlung der Kolbenstange ein Begrenzungsrohr anzuordnen, in dessen stirnseitige Öffnung das freie Ende der Verbindungseinrichtung dichtend eingreift.
- Eine besonders gut herzustellende und zuverlässige Verbindungseinrichtung wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung dadurch realisiert, dass die Verbindungseinrichtung als zur Längsachse des Zylinders paralleles, insbesondere koaxiales, in dem Kolben dichtend geführtes Verbindungsrohr ausgebildet ist. Damit die Volumina der Arbeitsräume miteinander kommunizieren können, weist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung die Verbindungseinrichtung in ihrem in dem Kolbenstangenraum befindlichen Abschnitt an ihren Wandungen wenigstens eine Durchtrittsöffnung für das Medium auf, so dass bei Öffnung entsprechender Sperrorgane zwischen den mit dem Medium befüllten Arbeitsräumen über die Verbindungseinrichtung ein Druckausgleich stattfinden kann. Zur Realisierung unterschiedlicher Verstellungen des Federwegs können an der Verbindungseinrichtung auch mehrere, einzeln verschließbare Durchtrittsöffnungen vorgesehen sein.
- Nach dem Befüllen der Federvorrichtung mit dem Medium bei hergestellter Verbindung zwischen Arbeitsräumen wird diese Verbindung getrennt und die Federvorrichtung ist einsatzbereit. Bei einem durch einen Stoß ausgelösten Federvorgang federt die Federvorrichtung ein, das heißt, der Druck in dem dem Kolbenraum zugeordneten Arbeitsraum vergrößert sich, wäh rend er in dem dem Kolbenstangenraum zugeordneten Arbeitsraum abnimmt. Die hierdurch verursachten Kräfte wirken dem auslösenden Stoß entgegen und stellen das Gleichgewicht zwischen den Arbeitsräumen wieder her. Soll nun der Federweg aus den vorstehend bereits erwähnten Gründen reduziert werden, so wird über das äußere Betätigungselement eine Verbindung der Volumina der Arbeitsräume hergestellt, durch die anschließende Belastung der Federvorrichtung etwa mit dem Körpergewicht des Benutzers findet solange ein Volumenaustausch der beiden Volumina über das Verbindungsrohr der Verbindungseinrichtung statt, bis die Durchtrittsöffnung der Verbindungseinrichtung, deren freies Ende ja in dem Begrenzungsrohr geführt ist, die Dichtung dieses Begrenzungsrohrs überfährt und auf diese Weise die beiden Volumina automatisch getrennt werden. Ein weiteres Einfedern der Federvorrichtung führt dabei nicht zu einem weiteren Druckausgleich und das relativ kleine Volumen des Verbindungsrohrs, welches bei geöffneter Verbindung zwischen den Arbeitsräumen dem Volumen des Kolbenraums zugeordnet ist, hat praktisch keinen Einfluss auf die Druckverhältnisse. Die aktive Trennung der Volumina an dem Betätigungselement führt dazu, dass sich durch die unterschiedlichen Flächen auf der Kolbenseite und der Kolbenstangenseite ein anderes Kräftegleichgewicht einstellt, in dem die Gabel ausfedert. Gegenüber dem ursprünglichen Federweg ist der jetzt zur Verfügung stehende wie gewünscht reduziert.
- Um zu einem späteren Zeitpunkt wieder den vollen Federweg zur Verfügung zu haben, wird unter gleichzeitiger Entlastung der Federvorrichtung das Betätigungselement erneut betätigt und dadurch die Arbeitsräume erneut verbunden. Durch die unterschiedlichen Flächen auf Kolben- und Kolbenstangenseite sowie das Gewicht des an der Federvorrichtung angreifenden Rades federt die auf einem Zweirad verlassen müsste, so dass eine Veränderung des Federwegs auch während der Fahrt möglich ist.
- Eine sinnvolle Weiterbildung kann darin bestehen, das Stellglied als kronenartigen, vorzugsweise mit Angriffshilfen versehenen, Drehknopf oder Druckknopf auszubilden. Eine derartiger an der äußeren Stirnwand des Zylinders angeordneter Federvorrichtung wieder voll aus, wodurch nach erneuter Betätigung des äußeren Betätigungselements und damit verbundener Trennung der Arbeitsräume wieder der gesamte Federweg der Federvorrichtung zur Verfügung steht.
- Um den Ein- und/oder Ausfedervorgang für den Benutzer der Federvorrichtung noch komfortabler zu gestalten kann es bei einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass zwischen dem Kolben und einer der Stirnwände des Zylinders wenigstens ein weiteres, das Ein- und/oder Ausfedern der Federvorrichtung unterstützendes Federelement angeordnet ist, so dass die Federvorrichtung entweder auf bei Verbindung der Volumina schneller auf ein gewünschtes Verkürzen oder Verlängern des Federwegs schneller reagiert oder aber auch insgesamt ein sensibleres Ansprechen der Federvorrichtung beim Auffangen von Stößen erreicht wird.
- Um eine zuverlässige Verbindung und Trennung der Arbeitsräume zu gewährleisten und eine sichere Anordnung der Verbindungseinrichtung innerhalb der Federvorrichtung zu erreichen weist zweckmäßigerweise bei Weiterbildung der Erfindung der Zylinder in seinem dem Kolbenraum zugeordneten Endbereich eine Aufnahmeeinrichtung auf, welche das Betätigungselement sowie das feste Ende der Verbindungseinrichtung aufnimmt und diese miteinander verbindet.
- Um die Volumina der beiden Arbeitsräume zuverlässig miteinander verbinden und wieder voneinander trennen zu können ist es bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Federvorrichtung vorgesehen, dass das Betätigungselement ein Sperrorgan aufweist, welches die Arbeitsräume verbindet oder trennt. Dieses kann beispielsweise durch ein Ventil gebildet sein, welches durch einen mit einer Dichtung versehenen Drehstift eine die Volumina verbindende Öffnung freigibt oder verschließt. Überdies bietet es sich bei einer anderen Ausführungsform an, das Betätigungselement gleichzeitig als Zugang zur Befüllung der Volumina mit dem Medium zu verwenden, weswegen hierfür das Betätigungselement mit einem von außen zugänglichen Ventil zur Befüllung der Arbeitsräume mit dem Medium versehen sein kann.
- Zur zuverlässigen Auslösung des jeweils gewünschten Steuervorgangs durch den Benutzer weist bei einer weiteren Ausführungsform das Betätigungselement wenigstens ein an der äußeren Stirnseite des Zylinders angeordnetes Stellglied auf. Das Betätigungselement ist bei dieser Anordnung für den Benutzer gut und sicher erreichbar ohne dass er seine Position auf einem Zweirad verlassen müsste, so dass eine Veränderung des Federwegs auch während der Fahrt möglich ist.
- Eine sinnvolle Weiterbildung kann darin bestehen, das Stellglied als kronenartigen, vorzugsweise mit Angriffshilfen versehenen Drehknopf oder Druckknopf auszubilden. Ein derartiger an der äußeren Stirnwand des Zylinders angeordneter kronenartiger Knopf ist für den Benutzer gut erreichbar und bedienbar, da er diesen lediglich drehen oder drücken muß um eine gewünschte Betätigung auszulösen. Die Bewegung des Stellgliedes unterstützende Angriffshilfen in der Art von Mulden oder Aussparungen an dem Knopf, erleichtern die Bedienung zusätzlich. Eine zusätzliche Bedienhilfe, die einen weiteren Komfortgewinn darstellt, weil der Benutzer sich dann nicht mehr zur Position des an der Stirnwandung des Zylinders hinbeugen muß, stellt bei einer sinnvollen Weiterbildung der Federvorrichtung ein Betätigungselement dar, welches wenigstens ein weiteres, von dem Zylinder beabstandet angeordnetes Stellglied aufweist. Diese Stellglied kann ein beispielsweise am Lenker eines Zweirades oder an dessen Vorbau angeordneter Knopf oder ein Drehring sein, der die Funktion des Betätigungselements ebenso zuverlässig auslöst, wie das an dem Zylinder angeordnete Stellglied. Bei dem am Lenker oder Vorbau angeordneten Stellglied handelt es sich um eine sogenannte Fernverstellung.
- Hinsichtlich einer einfachen Bedienbarkeit der Federvorrichtung und um diese den Wünschen und Bedürfnissen des Benutzers einfach anpassen zu können ist es vorteilhaft, wenn bei einer Ausbildung der Federvorrichtung das Medium bevorzugt aus Stickstoff oder Luft besteht, da das eine ein inzwischen relativ unproblematisch verfügbares, inertes Gas darstellt, das andere Medium, nämlich Luft es dem Benutzer unter Verwendung eines häufig mitgeführten Pumpgerätes selbstständig und zu jeder Zeit gestattet, die Druckverhältnisse der Arbeitsräume, und damit die Federcharakteristik seinen Wünschen anzupassen.
- Zur Kompensation der von der Federvorrichtung aufzunehmenden Stoßkräfte hat es sich im Sinne einer einfachen Herstellung und Serienfertigung als zweckmäßig erwiesen, eine Ausführungsform der Federvorrichtung mit einem Zylinder mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auszubilden, darüber hinaus sind aber, etwa wenn ungewöhnliche Querkräfte aufgefangen werden müssen, oder auch aus ästhetischen Gründen, auch Ausführungen der Federvorrichtungen denkbar, welche einen davon abweichenden, beispielsweise elliptischen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen.
- Aufgrund der sich anbietenden Kombination von Federvorrichtungen mit Dämpfungsvorrichtungen in einer an dem Fahrzeugrad angeordneten Einheit ist eine Ausbildung der Federvorrichtung besonders bevorzugt, bei welcher diese ein Teil eines Gabelbeins einer insbesondere für ein Zweirad vorgesehenen Gabel zum Halten des Rads ist, und bei welcher zur Schwingungsdämpfung an dem anderen Gabelbein dieser Gabel ein vorzugsweise als Gasdämpfer ausgebildeter Dämpfer angeordnet ist. Auf diese Weise kann dem Benutzer der Federvorrichtung, da er durch den Einsatz einfacher Hilfsmittel in der Lage ist, die Charakteristiken der Feder- und Dämpfungseinrichtungen selbst zu beeinflussen, ein optimaler Fahrkomfort mit seinem Fahrzeug garantiert werden, der praktisch zu jeder Zeit an die jeweiligen Umgebungsbedingungen anpassbar ist.
- Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Figuren in den Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigen, teilweise in schematisierter Darstellung:
-
1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Federvorrichtung mit verstellbarem Federweg in ausgefedertem Zustand bei geschlossener Verbindung der beiden Arbeitsräume; -
2 eine Seitenansicht einer Federvorrichtung aus der1 in eingefedertem Zustand bei geöffneter Verbindung der beiden Arbeitsräume; -
3 eine detailliertere Ansicht eines Abschnitts einer Federvorrichtung in dem Zustand der2 ; und die -
4 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine Federvorrichtung als Teil eines Gabelbeins einer für ein Zweirad vorgesehenen Gabel. - In den
1 bis4 ist als Ausführungsbeispiel eine im Ganzen mit1 bezeichnete pneumatische Federvorrichtung zur Be grenzung der Stossantwort eines Fahrzeugrades zu erkennen. Zunächst auf die1 Bezug nehmend, in welcher die Federvorrichtung1 in ihrem vollständig ausgefederten Zustand und nicht verbundenen Arbeitsvolumina8 ,8' dargestellt ist, weist die Federvorrichtung1 eine Kolben-Zylinder-Anordnung2 auf, welche mit einem in einer Innenhöhlung5 des mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt versehenen Zylinders4 axial verschiebbar gelagerten Kolben3 versehen ist. Der Zylinder4 ist an seinen einander abgewandten Endbereichen durch einen in einem festen Abstand zueinander angeordneten Stirnwandungen6 verschlossen, wobei der Kolben3 mit einer eine der Stirnwandungen6 durchsetzenden und in dieser dichtend geführten Kolbenstange7 verbunden ist. Beiderseits des Kolbens3 sind durch den Kolben3 voneinander abgegrenzte Arbeitsräume bzw. -volumina8 ,8' als Kolbenraum8 und Kolbenstangenraum8' gebildet, welche mit einem kompressiblen Medium gefüllt sind. Die Arbeitsräume8 ,8' sind durch eine Verbindungseinrichtung10 miteinander verbindbar. Zur komfortablen Verstellung des Federwegs der Federvorrichtung1 und damit einhergehend der Einstellung einer von der hier dargestellten unterschiedlichen Relativposition des Kolbens3 und des Zylinders4 ist die Verbindung der Arbeitsräume8 ,8' durch ein äußeres Betätigungselement20 steuerbar und die Verbindungseinrichtung10 trennt die Arbeitsräume8 ,8' nach Verschiebung des Kolbens3 um wenigstens einen vorbestimmten Federweg automatisch. - Weiterhin ist den
1 und2 entnehmbar, dass die Kolbenstange7 mit einer Innenhöhlung9 versehen ist, welche mit dem Kolbenstangenraum8' über eine in der Seitenwand der Kolbenstange7 angeordnete Durchtrittsöffnung11 verbunden ist, so dass die beiden Räume gemeinsam den Arbeitsraum8' bilden und das Medium über die Durchtrittsöffnung11 den gesamten Arbeitsraum8' ausfüllt. Innerhalb der Innenhöhlung9 der Kolbenstange7 befindet sich ein sich über den größeren Teil der Länge der Kolbenstange erstreckendes, wiederum zu den Längsachsen des Zylinders4 und der Kolbenstange7 koaxiales Begrenzungsrohr17 , welches an seinem dem Kolben3 zugewandten Ende eine Öffnung18 aufweist, in welche das freie Ende13 der Verbindungseinrichtung10 dichtend eingreift. - Die Verbindungseinrichtung
10 ist als zur Längsachse des Zylinders4 paralleles, koaxiales, in dem Kolben3 dichtend geführtes Verbindungsrohr10 ausgebildet. Das Verbindungsrohr10 weist ein festes, im dem Kolbenraum8 mit dem Endbereich des Zylinders4 verbundenes Ende12 und ein freies, in den Kolbenstangenraum8' eingreifendes Ende13 auf. An ihrem in dem Kolbenstangenraum befindlichen Abschnitt hat die Verbindungseinrichtung10 an dessen Wandung eine Durchtrittsöffnung14 für das Medium. Zur Festlegung der Verbindungseinrichtung10 in dem Zylinder4 und deren Anschluss an die Betätigungseinrichtung20 ist die Federvorrichtung1 mit einer Aufnahmeeinrichtung15 versehen. Diese ist als zu der Längsachse des Zylinders4 koaxiales zylindrisches Anschlussstück16 ausgebildet und nimmt in einer nicht genauer dargestellten, dem Kolben3 zugewandten Öffnung das feste Ende der durch das Verbindungsrohr10 gebildeten Verbindungseinrichtung10 auf. An dem dem Kolben3 abgewandten Ende befindet sich das Betätigungselement20 , welches durch ein Sperrorgan21 in Art eines Ventils in Verbindung mit einem an der äußeren Stirnseite des Zylinders4 angeordneten Stellglied22 in der Lage ist, die Verbindung der beiden Arbeitsräume8 ,8' und damit der Volumina zu steuern. - Während die
1 die Federvorrichtung1 in ausgefedertem Zustand zeigt, ist die Federvorrichtung in der2 im eingefederten Zustand zu erkennen. In nicht betätigter Position sperrt in der1 das Sperrorgan21 die Durchtrittsöffnung19 , welche die Verbindung zwischen dem Arbeitsraum8 und dem Verbindungsrohr10 herstellt. Gleichzeitig sind durch die Durchtrittsöffnungen11 und14 die Innenhöhlung9 der Kolbenstange7 und der Kolbenstangenraum9 zum Arbeitsraum8' verbunden, wobei in diesem Zustand das Volumen des Verbindungsrohrs10 ebenfalls diesem Arbeitsraum8' zugeordnet ist. Eine Betätigung des Betätigungselements20 , durch händische Verstellung des Stellglieds22 , wie in der2 zu erkennen, gibt die Durchtrittsöffnung19 frei und verbindet die beiden Arbeitsräume8 ,8' so dass zwischen diesen ein Druckausgleich stattfinden kann. Bei gleichzeitiger Belastung der Federvorrichtung1 aus Richtung des Betätigungselements20 taucht der Kolben3 durch eine nicht weiter dargestellte Abstützung tiefer in den Zylinder4 ein. Hierbei wird das freie Ende13 des Verbindungsrohrs weiter in den Innenbereich des Begrenzungsrohrs17 verfahren, und zwar so weit, bis bei dieser Bewegung die Durchtrittsöffnung14 des Verbindungsrohrs10 die dichtend verschlossene Öffnung18 des Begrenzungsrohrs17 überfährt und hierdurch die Verbindung der Arbeitsräume automatisch getrennt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Volumen des Verbindungsrohrs aufgrund der an dem Betätigungselement20 freigegebenen Verbindung dem Arbeitsraum8 zugeordnet. Im Ergebnis ist durch diesen Vorgang der Federweg der Federvorrichtung1 um einen vorbestimmten Betrag, beispielsweise um ein Viertel des Gesamtfederwegs reduziert worden. Je nach Ausbildung der Vorrichtung sind hier auch ein oder mehrere andere Reduktionsbeträge möglich. - Eine anschließende Betätigung an dem Betätigungselement
20 führt zu einer aktiven Trennung der Arbeitsräume8 ,8' so dass in der Folge die Federvorrichtung in der eingefederten, nur einen begrenzten Federweg zur Verfügung stellenden Position verbleibt. Erst eine erneute Öffnung des Sperrorgans21 an dem Betätigungselement20 erlaubt der Federvorrichtung1 unter Entlastung in den ausgefederten Zustand zurückzukehren. - Die
3 zeigt einen Ausschnitt des in2 dargestellten Zustands der Federvorrichtung1 , so dass auch auf die vorstehenden Ausführungen zu dieser Figur verwiesen wird. Besser zu erkennen ist in dieser Figur die dichtende Führung des Kolbens3 in dem Zylinder4 mit seiner in einer Umfangsnut23 angeordneten Dichtung24 , die dichtende Führung des Verbindungsrohrs10 in dem Kolben mit einer Dichtung25 , sowie die ebenfalls dichtende Führung des freien Endes13 des Verbindungsrohrs10 in der Öffnung18 des Begrenzungsrohrs17 mittels der dort befindlichen Dichtung26 . Außerdem ist in der3 die Funktionsweise des Betätigungselements20 detailgenauer dargestellt. Das Stellglied22 ist als kronenartiger Drehknopf an der äußeren Seite der Stirnwandung6 angeordnet, ein weiteres, von dem Zylinder beabstandet angeordnetes Stellglied22' ist nicht gezeigt. Eine Betätigung des Betätigungselements20 an dem Stellglied22 hebt den flanschartigen Deckel desselben weiter von der Außenseite der Stirnwandung6 ab, während das zapfenartige, in der Aufnahmeeinrichtung15 aufgenommene Endstück des Deckels weiter aus der Aufnahmeeinrichtung15 hinausgeführt wird, wobei eine Dichtung29 für eine gasdichte Abgrenzung des Innenraums sorgt. Eine das Stellglied22 durchgreifende Zuführung30 ist mit einem nicht weiter dargestellten Ventil versehen, so dass die Arbeitsräume8 ,8' der Federvorrichtung1 von außen befüllt werden können. Das Stellglied22 ist außerdem mit dem als Ventilstift ausgebildeten Sperrorgan21 verbunden, welches wiederum von einem Führungsstift27 durchsetzt ist. Dieser gleitet in einer gekrümmten Kulissenführung28 , so dass die Bewegung des Betätigungselements reproduzierbar zwangsgeführt stattfindet. Eine schon erwähnte Betätigung des Betätigungselements20 zur Freigabe der Verbindung zwischen den Arbeitsräumen8 ,8' lässt dabei den Führungsstift27 in der Kulissenführung28 nach oben fahren, wodurch das dem Kolben3 zugewandte Ende des Sperrorgans21 aus seinem erneut durch eine Dichtung abgedichteten Sperrsitz im Eintrittsbereich32 des festen Endes12 des Verbindungsrohrs abgehoben wird und derart die Verbindung der Arbeitsräume8 ,8' der Federvorrichtung1 etabliert und ein Austausch des Mediums zwischen den Arbeitsräumen8 ,8' gestattet wird. - Die
4 zeigt schließlich zur besseren Übersichtlichkeit eine Anordnung der Federvorrichtung1 als ein Teil eines Gabelbeins51 einer insbesondere für ein Zweirad vorgesehenen Gabel50 zum Halten des betreffenden, hier nicht gezeigten Rads, welches mit seiner Nabe an der Gabel50 mit einer ebenfalls nicht gezeigten Nabenaufnahme gehalten ist. Zur Schwingungsdämpfung ist an dem anderen Gabelbein52 dieser Gabel50 ein nicht weiter dargestellter, vorzugsweise als Gasdämpfer, Reibdämpfer, Öldämpfer oder dergleichen ausgebildeter Dämpfer angeordnet. Außerdem weist die Gabel50 die die Gabelbeine51 ,52 verbindende Gabelbrücke53 , und von dieser abgehend das Schaftrohr54 auf, welches die Verbindung mit dem Rahmen eines Zweirads herstellt. Zur Stabilisierung kann zwischen den Gabelbeinen51 ,52 zusätzlich vorzugsweise mindestens ein bogenförmig gekrümmter Stabilisator55 angeordnet sein. Gut zu erkennen ist, dass jedes der Gabelbeine51 ,52 mit je einem Tauchrohr56 versehen ist, in welche ein sogenanntes Standrohr eintaucht. Im Fall der erfindungsgemäßen Federvorrichtung1 wird dieses Standrohr durch den Zylinder4 der Kolben-Zylinder-Anordnung2 gebildet. Bei einem Federvorgang taucht das Standrohr in das Tauchrohr56 ein, wobei es hierfür an zwischen den Rohren angeordneten Gleitlagern57 gelagert ist. Überdies kann der4 entnommen werden, dass sich der Boden der Kolbenstange7 , der einen gemeinsamen Boden mit dem Begrenzungsrohr17 aufweist, beim Eintauchen des Zylin ders4 in das Tauchrohr56 am Boden58 des Tauchrohrs56 abstützen kann. - Demnach betrifft die vorstehend beschriebene Erfindung also eine Feder- und/oder Dämpfervorrichtung, die im Ausführungsbeispiel als pneumatische Federvorrichtung
1 ausgebildet ist. Sie dient zur Begrenzung der Stossantwort eines Fahrzeugrades mit wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung2 , welche einen in einer Innenhöhlung5 des Zylinders4 axial verschiebbar gelagerten Kolben3 aufweist, wobei der Zylinder4 an seinen einander abgewandten Endbereichen durch einen in einem festen Abstand zueinander angeordneten Stirnwandungen6 verschlossen ist, wobei der Kolben3 mit einer eine der Stirnwandungen6 durchsetzenden und in dieser dichtend geführten Kolbenstange7 verbunden ist, wobei beiderseits des Kolbens3 durch den Kolben3 voneinander abgegrenzte Arbeitsräume8 ,8' als Kolbenraum8 und Kolbenstangenraum8' gebildet sind, welche mit einem kompressiblen Medium gefüllt sind und wobei die Arbeitsräume8 ,8' durch eine Verbindungseinrichtung10 miteinander verbindbar sind. Einem Benutzer der genannten Federeinrichtung1 wird durch die Änderung des Federwegs der Federvorrichtung1 eine den Gegebenheiten des Terrains angepasste, komfortable und vordefinierte Lageänderung eines Fahrzeugteils, insbesondere des Vorbaus mit Lenker, dadurch gestattet, dass die Verbindung der Arbeitsräume8 ,8' durch ein äußeres Betätigungselement20 steuerbar ist und dass die Verbindungseinrichtung10 die Arbeitsräume8 ,8' nach Verschiebung des Kolbens3 um wenigstens einen vorbestimmten Federweg automatisch trennt. - Im Ausführungsbeispiel ist die Anwendung der Erfindung anhand einer konventionellen Teleskopgabel gezeigt. Alternativ kann die Erfindung auch bei sogenannten Upside-Down-Teleskopgabeln angewandt werden. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Anwendung bei Teleskopgabel, sondern es ist auch denkbar, jede Bauart von Feder- und/oder Dämpferelementen, das heißt, Federgabeln, Dämpfer, Federbeine und dergleichen gemäß der Erfindung auszustatten.
Claims (16)
- Feder- und/oder Dämpfervorrichtung (
1 ) insbesondere für Zweiräder, mit wenigstens einer Kolben-Zylinder-Anordnung (2 ), wobei durch den Kolben (3 ) voneinander abgegrenzte Arbeitsräume (8 ,8' ) als Kolbenraum (8 ) und Kolbenstangenraum (8' ) gebildet sind, welche mit einem Feder- oder Dämpfungsmedium gefüllt sind, wobei der Kolben (3 ) mit einer Kolbenstange (7 ) verbunden ist, die eine Stirnwandung (6 ) des Kolbenstangenraums (8' ) dichtend durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Arbeitsräume (8 ,8' ) durch ein äußeres Betätigungselement (20 ) steuerbar ist und dass eine Verbindungseinrichtung (10 ) zum automatischen Trennen der Arbeitsräume (8 ,8' ) nach Verschiebung des Kolbens (3 ) um einen vorbestimmten Federweg vorgesehen ist. - Federvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (
7 ) mit einer Innenhöhlung (9 ) versehen ist, welche mit dem Kolbenstangenraum (8' ) über eine in der Seitenwand der Kolbenstange (7 ) angeordnete Durchtrittsöffnung (11 ) verbunden ist. - Federvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (
10 ) ein festes, in dem Kolbenraum (8 ) mit dem einen Endbereich des Zylinders verbundenes Ende (12 ) und ein freies, in den Kolbenstangenraum (8' ) eingreifendes Ende (13 ) aufweist. - Federvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenhöhlung (
9 ) der Kolbenstange (7 ) ein Begrenzungsrohr (17 ) angeordnet ist, in dessen stirnseitige Öffnung (18 ) das freie Ende (13 ) der Ver bindungseinrichtung (10 ) dichtend eingreift. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (
10 ) als zur Längsachse des Zylinders (4 ) paralleles, insbesondere koaxiales, in dem Kolben (3 ) dichtend geführtes Verbindungsrohr ausgebildet ist. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (
10 ) in ihrem in dem Kolbenstangenraum (8' ) befindlichen Abschnitt an ihren Wandungen wenigstens eine Durchtrittsöffnung (14 ) für das Medium aufweist. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben (
3 ) und einer der Stirnwände (6 ) des Zylinders (4 ) wenigstens ein weiteres, das Ein- und/oder Ausfedern der Federvorrichtung (1 ) unterstützendes Federelement angeordnet ist. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (
4 ) in seinem dem Kolbenraum (8 ) zugeordneten Endbereich eine Aufnahmeeinrichtung (15 ) aufweist, welche das Betätigungselement (20 ) sowie das feste Ende (12 ) der Verbindungseinrichtung (10 ) aufnimmt und diese miteinander verbindet. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (
20 ) ein Sperrorgan (21 ) aufweist, welches die Arbeitsräume (8 ,8' ) verbindet oder trennt. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (
20 ) mit einem von außen zugänglichen Ventil zur Befüllung der Arbeitsräume (8 ,8' ) mit dem Medium versehen ist. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (
20 ) wenigstens ein an der äußeren Stirnseite des Zylinders (4 ) angeordnetes Stellglied (22 ) aufweist. - Federvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (
22 ) als kronenartiger, vorzugsweise mit Angriffshilfen versehener, Drehknopf oder Druckknopf ausgebildet ist. - Federvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dass das Betätigungselement (
20 ) wenigstens ein weiteres, von dem Zylinder (4 ) beabstandet angeordnetes Stellglied (22' ) aufweist. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Federn und/oder Dämpfen fungierende Medium bevorzugt aus Stickstoff oder Luft besteht.
- Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (
4 ) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist. - Federvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Teil eines Gabelbeins (
51 ) einer insbesondere für ein Zweirad vorgesehenen Gabel (50 ) zum Halten des Rads ist, und dass zur Schwingungsdämpfung an dem anderen Gabelbein (52 ) dieser Gabel (50 ) ein vorzugsweise als Gas-, Öl- oder Reibdämpfer ausgebildeter Dämpfer angeordnet ist.
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