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Gegenstand
der Erfindung ist ein Zweirad, insbesondere Fahrrad, zumindest mit
einer Hinterbaufederung und einer Federdämpfung sowie einer Vorrichtung
zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung und mit einem Antrieb,
der eine Gangschaltung aufweist, die eine Vorrichtung zur Steuerung
des Antriebs-Übersetzungsverhältnisses
hat.
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Hinterbaufederung
und Federgabelfederung werden bei Zweirädern durch verschiedene auf
sie einwirkende Kräfte
beeinflusst. Dabei spielen Antriebskräfte aber auch fahr- und fahrerdynamische Kräfte eine
Rolle, welche im wesentlichen durch die fahrerdynamischen Größen wie
zum Beispiel Körpergröße und -gewicht,
Körperkraft,
Trittfrequenz und/oder die übertragene
Antriebsleistung bestimmt werden. Ferner spielen auch die Streckeneigenschaften,
zum Beispiel die Beschaffenheit und das Profil des Untergrundes
eine Rolle.
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Die
Zug- und/oder Druckstufendämpfung
der Federung kann je nach aktuellem Einsatz des Zweirads unter Berücksichtigung
der dabei jeweils auftretenden Einflüsse eingestellt werden. Die
Einstellung der Dämpfungseigenschaften
erfolgt prospektiv unter Be rücksichtigung
der oben genannten Faktoren. Meistens ist allerdings durch sich ändernde
Gegebenheiten, beispielsweise auch durch die bei zunehmendem Übersetzungsverhältnis erhöhte physisch und/oder
mechanisch induzierte Krafteinwirkung, eine vergleichsweise aufwendige
und auch umständliche
Nachjustierung und Abstimmung auf die einwirkenden Kräfte im Laufe
der Fahrt notwendig.
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Bei
Fahrrädern
mit einer Kettenschaltung verändert
sich beim Schalten der Verlauf der Antriebsführung, wobei der Kettenzugvektor
in den einzelnen Gängen
in unterschiedliche Richtungen weist und dadurch die Hinterbaukinematik
beeinflusst. Um unerwünschte
Wippbewegungen des Hinter- und/oder Vorderbaus und ein dadurch bedingtes
verschlechtertes Fahrverhalten des Zweirades weitgehend zu vermeiden,
werden zwar gefederte Hinterbauten von Fahrrädern in ihrer Kinematik soweit
optimiert, dass sie möglichst
wenig auf die durch den Kettenzug erzeugten Antriebskräfte reagieren,
was bedeutet, dass der Hinterbau des Fahrrades durch die über die
Kette eingeleiteten Kräfte
und die wechselnde Radlast, erzeugt durch die Beschleunigung des
Systems Fahrer und Fahrrad, möglichst
wenig ein- oder ausfedert. Jedoch ist dies bei Kettenschaltungen
mit zum Beispiel 27 Gängen
und dem dadurch in einem großen
Winkelbereich sich ändernden
Kettenzugvektor nicht möglich.
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Es
besteht daher die Aufgabe, ein Zweirad der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, wobei die Dämpfungseigenschaften
der Federung während
der Fahrt auch bei unterschiedlichen Umgebungs- und Betriebsbedingungen
weitgehend optimal angepasst bleiben.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung im wesentlichen vor, dass eine Steuerung zur Regulierung
der Zug- und/oder
Druckstufendämpfung
zumindest des Hinterbaus des Zweirads im Sinne einer zunehmenden
Dämpfung
zumindest der Druckstufe bei zunehmender Antriebsleistung und/oder
bei zunehmendem Übersetzungsverhältnis der
Gangschaltung vorgesehen ist.
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Durch
die Steuerung zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung wird
praktisch automatisch eine Anpassung der Dämpfung an sich während der
Fahrt ändernde
Bedingungen hinsichtlich der Antriebskräfte sowie von fahr- und fahrerdynamischen
Kräften
und auch bezüglich
der Streckeneigenschaften vorgenommen.
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Bei
einer Kopplung der Gangschaltung mit der Vorrichtung zur Regulierung
der Zug- und/oder Druckstufendämpfung
werden die Dämpfungseigenschaften
mit dem Gangwechsel vorgenommen, wobei bei einer Veränderung
des Übersetzungsverhältnisses
mit entsprechend veränderten,
die Federungsdynamik beeinflussenden Kräften, mittels der Steuerverbindung
eine entsprechende Veränderung beziehungsweise
Anpassung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung bewirkt wird. Dies bedeutet, dass
beispielsweise beim Einlegen eines höheren Gangs die Zug- und/oder
Druckstufendämpfung
mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ebenfalls entsprechend erhöht
wird. Beim Zurückschalten
in einen kleineren Gang wird die Zug- und/oder Druckstufendämpfung entsprechend
verringert. Eine Unterbrechung der Fahrt und manuelle Nachjustierung über zum
Beispiel eine Handhabe am Dämpfungselement
ist dadurch nicht erforderlich. Je nach Fahr- und/oder Fahrersituation
beziehungsweise Streckenprofil und Beschaffenheit des Untergrunds
kann es zweckmäßig sein,
dass die Gangschaltung in Steuerverbindung mit der Vorrichtung zur
Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung zumindest des Hinterbaus
im Sinne einer zunehmenden Dämpfung der
Druckstufe und zunehmenden Dämpfung
der Zugstufe bei zunehmendem Übersetzungsverhältnis steht
oder dass die Gangschaltung in Steuerverbindung mit der Vorrichtung
zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung zumindest des Hinterbaus
im Sinne einer zunehmenden Dämpfung
der Druckstufe und abnehmender Dämpfung
der Zugstufe bei zunehmendem Übersetzungsverhältnis steht.
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Da
nicht nur antriebsabhängige
Kräfte
auf die Federung einwirken, sondern auch durch Fahrweise, Beschaffenheit
des Untergrundes, Streckenprofil und so weiter bedingte Kräfte Einfluss
auf die Federung beziehungsweise Dämpfung haben, ist es sinnvoll,
wenn die Verstellung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung des
Hinterbaus und/oder einer Federgabel nicht nur zum Ausgleich von
unterschiedlichen, auf den gefederten Hinterbau einwirkenden Antriebskräften sondern
anstatt dessen oder zusätzlich
auch zum Ausgleich von fahr- und/oder fahrerdynamischen, auf das
Zweirad insgesamt einwirkenden Kräften vorgesehen ist.
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Gegebenenfalls
kann die Gangschaltung mit der Vorrichtung zur Regulierung der Zug-
und/oder Druckstufendämpfung
im Sinne einer kontinuierlichen oder stufenförmigen Änderung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung bei
kontinuierlicher oder stufenförmiger Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
funktionell gekoppelt sein. Dabei ist denkbar, dass mit einer kontinuierlichen Änderung
des Übersetzungsverhältnis eine
kontinuierliche Änderung
der Zug- und/oder Druckstufendämpfung
korrespondiert. Es kann allerdings sowohl das Übersetzungsverhältnis als
auch die Dämpfung
der Zug- und/oder Druckstufe stufenweise geändert werden. Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit,
dass die der Zug- und/oder Druckstufendämpfung bei stufenweiser Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
kontinuierlich geändert
wird bzw. eine stufenweise Änderung
der Zug- und/oder
Druckstufendämpfung
bei kontinuierlicher Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
erfolgt. Auf diese weise ist die Regulierungsvorrichtung an unterschiedliche
Antriebssysteme anpassbar. Zudem kann durch entsprechende Kombination
der Merkmale auch die Bedienung der erfindungsgemäßen Regulierungsvorrichtung
erleichtert werden.
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Die
Regulierungsvorrichtung ist bei allen Arten von Zweirad-Gangschaltungen einsetzbar.
So kann die Gangschaltung beispielsweise eine Nabenschaltung oder
Automatikschaltung sein. Vorteilhaft ist auch, wenn ein Zugmitteltrieb
des Zweirades ein Kettentrieb oder ein Riementrieb ist. Gegebenenfalls kann
die Gangschaltung auch eine Kombination aus Naben- und Kettenschaltung
oder aus weiteren Arten von Gangschaltungen sein. In einer weiteren
Ausführungsform
kann der Antrieb eine Kardanwelle als Antriebsübertragung aufweisen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn bei einem Kettentrieb mit einer mittels
Steuermitteln manuell oder elektronisch betätigbaren Kettenschaltung, diese
mindestens zwei verschieden große
Kettenblätter und
einen Umwerfer und/oder mindestens zwei verschieden große Ritzel
und ein Schaltwerk aufweist, und der Umwerfer und/oder das Schaltwerk
beziehungsweise deren jeweilige Steuermittel mit der Vorrichtung
zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung in Steuerverbindung
steht (stehen). Mit dieser Anordnung können die Dämpfungseigenschaften unter
Berücksichtigung
der insbesondere aufgrund des gewählten Gangs wirkenden Kräfte besonders
flexibel angepasst werden. So kann zum Beispiel beim Schalten in
einen höheren
Gang die Zug- und/oder Druckstufendämpfung unmittelbar erhöht und bei
Schaltung in einen kleineren Gang verringert werden. Bei einer Ausführungsform,
die eine kombinierte Steuerverbindung von Umwerfer und Schaltwerk
mit der Vorrichtung zur Dämpfungsregulierung
aufweist, kann sowohl die Lage des Umwerfers als auch die des Schaltwerks
berücksichtigt
werden.
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Bei
einem zugmittelbetriebenen Zweirad verändert sich der Kraftvektor
des Zugmittels je nach Gang-Schaltstellung. Konstruktiv vorgegeben
ist zwar in der Regel eine Neutralstellung, bei der keine oder nur
eine minimale Aus- oder Einfedertendenz besteht, mit zunehmendem
Abstand von dieser Neutralstellung nehmen jedoch die Einflüsse des
Zugmittel-Kraftvektors
zu.
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Zweckmäßig ist
es deshalb, wenn bei einem Zugmitteltrieb die Steuerung der Zug-
und/oder Druckstufendämpfung
in Abhängigkeit
des Zugvektors des Zugmittels und vorzugsweise unter Berücksichtigung
einer vorgegebenen Neutralstellung des Zugmittels vorgesehen ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind der Umwerfer und/oder das Schaltwerk einerseits
und die Vorrichtung zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung andererseits
mittels einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung,
vorzugsweise mittels gekoppelter Bowdenzüge, verstellbar. Eine derartige
Kopplung ist einfach zu handhaben sowie technisch unaufwendig und
damit kostengünstig
und störunanfällig.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer an einem Fahrrad mit Kettenschaltung vorgesehenen,
erfindungsgemäßen Steuerung
einer Zug- und/oder Druckstufendämpfung,
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2 eine
Seitenansicht einer an einem Fahrrad mit Nabenschaltung vorgesehenen
Steuerung einer Zug- und/oder
Druckstufendämpfung
sowie
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3 eine
perspektivische Teilansicht einer an einem Fahrrad vorgesehenen
Betätigungsvorrichtung
für einen
Umwerfer und eine Vorrichtung zur Regulierung der Zug- und/oder
Druckstufendämpfung.
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Ein
in 1 und 2 im Ganzen mit 1 bezeichnetes
Fahrrad weist eine Hinterbaufederung 2 mit einem Federbein 14 sowie
einer Vorrichtung 3 zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung des
Federbeins 14 auf. Als Antrieb 16 ist ein Zugmitteltrieb
mit einer Kette 5 und einer Gangschaltung mit einer Vorrichtung
zur Steuerung des Antriebs-Übersetzungsverhältnisses
vorgesehen.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
als Gangschaltung eine Kettenschaltung 4 zum Variieren des
Antriebs-Übersetzungsverhältnisses
vorgesehen. Die Kettenschaltung 4 hat drei verschieden
große
Kettenblätter 6 und
einen Umwerfer 7 sowie mehrere Ritzel 11 und ein
Schaltwerk 12.
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Wie
aus 1 ersichtlich, weist die Vorrichtung 3 zur
Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung eine Steuerverbindung 8 mit
dem Umwerfer 7 auf. Dabei sind der Umwerfer 7 einerseits und
die Vorrichtung 3 zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung andererseits
mittels einer gemeinsamen Betätigungsvorrichtung
verstellbar. Diese Betätigungsvorrichtung
befindet sich am Lenker und ist mittels eines Bowdenzugs 9,
der aufgezweigt ist auf einen Bowdenzugzweig 9a und einen Bowdenzugzweig 9b,
einerseits mit der Dämpfungsvorrichtung 3 des
Federbeins 14 und andererseits mit dem Umwerfer 7 verbunden.
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Über den
Bowdenzugzweig 9a erfolgt die Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung 3,
während über den
anderen Bowdenzugzweig 9b der Umwerfer 7 und damit
die Lage der Kette 5 auf einem der drei Kettenblätter 6 gesteuert
wird, so dass bei Betätigung
des Umwerfers 7 gleichzeitig die Dämpfungseigenschaften der Federung
verändert werden.
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Gegebenenfalls
könnte
auch noch eine Steuerverbindung zu dem Schaltwerk 12 vorgesehen sein,
um den am Ritzelsatz geschalteten Gang zu erfassen. Da bei der Kettenschaltung
der jeweilige Kettenzugvektor 13 einen erheblichen Einfluss
auf die resultierende Ein- oder Ausfederkomponente des Hinterbaus
hat und der Kettenzugvektor in erster Linie von der Lage der Kette
auf den verschieden großen
Kettenblättern
abhängt,
ist die vergleichsweise geringe Lageänderung des hinteren Kettenauflagepunktes
in unterschiedlichen, am Ritzelsatz geschalteten Gängen jedoch
weniger von Bedeutung.
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Die
Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung erfolgt in der Regel
im Sinne einer zunehmenden Dämpfung
der Druckstufe bei zunehmendem Übersetzungsverhältnis.
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Es
kann aber auch mit zunehmender Dämpfung
der Druckstufe zusätzlich
die Dämpfung
der Zugstufe verstärkt
werden, so dass damit die Ein- und die Ausfedergeschwindigkeit des
Federbeins verlangsamt wird.
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In
besonderen Fällen
besteht aber auch die Möglichkeit,
nur die Zugstufendämpfung
zu verstärken
oder zu reduzieren oder aber auch nur die Druckstufe zu beeinflussen.
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Auf
diese Weise werden unerwünschte
und die Fahrsicherheit beziehungsweise den Fahrkomfort beeinträchtigende
Wipp-Bewegungen des Hinter- und/oder Vorbaus insbesondere bei zunehmendem Übersetzungsverhältnis verhindert.
Bei abnehmendem Übersetzungsverhältnis wird
die Federungskinetik mittels Verringerung zumindest der Druckstufendämpfung den
jeweils wirkenden Kräften
angepasst. Dabei ist die Verstellung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung des
Hinterbaus und/oder der Federgabel nicht nur in Anpassung an unterschiedliche
Kettenzugvektoren bei einer Kettenschaltung sondern auch zum Aus gleich
von unterschiedlichen, einerseits auf den gefederten Hinterbau einwirkenden
Antriebskräften
und/oder andererseits zum Ausgleich von fahr- und/oder fahrerdynamischen,
auf das Zweirad insgesamt einwirkenden Kräften wirksam.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 2 weist das
Fahrrad eine Nabenschaltung 10 auf. Der Antrieb erfolgt über eine
Kette 5, ein Kettenblatt 6a sowie ein Ritzel 11a.
Im Ausführungsbeispiel
ist noch ein Kettenspanner 15 vorgesehen.
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Hier
besteht eine Steuerverbindung 8 zwischen der Vorrichtung 3 zur
Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung des Federbeins 14 und
der Nabenschaltung 10. Dabei nimmt zumindest die Dämpfung der
Druckstufe beim Umschalten in höhere
Gänge zu
und dementsprechend beim Umschalten in niedrigere Gänge ab.
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Prinzipiell
gilt für
die Zusammenhänge
zwischen Schaltung und Dämpfung
das gleiche wie in Zusammenhang mit der Kettenschaltung 4 gemäß 1 beschriebene,
wobei bei dieser Nabenschaltung der Kettenzugvektor unverändert bleibt.
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3 zeigt
eine perspektivische Teilansicht eines Fahrrads mit erfindungsgemäßer Vorrichtung 3 zur
insbesondere schaltungsabhängigen
Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung. In diesem Ausführungsbeispiel
ist gut erkennbar, dass der Bowdenzug 9 in zwei Bowdenzugzweige 9a, 9b aufgezweigt
ist, wobei der Bowdenzug 9a zum Federbein 14 und
der Bowdenzugzweig 9b zur Gangschaltung, beispielsweise
zum Umwerfer 7 oder zum Schaltwerk 12 oder zu
einer Nabenschaltung 10 führt.
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Erwähnt sei
noch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung 3 in Abhängigkeit
des Übersetzungsverhältnissses
und/oder in Abhängigkeit
der Antriebsleistung auch bei motorgetriebenen Zweirädern zur
Anwendung kommen kann, beispielsweise bei Geländemotorrädern. Dabei können insbesondere
die auf das Hinterrad übertragene
Antriebsleistung, die Geländegegebenheiten
sowie die fahr- und/oder fahrerdynamischen Einflussgrößen zur
Regulierung der Zug- und/oder Druckstufendämpfung verwendet werden, um
einen bestmöglichen
Bodenkontakt unter unterschiedlichen, wechselnden Bedingungen zu
erreichen.