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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Fahrradrahmen mit einem Hauptrahmen,
einem relativ dazu beweglichen Hinterbau mit zwei parallelen Sitzstreben
und einem Stoßdämpfersystem
mit zumindest einem Stoßdämpfer, das
eine Bewegung des Hinterbaus federt und dämpft.
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Ein
solcher Fahrradrahmen wird beispielsweise für ein voll gefedertes Fahrrad
verwendet, wie sie mittlerweile weit verbreitet sind. Insbesondere
bei Mountainbikes ist die Rahmenfederung zum Standard geworden,
da sie wesentlich zur Sicherheit des Fahrers beitragen kann.
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Bei
bekannten gefederten Fahrradrahmen sind beispielsweise die Sitzstreben über einen
Umlenkhebel mit dem Stoßdämpfersystem
verbunden. Der Umlenkhebel ist seinerseits mit dem Hauptrahmen verbunden.
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Zudem
sind gefederte Rahmen im Vergleich zu starren Rahmen stets schwerer,
da einerseits das Stoßdämpfersystem,
andererseits aber auch der komplizierter aufgebaute Rahmen, beispielsweise durch
die Umlenkhebel, zusätzliches
Gewicht beisteuert.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Rahmen für ein voll gefedertes Fahrrad
zu schaffen, der leichter und einfacher aufgebaut ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der zumindest eine Stoßdämpfer des
Stoßdämpfersystems
eine Sitzstrebenbrücke zwischen
den Sitzstreben bildet und direkt in Betätigungsrichtung an den Sitzstreben
starr befestigt ist.
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Die
Sitzstreben sind üblicherweise
an ihrem Ende durch eine Sitzstrebenbrücke miteinander verbunden,
um die Stabilität
und Verwindungssteifigkeit des Hinterbaus zu erhöhen. Das Stoßdämpfersystem ist
meist an dieser Brücke
befestigt. Erfindungsgemäß bildet
der zumindest eine Stoßdämpfer des Stoßdämpfersystems
selbst diese Brücke
zwischen den Sitzstreben. Das Stoßdämpfersystem bildet demnach
ein strukturell tragendes Teil des Rahmens, durch das bislang notwendige
tragende Teile ersetzt werden. Durch den Wegfall dieser Teile wird
bereits eine deutliche Gewichtsersparnis erzielt. Weiterhin ist
das Stoßdämpfersystem
wesentlich stabiler ausgebildet als die entfallenen Rahmenteile,
so dass der Rahmen zusätzlich
stabiler und steifer ist.
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Das
Stoßdämpfersystem
ist weiterhin direkt in Betätigungsrichtung
an den Sitzstreben befestigt. Das Stoßdämpfersystem ist dabei in direkter
Verlängerung
der Sitzstreben ausgerichtet, so dass eine Bewegung der Sitzstreben
direkt auf das Stoßdämpfersystem
wirkt. Dadurch entfallen die sonst notwendigen Umlenkhebel und die
dadurch notwendigen Drehlagerungen, wodurch nochmals Gewicht gespart
wird.
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Eine
noch weitergehende Gewichtsersparnis kann dadurch erreicht werden,
dass wenigstens ein Teil des Stoßdämpfersystems in eine Sitzstrebe
integriert ist oder Teile der Sitz strebe ersetzt. Das Funktionsprinzip
des Stoßdämpfersystems
an sich ist für die
Erfindung nicht wesentlich. So kann beispielsweise ein zum Stoßdämpfer zugehöriger Dämpfer, eine Luftfederkammer,
eine Druckkammer oder ein Ausgleichsbehälter einer Öldämpfung in einer oder beiden
Sitzstreben integriert sein.
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Um
dem Druck im Dämpfer
zu widerstehen, sind diese Bauteile des Stoßdämpfersystems entsprechend dickwandiger
ausgeführt
als die ersetzten Teile der Sitzstrebe. Dadurch wird der Rahmen,
insbesondere der Hinterbau, zusätzlich
stabiler und steifer als bei Verwendung üblicher Leichtbaubrücken. Der
Fahrradrahmen wird somit insgesamt leichter und stabiler.
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Der
Fahrradrahmen weist am Tretlager ein Gelenk auf, das die Kettenstrebe
mit dem Hauptrahmen verbindet. Dieses Gelenk kann beispielsweise am
Tretlagergehäuse
direkt oder am Sattelrohr oberhalb des Tretlagergehäuses angeordnet
sein.
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Unabhängig davon
weist der Hinterbau bevorzugt am Ausfallende ein weiteres Gelenk
auf. Der Fahrradrahmen kann als sogenannter „Eingelenker” ausgebildet
sein, bei dem dieses Gelenk das Ausfallende mit der Sitzstrebe verbindet.
Das Hinterrad wird dabei nur von einem Gelenk geführt. Es
ist auch eine Ausführung
als sogenannter „Dreigelenker” möglich, bei
dem dieses Gelenk das Ausfallende mit der Kettenstrebe verbindet
und das Hinterrad dadurch von drei Gelenken geführt wird.
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Als
Gelenk ist eine beliebige, bewegliche Verbindung zwischen zwei Rahmenteilen
zu verstehen, um die wenigstens eines der Rahmenteile innerhalb
der Rahmenebene rotierbar ist. Vorzugsweise werden als Gelenk Wälz- oder
Gleitlager verwendet, die eine hohe Belastbarkeit und Haltbarkeit
aufweisen. Es sind jedoch auch andere Gelenkformen denkbar. Beispielsweise
kann das Gelenk ein flexibles Material sein, das zwischen die Rahmenteile montiert
wird oder das Gelenk wird durch flexible Rahmenteile gebildet.
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Der
Stoßdämpfer eines
Stoßdämpfersystems
weist in der Regel einen Zylinder auf, in dem ein Kolben beweglich
geführt
ist. Der Kolben ist innerhalb des Zylinders um seine Achse rotierbar.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher eine zusätzliche
Verbindung zur Abstützung
des Stoßdämpfersystems
vor, die verhindert, dass sich die Sitzstreben um die Dämpferachse
verdrehen.
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Diese
Verbindung ist beispielsweise als Scherengelenk ausgebildet, das
zwischen der durch das Dämpferelement
gebildeten Sitzstrebenbrücke und
dem Ober- und/oder Sattelrohr angeordnet ist.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie
den Ausführungsbeispielen,
die nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert sind.
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Es
zeigt:
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1 eine
erste Ausführung
des erfindungsgemäßen Rahmens
als Eingelenker, bei dem der Ausgleichsbehälter oder Druckbehälter des
Stoßdämpfersystems
in einer Sitzstrebe integriert ist,
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2 eine
weitere Ausführung
des erfindungsgemäßen Rahmens
als Eingelenker, bei dem der Ausgleichsbehälter oder Druckbehälter des
Stoßdämpfersystems
eine Sitzstrebenbrücke
bildet,
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3 eine
weitere Ausführung
des erfindungsgemäßen Rahmens
als Eingelenker, mit zwei Ausgleichsbehältern oder Druckbehältern, die
in jeweils eine Sitzstrebe integriert sind,
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4 der
Rahmen der 1 mit einem zusätzlichen
Scherengelenk zur Stabilisierung und
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5 eine
Variante des Rahmens der 3 als Dreigelenker.
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Die 1 bis 5 zeigen
jeweils in Teilfigur (a) eine Seitenansicht eines Fahrradrahmens
und in Teilfigur (b) eine Aufsicht eines Ausschnitts des Rahmens
im Bereich des Stoßdämpfersystems.
Ohne expliziten Hinweis beziehen sich die Erläuterungen immer auf beide Teilfiguren
(a) und (b) einer Figur.
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Die 1 zeigt
einen im Ganzen mit 1 bezeichneten erfindungsgemäßen Fahrradrahmen
mit einem Hauptrahmen 2, einem relativ dazu beweglich gelagerten
Hinterbau 3 und den Stoßdämpfer eines Stoßdämpfersystems 8.
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Der
Rahmen 1 ist als sogenannter Eingelenker mit drei Gelenken
ausgestattet, die den Hinterbau 3 mit dem Hauptrahmen 2 verbinden.
Ein Gelenk 4 verbindet die Kettenstrebe 5 mit
dem Sattelrohr 6 direkt oberhalb des Tretlagergehäuses 7.
Ein weiteres Gelenk 4 verbindet die Sitzstrebe 9 mit
dem Ausfallende 10 und ein drittes Gelenk 4 verbindet
das Stoßdämpfersystem 8 mit
dem Oberrohr 13.
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Die
Form des Hauptrahmens 2 spielt keine Rolle, so dass hier
verschiedene Ausführungen denkbar
sind. Im Beispiel hat der Hauptrahmen 2 eine klassische
Diamant-Form, die den Vorteil hat, dass das Sattelrohr 6 durchgehend
gerade ist, wodurch auch lange, tief eintauchende Sattelstützen verwendbar
sind und der Hauptrahmen 2 durch die direkte Verbindung
zum Tretlagergehäuse 7 eine
optimale Verwindungssteifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht
hat.
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Der
Stoßdämpfer des
Stoßdämpfersystems 8 weist
einen im Stand der Technik bekannten Öldämpfer auf, mit einem Dämpfer-Zylinder 14 und
einem darin verschieblich geführten
Kolben mit Kolbenstange 15. Der Kolben bzw. seine Kolbenstange 15 ist
durch ein Gelenk 11 mit dem Oberrohr 13 verbunden,
wobei der Abstand des Gelenks 11 zum Steuerrohr 16 etwa
doppelt so groß ist
wie zum Sattelrohr 6.
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Der
Dämpfer-Zylinder 14 des
Stoßdämpfersystems 8 ist
direkt in Betätigungsrichtung
mit den beiden Sitzstreben 9 des Hinterbaus 3 starr
verbunden. Wie in der Aufsicht des Rahmens 1 in der 1(b) verdeutlicht, ist der Dämpfer-Zylinder 14 des
Stoßdämpfersystems 8 zwischen
den Enden der Sitzstreben 9 angeordnet und bildet eine
Sitzstrebenbrücke 17,
das heißt
eine starre Querverbindung zwischen den Sitzstreben 9,
die zur Stabilisierung des Hinterbaus 3 dient.
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Das
Stoßdämpfersystem 8 ist
geradlinig in der gedachten Verlängerung
der Sitzstreben 9 angeordnet und ausgerichtet. Eine Bewegung
des Hinterbaus 3 wird somit direkt auf das Stoßdämpfersystem 8 übertragen.
Es sind dazu keine Umlenkhebel oder andere zusätzliche Bauteile notwendig.
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In
der linken Sitzstrebe 9 ist ein Ausgleichsbehälter 18 für das Dämpferöl des Dämpfers 8 integriert,
wie in Teilfigur 1(b) erkennbar ist.
Statt eines Ausgleichsbehälters
könnte
auch ein Druckbehälter in
die Sitzstrebe 9 integriert sein. Die Fluid-Verbindung
zwischen Ausgleichsbehälter 18 und
Dämpfer-Zylinder 14 kann
dabei durch eine Schlauch- oder Rohrleitung extern realisiert sein.
Zweckmäßig ist aber,
wenn sie direkt in die Sitzstrebenbrücke 17 integriert
ist und der Dämpfer-Zylinder 14 mit
dem Ausgleichbehälter 18 eine
starre Einheit bilden, die gleichzeitig als Sitzstrebenbrücke 17 dient.
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Da
bei dem erfindungsgemäßen Rahmen 1 im
Vergleich zu einem Rahmen nach dem Stand der Technik einige wesentliche
Bauteile entfallen sind, ist der Rahmen 1 insgesamt leichter
und einfacher aufgebaut. Zudem ist der Rahmen 1 durch die
zumindest teilweise Integration des Stoßdämpfersystems 8 in
die Sitzstreben 9 verwindungssteifer.
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In 2 ist
eine weitere Ausführung
der Erfindung gezeigt, die im Wesentlichen der 1 entspricht.
Bei der 2 ist die Sitzstrebenbrücke 17 jedoch
durch den zum Stoßdämpfer zugehörigen Ausgleichsbehälter 18 des
Stoßdämpfersystems 8 gebildet.
Der Ausgleichsbehälter 18 ist
dazu quer zur Dämpferachse
zwischen den Sitzstreben 9 starr befestigt. Der Dämpfer-Zylinder 14 ist
starr mit dem Ausgleichsbehälter 18 verbunden
oder einteilig mit diesem ausgebildet. Eine Verbindungsleitung 19 für das Dämpferöl ist an
der linken Seite in die Sitzstrebe 9 integriert.
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Der
Rahmen der 3 unterscheidet sich von der 1 dadurch,
dass das Stoßdämpfersystem 8 zwei
Ausgleichsbehälter 18 aufweist,
die jeweils in die linke und rechte Sitzstrebe 9 integriert sind.
Auch bei dieser Ausführung
sind die Ausgleichsbehälter 18 starr
mit dem Dämpfer-Zylinder 14 verbunden
oder einteilig mit diesem ausgebildet. Diese Ausführung ist
insbesondere für
Stoßdämpfer 8 mit
verstellbarem Federweg vorteilhaft.
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Der
Dämpfer-Zylinder 14 ist
relativ zum Kolben 15 um die Dämpferachse rotierbar. Um ein
Verdrehen der starr mit dem Dämpfer-Zylinder 14 verbundenen
Sitzstreben 9 um die Dämpferachse
zu verhindern, ist bei dem Rahmen 1 der 4 ein
zusätzliches
Scherengelenk 11 an dem Dämpfer-Zylinder 14 angeordnet.
Das Scherengelenk 11 ist einerseits im Winkel zwischen
Oberrohr 13 und Sattelrohr 6 und andererseits
an der Oberseite des Dämpfer-Zylinders 14 im
Bereich der Sitzstrebenbrücke 17 beweglich
gelagert. Das Scherengelenk 11 selbst besteht aus zwei
im Wesentlichen gleichlangen Gliedern 12, die ihrerseits
durch ein bewegliches Gelenk 20 miteinander verbunden sind.
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Der
Rahmen 1 der 5 entspricht im Wesentlichen
der 3 mit zwei integrierten Ausgleichsbehältern 18 in
den Sitzstreben 9. Der Rahmen 1 ist jedoch als
Dreigelenker ausgebildet, das heißt das Ausfallende 10 ist
durch ein Gelenk 4 mit der Kettenstrebe 5 verbunden
(„Horstlink”). Das
Gelenk 4 zwischen Kettenstrebe 5 und Tretlagergehäuse 7 ist
in dieser Ausführung
direkt am Tretlagergehäuse 7 angeordnet.
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Die
Ausfallenden 10 können
unabhängig
von der Rahmengeometrie zur Aufnahme einer herkömmlichen Schnellspannachse
ausgebildet sein. Um das Gewicht bei gleicher Steifigkeit weiter
reduzieren zu können,
ist der Einsatz einer Steckachse vorteilhaft. Diese steigert die
Hinterbausteifigkeit wesentlich, so dass Sitz und Kettenstreben
noch leichter ausgeführt
werden können.
Dementsprechend können
die Ausfallenden 10 auch für die Aufnahme einer Steckachse
ausgebildet sein.