DE102009022361B4

DE102009022361B4 - Fahrradfederungssystem

Info

Publication number: DE102009022361B4
Application number: DE102009022361.4A
Authority: DE
Inventors: Toyoto SHIRAI
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2029-05-23
Also published as: CN101596922A; US20090302558A1; DE102009022361A1; US7722069B2; TWI355351B; TW200951015A; CN101596922B

Abstract

Fahrradfederungssystem umfassend:ein oberes Rohr (36), das einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufweist;ein unteres Rohr (38), das einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufweist, wobei der untere Bereich des unteren Rohres bezüglich des oberen Bereiches des oberen Rohrs teleskopisch befestigt ist, um einen inneren Bereich des oberen und unteren Rohres zu bilden;eine Dämpfungseinheit (70), die innerhalb des inneren Bereichs des oberen und unteren Rohrs angeordnet ist,die Dämpfungseinheit (70) weist einen Dämpfungskolben (80) auf, der eine obere innere Kammer (93) und eine untere innere Kammer (94) definiert,ein Dämpfungskrafteinstellventil (89), das wahlweise eine Fluiddurchflussmenge des den Dämpfungskolben (80) passierenden Fluids einstellt und einen bezüglich des Dämpfungskolbens (80) axial angeordneten Dämpfungssperrmechanismus (81, 82), um wahlweise das Fluid an einem Strömen durch den Dämpfungskolben (80) zu hindern,der Dämpfungskolben (80) hat eine Fluidströmungsöffnung (80b), die axial beabstandet bezüglich eines Fluidströmungsdurchganges (97) des Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) derart angeordnet ist, dass ein axialer Kompressionsströmungsweg in einer axialen Richtung des inneren Bereichs durch die Fluidströmungsöffnung (80b) des Dämpfungskolbens (80) und den Fluidströmungsdurchgang (97) des Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) gebildet wird, wenn der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) in einem nicht-gesperrten Modus ist; undeine Dämpfungssteuerungseinheit (72) umfassend ein erstes Betätigungselement (91), das operativ mit dem Dämpfungskrafteinstellventil (89) verbunden ist, und ein zweites Betätigungselement (92), das operativ mit dem Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) verbunden ist,wobei der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) einen Sperrkolben (82), der mit einem der oberen und unteren Rohre (36, 38) im dichtenden Eingriff angeordnet ist, und ein Sperrventil (81), das durch das zweite Betätigungselement (92) bewegbar ist, umfasst, um den Fluidströmungsdurchgang (97) in dem Sperrkolben (82) zu blockieren, wenn das zweite Betätigungselement (92) in einer gesperrten Position ist und um den Fluidströmungsdurchgang (97) in dem Sperrkolben (82) freizugeben, wenn das zweite Betätigungselement (92) in einer nicht-gesperrten Position ist, undwobei das erste und zweite Betätigungselement (91, 92) unabhängig voneinander betriebsbereit sind, so dass das Dämpfungskrafteinstellventil (89) in einer eingestellten Position verbleibt, wenn das zweite Betätigungselement (92) betätigt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Fahrradfederungssystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Fahrradfederungssystem, das eine Dämpfungskraftanpassung und eine Federungssperre hat.
Hintergrundinformation
Fahrradfahren wird eine zunehmend populärere Art der Erholung sowie ein Transportmittel. Darüber hinaus ist das Fahrradfahren sowohl für Amateure als auch für Profis ein sehr populärer Wettbewerbssport geworden. Ob das Fahrrad zur Erholung, zum Transport oder zum Wettbewerb benutzt wird, die Fahrradindustrie verbessert konstant die verschiedenen Komponenten des Fahrrads. In der Vergangenheit hatten die meisten Fahrräder steife Rahmen und Gabeln, welche typischer Weise die von rauen Fahroberflächen resultierenden Stöße direkt auf den Fahrer übertrugen. Mit anderen Worten waren die meisten Fahrräder mit keiner vorderen oder hinteren Federung versehen. Kürzlich wurden Fahrräder, insbesondere Mountainbikes (MTB) und Trekkingräder (ATB) eingeführt, die eine vordere Federgabel beinhalteten, die die während des Fahrens auf einer unebenen Straße auf den Fahrer übertragenen Stöße absorbierten. Dies machte das Fahren auf unebenem Gelände leichter und physisch weniger stressig.
Die ersten Federgabeln hatten ungefähr eineinhalb bis zwei inches (38 bis 50 mm) Federweg. Heutzutage erhältliche Gabeln haben ungefähr vier bis sechs inches (100 bis 150 mm) Federweg oder mehr. Fahrräder mit einer vorderen Federung und steifen nicht gefederten Hinterrädern oder hartem hinteren Ende wurden quasi über Nacht populär. An den meisten Mountainbikes enthält die Vordergabel ein Set von Stoßdämpfern. Die Federwegs- und Handhabungseigenschaften variieren abhängig von dem Typ des Mountainbikes für den die Gabel konzipiert wurde. Beispielsweise produzieren Fahrradhersteller verschiedene Gabeln zum Crosscountry- (XC), Downhill- und Freeridefahren.
Der Stoßdämpfer umfasst gewöhnlich eine Feder und einen Dämpfer oder Öldämpfer. Die Feder wird mit einer Stahl- oder Titaniumwicklung, einem Elastomer oder sogar komprimierter Luft realisiert. Der Dämpfer wird gewöhnlich dadurch realisiert, indem Öl gezwungen wird eine oder mehrere kleine Öffnungen oder Scheiben- oder Plättchenstapel zu passieren. An manchen Fahrrädern kann die Feder, der Dämpfer oder beide an das Gewicht des Fahrers, den Fahrradstil, das Gelände oder irgendeine Kombination dieser oder anderer Faktoren angepasst werden. Auch sind die zwei Komponenten manchmal getrennt, wobei der Federmechanismus in einem Bein und der Dämpfer in dem anderen Bein ist.
Bei diesen Fahrrädern mit vorderen Federgabeln ist es manchmal wünschenswert, dass es, je nachdem wie es benötigt und/oder gewünscht ist, möglich ist die Federung schnell anzupassen oder zu sperren. Folglich gab es Vorschläge Federungen vorzusehen, die die Fähigkeit aufweisen die Gabel zu sperren, um den Federweg für ein effizienteres Fahren über glatte Bereiche eines Geländes komplett zu eliminieren oder drastisch zu reduzieren. In US 6, 592, 136 B2 und US 2007/0074939 A1 sind Federgabeln offenbart, deren Federung angepasst oder gesperrt werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrradfederungssystem bereit zu stellen, bei welchem die Federung gesperrt und entsperrt werden kann ohne dass die Dämpfungsrateneinstellung der Dämpfungseinheit verändert wird.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ein Fahrradfederungssystem mit einem Dämpfungssperrmechanismus zu versehen, bei welchem ein axialer Kompressionsströmungsweg in einer axialen Richtung von einer Fluidströmungsöffnung des Dämpfungskolbens und einem Fluidströmungsdurchgang des Dämpfersperrmechanismus, wenn der Dämpfersperrmechanismus in einem nicht-gesperrten Modus ist, gebildet wird.
Die voranstehenden Ziele können hauptsächlich dadurch erzielt werden, indem ein Fahrradfederungssystem bereit gestellt wird, das ein oberes Rohr, ein unteres Rohr, eine Dämpfungseinheit und eine Dämpfungssteuerungseinheit umfasst. Das obere Rohr umfasst einen oberen Bereich und einen unteren Bereich. Das untere Rohr umfasst einen oberen Bereich und einen unteren Bereich. Der untere Bereich des unteren Rohres ist bezüglich des oberen Bereiches des unteren Rohres teleskopisch befestigt, um einen inneren Bereich des oberen und unteren Rohres zu bilden. Die Dämpfungseinheit ist innerhalb des inneren Bereichs des oberen und des unteren Rohres angeordnet. Die Dämpfungseinheit umfasst einen Dämpfungskolben, der eine obere innere Kammer und eine untere innere Kammer definiert, ein Dämpfungskrafteinstellventil, das selektiv eine Fluiddurchflussmenge des den Dämpfungskolben passierenden Fluids einstellt, und einen Dämpfungssperrmechanismus, der axial bezüglich des Dämpfungskolbens angeordnet ist, um selektiv das Fluid daran zu hindern durch den Dämpfungskolben zu strömen. Der Dämpfungskolben hat eine Fluidströmungsöffnung, die axial beabstandet bezüglich eines Fluidströmungsdurchgangs des Dämpfungssperrmechanismus derart angeordnet ist, dass ein axialer Kompressionsströmungsweg in einer axialen Richtung des inneren Bereichs durch die Fluidströmungsöffnung des Dämpfungskolbens und den Fluidströmungsdurchgang des Dämpfungssperrmechanismus gebildet wird, während der Dämpfungssperrmechanismus in einem nicht-gesperrten Modus ist. Die Dämpfungssteuerungseinheit umfasst ein erstes Betätigungselement, das operativ mit dem Dämpfungskrafteinstellventil verbunden ist, und ein zweites Betätigungselement, das operativ mit dem Dämpfungssperrmechanismus verbunden ist. Der Dämpfungssperrmechanismus umfasst einen Sperrkolben, der mit einem der oberen und unteren Rohre im dichtenden Eingriff angeordnet ist, und ein Sperrventil, das durch das zweite Betätigungselement bewegbar ist, um den Fluidströmungsdurchgang in dem Sperrkolben zu blockieren, wenn das zweite Betätigungselement in einer gesperrten Position ist und um den Fluidströmungsdurchgang in dem Sperrkolben freizugeben, wenn das zweite Betätigungselement in einer nicht-gesperrten Position ist. Das erste und zweite Betätigungselement sind derart unabhängig voneinander betriebsbereit, so dass das Dämpfungskrafteinstellventil in einer eingestellten Position verbleibt, wenn das zweite Betätigungselement betätigt wird.
Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten deutlich werden anhand der nachfolgenden Beschreibung, welche im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart.
Figurenliste
Nun Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen, welche ein Teil dieser originalen Offenbarung bilden:

1 ist eine Seitenansicht eines Vorderbereiches eines Fahrrades, das mit einer vorderen Federgabel gemäß einer Ausführungsform ausgestattet ist;
2 ist eine Vorderansicht der vorderen Federgabel, die in 1 dargestellt ist;
3 ist ein Längsschnitt der vorderen Federgabel, die in den 1 und 2 dargestellt ist;
4 ist ein vergrößerter Längsschnitt eines oberen Bereichs der vorderen Federgabel, die in den 1 bis 3 dargestellt ist;
5 ist ein vergrößerter Längsschnitt der Dämpfungssteuerungseinheit der vorderen Federgabel, die in den 1 bis 4 dargestellt ist, mit der Dämpfungseinheit in dem normalen Betriebsmodus;
6 ist ein vergrößerter Längsschnitt der Dämpfungseinheit der vorderen Federgabel, die in den 1 bis 5 dargestellt ist, mit der Dämpfungseinheit in dem normalen Betriebsmodus;
7 ist ein Querschnitt der Dämpfungseinheit der vorderen Federgabel entlang der Linie 7-7 von 6, mit der Dämpfungseinheit in dem normalen Betriebsmodus (nicht gesperrt);
8 ist eine untere perspektivische Ansicht der Dämpfungseinheit, die in den 3 bis 7 dargestellt ist, mit der Dämpfungseinheit in einem normalen Betriebsmodus (nicht gesperrt);
9 ist ein vergrößerter Längsschnitt der Dämpfungseinheit, die in den 3 bis 8 dargestellt ist, aber mit der Dämpfungseinheit in einem gesperrten Modus;
10 ist ein Querschnitt der Dämpfungseinheit der vorderen Federgabel entlang der Linie 10-10 von 9, mit der Dämpfungseinheit in dem gesperrten Modus;
11 ist eine untere perspektivische Ansicht der Dämpfungseinheit, die in 3 bis 10 dargestellt ist, mit der Dämpfungseinheit in dem gesperrten Modus;
12 ist ein vergrößerter Längsschnitt eines oberen Bereichs einer vorderen Federgabel gemäß einer alternativen Ausführungsform;
13 ist ein Querschnitt eines Ausblasventils entlang der Linie 13-13 von 12 gemäß der alternativen Ausführungsform; und
14 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Bereichs des Ausblasventils entlang der Linie 14-14 von 13 gemäß der alternativen Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Für Fachleute wird es anhand dieser Offenbarung offensichtlich sein, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur zu Illustrationszwecken dient und nicht zum Zweck der Beschränkung der Erfindung wie sie in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.
Zunächst auf 1 Bezug nehmend, ist ein vorderes Ende eines Fahrrades 10 gezeigt, das gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer vorderen Federgabel 12 ausgestattet ist. Im Wesentlichen hat die vordere Federgabel 12 eine oberes Ende, das drehbar an einem vorderen Teil (Kopfrohr) eines Fahrradrahmes 14 in bekannter Weise montiert ist, und ein unteres Ende, das drehbar ein Vorderrad 16 trägt. Der Rest des Fahrrades 10 kann irgendein Fahrradtyp sein und demzufolge wird das Fahrrad 10 nachfolgend nicht in weiteren Details beschrieben oder dargestellt.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die vordere Federgabel 12 im wesentlichen ein Steuerrohr 20, eine Gabelbrücke 22, ein erstes oder linkes Bein 24 und ein zweites oder rechtes Bein 26. Das erste oder linke Bein 24 bildet eine erste oder rechte Federungsanordnung, während das zweite oder rechte Bein 26 eine zweite oder linke Federungsanordnung bildet. Die Gabelbrücke 22 ist an einem unteren Ende des Steuerrohres 20 festgelegt. Die Beine 24 und 26 sind an dem gegenüberliegenden seitlichen Ende der Gabelbrücke 22 festgelegt. Üblicherweise ist ein Lenker 28 fest an dem Steuerrohr 20 an seinem oberen Ende angebracht, um das Vorderrad 16 zu lenken, wie in 1 gezeigt. Folglich bildet das Steuerrohr 20 ein Mittel zum Verbinden des Lenkers 28 mit der vorderen Federgabel 12.
Das Steuerrohr 20 umfasst beispielsweise ein Metallrohrelement. Das Steuerrohr 20 ist drehbar von dem Kopfrohr des Rahmens 14 gestützt. Das obere Ende des Steuerrohrs 20 ist an dem Lenker 28 befestigt. Das untere Ende des Steuerrohres 20 ist in die Mitte der Gabelbrücke 22 eingebracht und ist darin durch Verwendung geeigneter Mittel, wie Presssitz, Verschraubung oder Schweißen befestigt.
Die Gabelbrücke 22 bildet eine Gabelschultereinheit, die beispielsweise ein Metallformteil umfasst. Die Gabelbrücke 22 hat mittig ein zylindrischen Säulenbefestigungsbereich 22a zur Befestigung des Steuerrohrs 20. Die Gabelbrücke 22 hat ebenso ein Paar Arme 22b, die sich von dem Stützbereich 22a seitwärts kurvenförmig nach unten erstrecken. Die freien Enden der Arme 22b haben zylindrische Federungsbefestigungsbereiche 22c zum Festspannen der oberen Enden der Beine 24 bzw. 26.
Das linke Bein 24 umfasst ein linkes oberes Rohr 32, das teleskopisch in einem linken unteren Rohr 34 aufgenommen ist. In anderen Worten umfasst das obere Rohr 32 einen oberen Bereich und einen unteren Bereich, wobei der untere Bereich des oberen Rohres 32 teleskopisch innerhalb eines oberen Bereiches des unteren Rohres 34 derart angeordnet ist, dass das obere Rohr 32 bezüglich dem unteren Rohr 34 teleskopisch bewegbar ist. Die hohlen Innenräume der oberen und unteren Rohre 32 und 34 bilden einen inneren Bereich der oberen und unteren Rohre 32 und 34, deren Bereich sich ändert, wenn das obere und das untere Rohr 32 und 34 zusammen (Kompression) oder auseinander bewegt werden (Expansion oder Ausfederung).
Ebenso umfasst das rechte Bein 26 ein rechtes oberes Rohr 36 das teleskopisch in einem rechten unteren Rohr 38 aufgenommen ist. In anderen Worten umfasst das obere Rohr 36 einen oberen Bereich und einen unteren Bereich, wobei der untere Bereich des unteren Rohres 36 teleskopisch innerhalb eines oberen Bereiches des unteren Rohres 38 derart angeordnet ist, dass das obere Rohr 36 bezüglich dem unteren Rohr 38 teleskopisch bewegbar ist. Die hohlen Innenräume der oberen und unteren Rohre 36 und 38 bilden einen inneren Bereich der oberen und unteren Rohre 36 und 38, deren Bereich sich ändert, wenn das obere und das untere Rohr 36 und 38 zusammen (Kompression) oder auseinander bewegt werden (Expansion oder Ausfederung).
Die Gabelbrücke 22 verbindet das rechte obere Rohr 32 mit dem linken oberen Rohr 36, wodurch das linke Bein 24 mit dem rechten Bein 26 der Federgabel 12 verbunden ist. Jedes der unteren Rohre 34 und 38 umfasst ein Ausfallende 40 zum Verbinden des Vorderrads 16 mit der Gabel 12. Ein Bogen 42 verbindet das linke untere Rohr 34 und das rechte untere Rohr 38, um für Stabilität zu sorgen und ein Verdrehen davon zu minimieren. Vorzugsweise sind das linke untere Rohr 34, das rechte untere Rohr 38 und der Bogen 42 als ein einstückiges Teil gebildet. Jedoch können das linke untere Rohr 34, das rechte untere Rohr 38 und der Bogen 42 separate Teile sein und mittels einer geeigneten Befestigungsmethode verbunden werden.
Die Federgabel 12 kann ebenso mit anderen herkömmlichen Merkmalen versehen sein. Beispielsweise können die Scheibenbremsennaben (nicht gezeigt) an einem oder beiden der unteren Rohre 34, 38, wie benötigt und/oder gewünscht, zum Befestigen eines Scheibenbremsensattels, vorgesehen sein. Natürlich wird es für Fachleute anhand dieser Offenbarung offensichtlich sein, dass die Federgabel 12 derart gestaltet werden kann, um andere Bremssystemtypen, wie benötigt und/oder gewünscht, zu befestigen.
Jetzt zu 3 Bezug nehmend, wird ein Längsschnitt der vorderen Federgabel 12 dargestellt, um verschiedene innere Komponenten der vorderen Federgabel 12 zu zeigen. Wie zuvor erwähnt, sind die oberen Rohre 32 und 36 für eine teleskopische Bewegung relativ zu den unteren Rohren 34 und 38 entsprechend geeignet. Jedes der unteren Rohre 34 und 38 hat ein geschlossenes unteres Ende und ein offenes oberes Ende. Die unteren Enden der oberen Rohre 32 und 36 sind in die offenen oberen Enden der unteren Rohre 34 und 38 entsprechend aufgenommen. Jedes der Gabelbeine 24 und 26 umfasst vorzugsweise eine Dichtungs-/Lagerbuchsenanordnung, die zwischen den entsprechenden oberen Rohren 32 und 36 und den unteren Rohren 34 und 38 an der Position angeordnet ist, wo die oberen Rohre 32 und 36 in das offene Ende der unteren Rohre 34 und 38 in einer herkömmlichen Weise eingeführt sind.
Im Wesentlichen bildet das linke Bein 24 einen Luftfedermechanismus während das rechte Bein 26 einen Dämpfungsmechanismus bildet. Der Luftfedermechanismus sorgt für einen Widerstand gegen die Kompression der Federgabel 12 und gibt die während der Kompression gespeicherte Energie frei, die bewirkt, dass sich die Federgabel 12 ausdehnt oder ausfedert. Der Dämpfungsmechanismus sorgt für eine Dämpfungskraft, die sowohl der Kompression als auch der Ausfederungsbewegung standhält, um die Bewegung der Federgabel 12 in beide Richtungen zu verlangsamen.
Immer noch auf 3 Bezug nehmend, ist der Luftfedermechanismus innerhalb des linken Beins 24 gebildet und umfasst grundsätzlich eine Verschlusskappe 50, eine Kolbenstange 52, einen ersten oder oberen Kolben 54 und einen zweiten oder unteren Kolben 56. Die Verschlusskappe 50 verschließt das obere Ende des linken oberen Rohrs 32, um eine vorzugsweise luft- und fluiddichte Dichtung zwischen der Verschlusskappe 50 und der inneren Oberfläche des linken oberen Rohrs 32 vorzusehen. Die Verschlusskappe 50 umfasst vorzugsweise ein Luftfüllventil 58, um Druckluft in das linke Bein 24 zur Bildung einer Luftfeder vorzusehen. Da der obere Bereich des unteren Rohrs 34 teleskopisch mit dem unteren Bereich des oberen Rohrs 32 bewegbar ist, wird ein anpassbarer innerer Bereich innerhalb der oberen und unteren Rohre 32 und 34 gebildet.
Die Kolbenstange 52 ist eine steife Stange, die den oberen Kolben 54 innerhalb des oberen Rohrs 32 trägt und die den unteren Kolben 56 beweglich erfasst. Insbesondere ist das untere Ende der Kolbenstange 52 an dem unteren Ende des unteren Rohrs 34 befestigt, während der obere Kolben 54 an dem oberen Ende der Kolbenstange 52 befestigt ist. In anderen Worten erstreckt sich die Kolbenstange 52 vertikal von dem geschlossenen unteren Ende des unteren Rohrs 38 aufwärts und trägt den oberen Kolben 54. Der untere Kolben 56 wird von einer inneren Hülse 60 an einem axialen Zwischenpunkt des oberen Rohrs 32 gehalten. Die innere Hülse 60 ist koaxial in dem oberen Rohr 32 angeordnet, wobei ihr oberes Ende an die Verschlusskappe 50 befestigt ist und der untere Kolben 56 an ihr unteres Ende befestigt ist. Folglich ist der untere Kolben 56 zur Bewegung mit dem oberen Rohr 32 befestigt und der obere Kolben 54 ist zur Bewegung mit dem unteren Rohr 34 befestigt. Der obere Kolben 54 ist mit der inneren Hülse 60 gleitend im Eingriff, während der untere Kolben 56 mit der Kolbenstange 52 gleitend im Eingriff ist.
Die oberen und unteren Kolben 54 und 56 teilen den anpassbaren inneren Bereich des linken Beins 24 in eine erste oder positive Luftfederkammer 62, eine zweite oder negative Luftfederkammer 64 und eine dritte Luftkammer 66 ein. Eine ringförmige Dichtung oder O-Ring ist zwischen dem oberen Kolben 54 und der inneren Oberfläche der inneren Hülse 60 angeordnet, um dazwischen eine Dichtung zu schaffen. Ebenso ist eine ringförmige Dichtung oder O-Ring zwischen dem unteren Kolben 56 und der äußeren Oberfläche der Kolbenstange 52 angeordnet, um dazwischen eine Dichtung zu schaffen. Das Luftfüllventil 58 erlaubt eine Kommunikation mit der positiven Luftfederkammer 62. Eine Standardhochdruckpumpe kann an dem Luftfüllventil 58 angebracht werden, um die positive Luftfederkammer 62 mit Druck zu beaufschlagen. Folglich agiert die positive Luftfederkammer 62 bei Druckbeaufschlagung als eine Tragfeder, die eine Ausdehnungskraft auf die Federgabel 12 ausübt. Die dritte Luftkammer 66 ist kein luftdichter Raum.
Wenn die oberen und unteren Rohre 32 und 34 miteinander zusammengedrückt werden, wird die Luft innerhalb der positiven Luftfederkammer 62 des linken Beins 24 komprimiert, während die Luft innerhalb der negativen Luftfederkammer 64 des linken Beins 24 expandiert. Folglich arbeitet die Luftfeder durch die Anwendung der Eigenschaft von Druckluft, um einer weiteren Kompressionen standzuhalten. Da die „Feder“ der Federgabel 12 von der Druckluft und nicht von einer Metallspirale geschaffen ist, kann die Federung leichter gemacht werden. Ebenso kann mit diesem Typ des Gabeldesigns die Federrate leicht angepasst werden, indem der Druck der Luft in der Feder angepasst wird. Dies ermöglicht, dass die Gabel 12 effektiv an ein Gewicht eines Fahrers angepasst wird.
Immer noch auf 3 Bezug nehmend, umfasst der innerhalb des rechten Beins 26 gebildete Dämpfungsmechanismus grundsätzlich eine obere Dämpfungseinheit 70, eine obere Dämpfungssteuerungseinheit 72, eine untere Dämpfungseinheit 74 und eine untere Dämpfungssteuerungseinheit 76. Die obere Dämpfungseinheit 70 und die obere Dämpfungssteuerungseinheit 72 bilden eine obere Dämpfungsanordnung, während die untere Dämpfungseinheit 74 und die untere Dämpfungssteuerungseinheit 76 eine untere Dämpfungsanordnung bilden. Die obere Dämpfungssteuerungseinheit 72 ist an dem oberen Ende des oberen Rohrs 36 angeordnet, wobei die obere Dämpfungseinheit 70 innerhalb des oberen Bereichs des oberen Rohrs 36 angeordnet ist. Die untere Dämpfungssteuerungseinheit 76 ist an dem unteren Ende des unteren Rohrs 38 angeordnet, wobei die untere Dämpfungseinheit 74 innerhalb des unteren Bereichs des unteren Rohrs 36 angeordnet ist.
Jetzt auf 4 Bezug nehmend, umfasst die obere Dämpfungseinheit 70 grundsätzlich einen Dämpfungskolben 80, ein Sperrventil 81, einen Sperrkolben 82, ein Rückschlagventil 83, einen Ausblasmechanismus 84, einen freien Kolben 85, eine Kompressionsfeder 86, ein oberes Stützelement 87, ein oberes Körperelement 88 und ein Dämpfungskrafteinstellventil 89. Das Sperrventil 81 und der Sperrkolben 82 wirken zusammen, um einen Dämpfungssperrmechanismus zu bilden, der, wenn er in einem gesperrten Zustand ist, die Federgabel 12 effektiv sperrt, so dass die Federgabel 12 wie eine steife nicht federnde Gabel funktioniert.
Die obere Dämpfungssteuerungseinheit 72 ist an dem oberen Bereich des oberen Rohrs 36 angeordnet und operativ mit dem Sperrventil 81 und dem Dämpfungskrafteinstellventil 89 verbunden. Insbesondere umfasst die obere Dämpfungssteuerungseinheit 72 grundsätzlich ein erstes Betätigungselement 91 und ein zweites Betätigungselement 92. Das erste Betätigungselement 91 ist operativ mit dem Dämpfungskrafteinstellventil 89 verbunden, um die Dämpfungskraft der oberen Dämpfungseinheit 70 anzupassen. Das zweite Betätigungselement 92 ist operativ mit dem Sperrventil 81 verbunden.
Der Dämpfungskolben 80 unterteilt im Wesentlichen das obere Rohr 36 in zwei Bereiche, so dass eine obere innere Kammer 93 und eine untere innere Kammer 94 definiert werden. Insbesondere hat der Dämpfungskolben 80 eine ringförmige Dichtung oder O-Ring, der zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des oberen Rohrs 36 angeordnet ist, um eine Dichtung dazwischen zu erzeugen. Der Dämpfungskolben 80 umfasst vorteilhaft eine Vielzahl an Ausfederungsöffnungen 80a und eine Vielzahl an Kompressionsöffnungen 80b. Die Ausfederungsöffnungen 80a und die Kompressionsöffnungen 80b sind, wie am besten in den 8 und 11 zu sehen ist, alternierend in einer umlaufenden Weise um den Dämpfungskolben 80 angeordnet. Vorzugsweise ist der Dämpfungskolben 80 mit einem Kontrollventil 95 und einem Scheiben- oder Plättchenstapelventil 96 versehen.
Das Kontrollventil 95 umfasst grundsätzlich eine Kontrollventilplatte 95a, eine Kompressionsfeder 95b und einen Federhalter 95c. Die Kontrollventilplatte 95a wird von der Kompressionsfeder 95b gegen das untere Ende des Dämpfungskolbens 80 gedrückt, um die Ausfederungsöffnungen 80a normalerweise abzusperren. Jedoch während der Ausfederung der Federgabel 20 zwingt das Fluid in dem rechten Bein 26 die Kontrollventilplatte 95a weg von dem unteren Ende des Dämpfungskolbens 80, um die Ausfederungsöffnungen 80a zu öffnen und das Fluid hindurchströmen zu lassen. Folglich erlaubt das Kontrollventil 95 wahlweise eine Fluidkommunikation zwischen der oberen inneren Kammer 93 und der unteren inneren Kammer 94 über die Ausfederungsöffnungen 80a während der Ausfederung.
Das Plättchenstapelventil 96 ist normalerweise gegen das obere Ende des Dämpfungskolbens 80 gedrückt, um normalerweise die Kompressionsöffnungen 80b abzusperren. Das Plättchenstapelventil 96 kann ein einzelnes Plättchen oder ein Stapel mehrerer Plättchen sein, die grundsätzlich eine ringförmige Form haben und aus einem flexiblen Federstahl, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, gemacht sind. Das Plättchenstapelventil 96 erlaubt wahlweise eine Fluidkommunikation zwischen der oberen inneren Kammer 93 und der unteren inneren Kammer 94 über die Kompressionsöffnungen 80b. Während der Kompression der Federgabel 12 agiert das Plättchenstapelventil 96 als eine Membranfeder und biegt sich in Antwort auf eine ausreichende Kraft des Fluiddrucks in der unteren inneren Kammer 94, um eine Fluidströmung durch die Kompressionsöffnungen 80b und in die obere innere Kammer 93 zu erlauben. Während der Ausfederung der Federgabel 12 ist das Plättchenstapelventil 96 mit der oberen Oberfläche des Dämpfungskolbens 80 in Eingriff, um das Fluid daran zu hindern durch das Plättchenstapelventil 96 zu strömen. Jedoch wie zuvor erwähnt, erlaubt das Kontrollventil 95 eine Fluidkommunikation zwischen der oberen inneren Kammer 93 und der unteren inneren Kammer 94 durch die Ausfederungsöffnungen 80a während der Ausfederung.
Das Sperrventil 81 ist drehbar innerhalb des oberen Rohrs 36 befestigt, wobei seine äußere Umfangsoberfläche nach innen von der inneren Oberfläche des oberen Rohrs 36 beabstandet ist. Allgemein gesprochen, ist das Sperrventil 81 zwischen einer Sperrposition, die einem Nichtdämpfungs- oder Sperrmodus entspricht, und einer nicht-gesperrten Position, die einem normalen Dämpfungs- oder Betriebsmodus entspricht, drehbar. Indem das Sperrventil 81 in die Sperrposition gedreht wird, wird die Fluidströmung durch den Sperrkolben 82 zwischen den oberen und unteren inneren Kammern 93 und 94 effektiv blockiert. Wenn das Sperrventil 81 in der nicht-gesperrten Position ist, strömt das Fluid durch den Sperrkolben 82 zwischen den oberen unteren inneren Kammern 93 und 94, so dass die Federgabel 12 in ihrem normalen Bedienmodus arbeiten kann, um Stöße von einem unebenem Gelände zu absorbieren.
Wie in den 6 und 9 gezeigt, umfasst das Sperrventil 81 hauptsächlich einen Hauptkörperbereich 81a, einen oberen Schaftbereich 81b und einen unteren Schaftbereich 81c. Eine zentrale Bohrung 81d erstreckt sich axial durch die Bereiche 81a bis 81c, so dass Fluid hindurchfließen kann. Wie in den 7 und 10 gezeigt, hat der Hauptkörperbereich 81a drei Nockenbereiche, die in der Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind, um drei axiale Fluidströmungsdurchgänge 97 zu definieren. Drei radiale Bohrungen 81e erstrecken sich radial von der zentralen Bohrung 81d zu den axialen Fluidströmungsdurchgängen 97, so dass das Fluid von der zentralen Bohrung 81d durch die radialen Bohrungen 81e zu den axialen Fluidströmungsdurchgängen 97 während der Kompression der Federgabel 12 strömen kann. Folglich bilden die zentrale Bohrung 81d und die radialen Bohrungen 81e einen zentralen Kompressionsfluiddurchgang, der die untere innere Kammer 94 mit der oberen inneren Kammer 93 verbindet. Das Dämpfungskrafteinstellventil 89 ist in der zentralen Bohrung 81d des Sperrventils 81 angeordnet, um die Durchflussmenge des Fluids, das von der zentralen Bohrung 81d durch die radialen Bohrungen 81e zu den axialen Fluidströmungsdurchgängen 97 strömt, zu regulieren. Im Wesentlichen wirkt das untere spitze Ende des Dämpfungskrafteinstellventils 89 mit der zentralen Bohrung 81d des Sperrventils 81 zusammen, um ein Nadelventil zu bilden. Insbesondere ist das Dämpfungskrafteinstellventil 89 axial innerhalb der zentralen Bohrung 81d des Sperrventils 81 derart bewegbar, dass das spitze Ende des Dämpfungskrafteinstellventils 89 wahlweise den Strömungsbereich zwischen der zentralen Bohrung 81d und dem spitzen Ende des Dämpfungskrafteinstellventils 89 verändert.
Der obere Schaftbereich 81b des Sperrventils 81 hat ein Innengewinde innerhalb der zentralen Bohrung 81d des Sperrventils 81, um das zweite Betätigungselement 92, wie nachfolgend beschrieben, daran zu befestigen. Folglich verursacht eine Drehung des zweiten Betätigungselements 92, dass sich das Sperrventil 81 ebenso damit dreht.
Der untere Schaftbereich 81c des Sperrventils 81 trägt den Dämpfungskolben 80 zusammen mit dem Kontrollventil 95 und dem Plättchenstapelventil 96. Insbesondere hat das untere Ende des unteren Schaftbereichs 81c des Sperrventils 81 ein Außengewinde zum Aufnehmen einer Mutter 98 durch das Gewinde.
Der Sperrkolben 82 umfasst im Wesentlichen einen Kolbenbereich 82a und einen Schaftbereich 82b. Der Kolbenbereich 82a hat eine ringförmige Dichtung oder O-Ring, die zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des oberen Rohrs 36 angeordnet ist, um dazwischen eine Dichtung zu schaffen. Der Kolbenbereich 82a umfasst vorzugsweise eine Vielzahl (drei) an Hauptfluidströmungsöffnungen 82c, eine Vielzahl (sechs) an Stoßöffnungen 82d und eine Vielzahl (achtzehn) an Rücklauföffnungen 82e. Die Hauptfluidströmungsöffnungen 82c sind in einer umlaufenden Weise um den Kolbenbereich 82a angeordnet, wobei jeder der Bereiche zwischen den Hauptfluidströmungsöffnungen 82c zwei der Stoßöffnungen 82d umfasst. Die Hauptfluidströmungsöffnungen 82c sind axial angeordnet und erstrecken sich zwischen den oberen und den unteren axialen Endflächen des Kolbenbereichs 82a. Die Stoßöffnungen 82d erstrecken sich in einem Winkel bezüglich der zentralen Achse des Sperrkolbens 82 derart, dass sich die Stoßöffnungen 82d zwischen den oberen und den unteren axialen Endflächen des Kolbenbereichs 82a erstrecken. Die Rücklauföffnungen 82e sind in drei Gruppen zu sechs Öffnungen angeordnet, wobei eine der Gruppen der Rücklauföffnungen 82e radial auswärts einer entsprechenden der Hauptfluidströmungsöffnungen 82c angeordnet ist. Die Rücklauföffnungen 82e erstrecken sich in einem Winkel bezüglich der zentralen Achse des Sperrkolbens 82 derart, dass sich die Rücklauföffnungen 82e zwischen der unteren axialen Endfläche des Kolbenbereichs 82a und einer der Hauptfluidströmungsöffnungen 82c erstrecken.
Wie zuvor erwähnt, verhindert das Sperrventil 81, dass Fluid durch den Dämpfungskolben 80 strömt, wenn es in einem gesperrten Modus/Zustand ist. Jedoch wenn das Sperrventil 81 in dem nicht-gesperrten Modus/Zustand ist, sind die axialen Fluidströmungsdurchgänge 97 der Fluidströmungsöffnungen des Dämpfungskolbens 80 axial mit den Fluidströmungsöffnungen 82c des Sperrventils 81 ausgerichtet. Die Strömungsrichtung des Fluids durch den Dämpfungskolben 80, das Sperrventil 81 und den Sperrkolben 82 ist während der Kompression des rechten Beins 26 hauptsächlich axial aufwärts, wenn der Dämpfungssperrmechanismus in einem nicht-gesperrten Zustand ist. Folglich dreht sich die Richtung der Strömungsrichtung des Fluids durch den Dämpfungskolben 80, das Sperrventil 81 und den Sperrkolben 82 ihre axiale Richtung nicht um. Ebenso erstreckt sich die Strömungsrichtung des Fluids durch den Dämpfungskolben 80, das Sperrventil 81 und den Sperrkolben 82 nicht in eine hauptsächlich radiale Richtung an irgendeinem Punkt durch den Dämpfungskolben 80, das Sperrventil 81 und den Sperrkolben 82. Solch ein im Wesentlichen linearer (axialer) Strömungsweg des Fluids durch den Dämpfungskolben 80, das Sperrventil 81 und den Sperrkolben 82 verhindert effektiv einen unnötigen Dämpfungseffekt, der bei dem Strömungsweg durch den Dämpfungskolben 80, das Sperrventil 81 und den Sperrkolben 82 auftritt.
Das Rückschlagventil 83 ist zwischen dem Hauptkörperbereich 81a des Sperrventils 81 und dem Kolbenbereich 82a des Sperrkolbens 82 angeordnet. Das Rückschlagventil 83 schließt normalerweise die Rücklauföffnungen 82e des Sperrkolbens 82, so dass das Fluid normalerweise nicht durch die Rücklauföffnungen 82e des Sperrkolbens 82 strömt. Das Rückschlagventil 83 umfasst im Wesentlichen eine Rückschlagventilscheibe 83a und eine Kompressionsfeder 83b. Die Rückschlagventilscheibe 83a wird von der Kompressionsfeder 83b gegen das untere Ende des Sperrkolbens 82 gedrückt, um normalerweise die Rücklauföffnungen 82e zu schließen. Jedoch während der Ausfederung der Federgabel 12 in dem gesperrtem Zustand, zwingt das Fluid in dem rechten Bein 26 die Rückschlagventilscheibe 83a weg von dem unteren Ende des Sperrkolbens 82, um die Rücklauföffnungen 82e zu öffnen, um dem Fluid zu erlauben hindurch zu strömen. Folglich erlaubt das Rückschlagventil 83 während einer Ausfederung durch die Rücklauföffnungen 82e wahlweise eine Fluidkommunikation zwischen der oberen inneren Kammer 93 und der unteren inneren Kammer 94. Folglich agieren die Rücklauföffnungen 82e, um den Sperrkolben 82 zu überbrücken, wenn die Ausfederung der Federgabel 12 während des gesperrten Zustands auftritt.
Der Ausblasmechanismus 84 ist normalerweise gegen das obere Ende des Sperrkolbens 82 gedrückt, um normalerweise die Stoßöffnungen 82d zu schließen. Der Ausblasmechanismus 84 umfasst im Wesentlichen eine Ausblasventilscheibe 84a, eine Stützscheibe 84b und eine Kompressionsfeder 84c, die zwischen der Ausblasventilscheibe 84a und der Stützscheibe 84b angeordnet ist. Der Ausblasmechanismus 84 erlaubt wahlweise durch die Stoßöffnungen 82d eine Fluidkommunikation zwischen der oberen inneren Kammer 93 und der unteren inneren Kammer 94. Während des normalen Betriebsmodus der Federgabel 12 ist der Ausblasmechanismus 84 mit der oberen Oberfläche des Sperrkolbens 82 in Eingriff, um Fluid daran zu hindern durch den Ausblasmechanismus 84 zu strömen. Wenn in dem gesperrten Zustand die Federgabel 12 durch eine bestimmte große Kraft über einen vorgeschriebenen Grenzwert beansprucht wird, agiert der Ausblasmechanismus 84 als ein Sicherheitsventil, um der Federgabel 12 zu ermöglichen zusammengedrückt zu werden.
In Antwort auf solch eine große Kraft auf die Federgabel 12 in dem gesperrten Zustand wird eine ausreichende Kraft des Fluiddruckes, der auf den Ausblasmechanismus 84 von der unteren inneren Kammer 94 einwirkt, die Stoßöffnungen 82d öffnen, um eine Fluidströmung durch die Stoßöffnungen 82d in die obere innere Kammer 93 zu erlauben.
Der Schaftbereich 82b des Sperrkolbens 82 ist integral mit dem Kolbenbereich 82a des Sperrkolbens 82 als ein einteiliges einheitliches Element gebildet. Das obere Ende des Schaftbereichs 82b des Sperrkolbens 82 ist an das obere Stützelement 87 angeschraubt, so dass der Sperrkolben 82 bezüglich des oberen Rohres 36 stationär bleibt.
Der freie Kolben 85 ist auf dem Schaftbereich 82b des Sperrkolbens 82 axial verschiebbar. Jedoch wird der freie Kolben 85 normalerweise von dem Fluiddruck innerhalb des oberen Rohrs 36 gegen die Kompressionsfeder 86 gehalten. Wenn die Federgabel 12 zusammengedrückt wird, steigt der Fluiddruck in der oberen inneren Kammer 93 des oberen Rohrs 36, um die Kompressionsfeder 86 zusammenzudrücken, so dass der Bereich der oberen inneren Kammer 93 in ihrem Bereich steigt. Während der Ausfederung fällt der Fluiddruck in der oberen inneren Kammer 93 des oberen Rohrs 36 und die Kompressionsfeder 86 bewegt den freien Kolben 85 in seine normale Ruhelage zurück. Der freie Kolben 85 hat eine ringförmige Dichtung oder O-Ring, die zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des oberen Rohrs 36 angeordnet ist, um dazwischen eine Dichtung zu bilden. Ebenso hat der freie Kolben 85 zwischen seiner inneren Umfangsoberfläche und der äußeren Oberfläche des Schaftbereichs 82b des Sperrkolbens 82 eine innere Dichtungsanordnung, um eine Dichtung dazwischen zu bilden. Folglich ist der höchste Raum des oberen Rohrs 36 über dem freien Kolben 85 von der oberen inneren Kammer 93 des oberen Rohrs 36 isoliert.
Das obere Stützelement 87 hat eine abgesetzte zentrale Bohrung mit einem unteren Bohrungsbereich 87a mit einem Innengewinde, einem mittleren Bohrungsbereich 87b mit einer ringförmigen Dichtung oder O-Ring und einem oberen Bohrungsbereich 87c mit einem größeren Durchmesser als die anderen Bereiche 87a und 87b. Das obere Stützelement 87 ist in das obere Körperelement 88 eingeschraubt, so dass es an das obere Ende des oberen Rohrs 36 fixiert wird. Eine ringförmige Dichtung oder O-Ring ist zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des oberen Körperelements 88 angeordnet, um eine Dichtung dazwischen zu bilden. Ebenso ist die ringförmige Dichtung oder O-Ring zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des oberen Körperelements 88 angeordnet, um eine Dichtung dazwischen zu bilden. Das obere Ende des Schaftbereichs 82b des Sperrkolbens 82 ist in dem unteren Bohrungsbereich 87a des oberen Stützelements 87 eingeschraubt, so dass es an dem oberen Ende des oberen Rohrs 36 fixiert wird. Der obere Bohrungsbereich 87c des oberen Stützelements 87 trägt drehbar einen Teil des zweiten Betätigungselements 92, wie nachfolgend diskutiert.
Das obere Körperelement 88 ist in das obere Ende des oberen Rohrs 36 eingeschraubt, wobei eine ringförmige Dichtung oder O-Ring zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des oberen Rohrs 36 angeordnet ist, um dazwischen eine Dichtung zu bilden. Das obere Körperelement 88 hat eine abgesetzte zentrale Bohrung mit einem unteren Bohrungsbereich 88a mit einem Innengewinde, einem mittleren Bohrungsbereich 88b mit einem Innengewinde und einem oberen Bohrungsbereich 88c mit einer Vielzahl an Schaltvertiefungen. Das obere Körperelement 88 hat ebenso eine ringförmige Vertiefung 88d in seiner oberen Oberfläche, wobei die ringförmige Vertiefung 88d koaxial den oberen Bohrungsbereich 88c umgibt. Zwei gekrümmte Schlitze 88e sind in dem oberen Körperelement 88 gebildet, so dass der untere Bohrungsbereich 88a mit der ringförmigen Vertiefung 88d kommuniziert. Die gekrümmten Schlitze 88e sind bogenförmige Schlitze, wobei ihre Mittelpunkte auf der Mittelachse der abgesetzten zentralen Bohrung des oberen Körperelements 88 angeordnet sind. Der obere Bohrungsbereich 88c und die ringförmige Vertiefung 88d bilden einen oberen Schaftbereich 88f mit einem Außengewinde, das das erste Betätigungselement 91 mit dem Gewinde aufnimmt.
Das obere Ende des Dämpfungskrafteinstellventils 89 ist mit dem ersten Betätigungselement 91 verbunden, so dass eine Betätigung des ersten Betätigungselements 91 eine Bewegung des Dämpfungskrafteinstellventils 89 in axialer Richtung verursacht. Insbesondere hat das obere Ende des Dämpfungskrafteinstellventils 89 ein Außengewinde, das mit seinem Gewinde mit dem Innengewinde des mittleren Bohrungsbereichs 88b des oberen Körperelements 88 im Eingriff ist. Wenn das erste Betätigungselement 91 gedreht wird, wird das Dämpfungskrafteinstellventil 89 ebenso gedreht, aber das Dämpfungskrafteinstellventil 89 bewegt sich in Folge des Eingriffs des Außengewindes des Innengewindes des mittleren Bohrungsbereichs 88b des oberen Körperelements 88 ebenso in eine axiale Richtung. Diese axiale Bewegung des Dämpfungskrafteinstellventils 89 passt wahlweise eine Fluiddurchflussmenge des Fluids von der unteren inneren Kammer 93 zu der oberen inneren Kammer 94 an. Im Wesentlichen wirkt das untere spitze Ende des Dämpfungskrafteinstellventils 89 mit der zentralen Bohrung 81d des Sperrventils 81 zusammen, um ein Nadelventil zu bilden.
In der dargestellten Ausführungsform sind das erste und das zweite Betätigungselement 91 und 92 unabhängig voneinander betätigbar, so dass das Dämpfungskrafteinstellventil 89 in einer eingestellten Position verbleibt, wenn das zweite Betätigungselement 92 zwischen einer gesperrten Position, die einem nichtdämpfenden oder gesperrtem Modus entspricht, und einer nicht-gesperrten Position, die einer normalen Dämpfung oder Betriebsmodus entspricht, betätigt wird. Ebenso in der dargestellten Ausführungsform sind das erste und zweite Betätigungselement 91 und 92 beide drehbar an dem oberen Körperelement 88 um eine gemeinsame Mittelachse des rechten Beins 26 befestigt. Das erste Betätigungselement 91 ist innerhalb des zweiten Betätigungselements 92 angeordnet, so dass das zweite Betätigungselement 92 um das erste Betätigungselement 91 dreht.
Vorzugsweise hat das erste Betätigungselement einen Griffbereich 91a, einen Schaftbereich 91b, eine Feder 91 c, eine Sperrkugel 91d und einen innenseitig mit einem Gewinde versehenen Deckel 91e. Die Feder 91c und die Sperrkugel 91d sind in einer radial erstreckenden Bohrung des Schaftbereichs 91b angeordnet, so dass die Sperrkugel 91d gegen eine ringförmige innere Oberfläche des oberen Körperelements 88 gedrängt wird. Die innere Oberfläche des oberen Körperelements 88 hat eine Vielzahl an Aussparungen 88g (nur zwei gezeigt), die wahlweise von der Sperrkugel 91b erfasst werden, um individuelle Einstellpunkte zum Steuern des Dämpfungsgrades der oberen Dämpfungssteuerungseinheit 72 zu schaffen. Folglich wird eine Schaltanordnung von dem Schaftbereich 91b, der Feder 91c, der Sperrkugel 91d und den Aussparungen 88a gebildet. Der Schaftbereich 91b des ersten Betätigungselements 91 hat ein unteres Ende mit einem unrunden Querschnitt, der in einer unrunden Bohrung in dem oberen Ende des Dämpfungskrafteinstellventils 89 angeordnet ist. Der Griffbereich 91a ist starr an ein oberes Ende des Schaftbereichs 91b des ersten Betätigungselements 91 mittels einer Feststellschraube oder eines Bolzens befestigt. Folglich bewirkt eine Drehung des ersten Betätigungselements 91 ein Mitdrehen des Dämpfungskrafteinstellventils 89. Der innenseitig mit einem Gewinde versehene Deckel 91e ist auf das obere Körperelement 88 aufgeschraubt. Wenn der innenseitig mit einem Gewinde versehene Deckel 91e auf das obere Körperelement 88 aufgeschraubt wird, wird der Schaftbereich 91 b des ersten Betätigungselements 91 davon abgehalten sich nach oben zu bewegen, so dass das untere Ende des Schaftbereichs 91b in der unrunden Bohrung in dem oberen Ende des Dämpfungskrafteinstellventil 89 verbleibt. Da der Griffbereich 91a starr an ein oberes Ende des Schaftbereichs 91b befestigt ist, wirkt auch der innenseitig mit einem Gewinde versehene Deckel 91e zum Festhalten des Griffbereich 91a des ersten Betätigungselements 91 an dem Dämpfungskrafteinstellventil 89.
Vorzugsweise hat das zweite Betätigungselement 92 einen Griffbereich 92a und einen Steuerungsstab 92b. Der Griffbereich 92a und der Steuerungsstab 92b sind durch eine Vielzahl an Bolzen 92c miteinander verbunden, so dass der Griffbereich 92a und der Steuerungsstab 92b zusammen als eine Einheit rotieren.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die untere Dämpfungseinheit 74 im Wesentlichen einen Dämpfungskolben 110, eine Verbindungsstange 112, ein Dichtungselement 114 und ein Dämpfungskrafteinstellventil 116. Die untere Dämpfungseinheit 74 wird in dem gesperrten Modus unbeweglich, da der freie Kolben 85 als Antwort auf eine Sperr-Betätigung unbewegbar wird (das heißt das Dämpfungsfluid strömt nicht länger in dem gesperrten Modus). Die untere Dämpfungseinheit 74 kann irgendein Typ eines Dämpfungsmechanismus sein, wie benötigt und/oder gewünscht. Folglich wird die untere Dämpfungseinheit 74 nicht beschrieben oder näher dargestellt.
Im Wesentlichen ist der Dämpfungskolben 110 stationär in Bezug zu dem unteren Rohr 88 und berührt verschiebbar die innere Oberfläche des oberen Rohrs 36. Der Dämpfungskolben 110 hat sich axial erstreckende Fluidströmungsöffnungen, um einen Dämpfungseffekt vorzusehen. Die Verbindungsstange 112 ist ein Hohlstab, der den Dämpfungskolben 110 starr an dem unteren Ende des unteren Rohrs 38 anbringt. Das hohle Innere der Verbindungsstange 112 ist zur Bildung einer luftdichten Kammer an seinem oberen und unteren Ende abgedichtet. Das Dichtungselement 114 bildet eine Dichtung zwischen dem oberen Ende der Verbindungsstange 112 und der inneren Oberfläche des oberen Rohrs 36. Das Dichtungselement 114 ist stationär in Bezug zu dem unteren Rohr 38 und berührt verschiebbar die innere Oberfläche des oberen Rohrs 36. Das Dämpfungskrafteinstellventil 116 ist in dem oberen Ende der Verbindungsstange 112 angeordnet, um die von oberhalb des Dämpfungskolbens 110 zu dem untersten Raum unterhalb des Dämpfungskolbens 110 passierende Fluiddurchflussmenge zu regulieren. Die untere Dämpfungssteuerungseinheit 76 ist zur Bewegung des Dämpfungskrafteinstellventils 116 in einer axialen Richtung konfiguriert und angeordnet, um die Fluiddurchflussmenge zu regulieren.
Zweite Ausführungsform
Jetzt auf die 12 bis 14 bezugnehmend, wird nun ein rechtes Bein 126 gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert. Das rechte Bein 126 wird mit der Federgabel 12 durch Austauschen und Ersetzen des oben beschriebenen rechten Beins 26 durch das rechte Bein 126 benutzt. Das rechte Bein 126 ist identisch zu dem rechten Bein 26 der Federgabel 12, außer dass eine modifizierte obere Dämpfungseinheit 170 in dem rechten Bein126 benutzt wird. Folglich wird die obere Dämpfungssteuerungseinheit 72 der ersten Ausführungsform dazu benutzt, um die Dämpfungskraft der modifizierten oberen Dämpfungseinheit 170 zu regulieren und die modifizierte obere Dämpfungseinheit 170 in der selben Weise wie die erste Ausführungsform zu sperren. In Hinblick auf die Ähnlichkeit zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform werden den Teilen der zweiten Ausführungsform, die identisch mit den Teilen der ersten Ausführungsform sind, die selben Bezugszeichen wie den Teilen der ersten Ausführungsform gegeben. Ferner können die Beschreibungen der Teile der zweiten Ausführungsform, die identisch zu den Teilen der ersten Ausführungsform sind nun der Kürze willen weggelassen werden.
Die Teile der oberen Dämpfungseinheit 170, die unterschiedlich zur oberen Dämpfungseinheit 70 sind, umfassen ein modifiziertes Sperrventil 181, einen modifizierten Sperrkolben 182, ein modifiziertes Rückschlagventil 183 und ein modifiziertes Ausblasventil 184. In dieser Ausführungsform ist die obere Dämpfungseinheit 170 axial kürzer als die obere Dämpfungseinheit 70, da das modifizierte Ausblasventil 184 ein Plättchenstapel verwendet, das ein Paar an Ausblasventilplättchen 184a mit einem Paar zwischen den Ausblasventilplättchen 184a (anstelle einer Schraubenfeder in einem gewöhnlichen Ausblasventil) angeordneten bogenförmigen vorgegebenen Ventilelementen 184b umfasst. Eine Mutter 184c hält die Ausblasventilplättchen 184a und die vorgegebenen Ventilelemente 184b an der Stelle gegen den modifizierten Sperrkolben 182. Die vorgegebenen Ventilelemente 184b sind konfiguriert und angeordnet, um den Betrag an Fluiddruck, der benötigt wird, um die Ausblasventilplättchen 184a zu biegen, zu ändern, um es dem Fluid zu ermöglichen durch den modifizierten Sperrkolben 182 zu strömen. Insbesondere verformen die vorgegebenen Ventilelemente 184b elastisch das obere der Ausblasventilplättchen 184a. Durch den Gebrauch des modifizierten Ausblasventils 184 wurden ebenso geringfügige Änderungen an dem modifizierten Sperrventil 181, dem modifizierten Sperrkolben 182 und dem modifizierten Rückschlagventil 183 bezüglich der ersten Ausführungsform gemacht.
Das modifizierte Sperrventil 181 und der modifizierte Sperrkolben 182 sind im Wesentlichen dieselben wie das Sperrventil 81 und der modifizierte Sperrkolben 182, außer dass die Anzahl und Anordnungen der Öffnungen und Durchgänge geändert wurden, um das modifizierte Ausblasventil 184 aufzunehmen. Beispielsweise, wie in 13 gezeigt, hat der modifizierte Sperrkolben 182 nur zwei Fluidströmungsdurchgänge. Jedoch ist die Gesamtfunktion und Betätigung der oberen Dämpfungseinheit 170 dieselbe wie die obere Dämpfungseinheit 70, wie oben erläutert.
Wie in den 12 bis 14 gezeigt, ist der modifizierte Sperrkolben 182 im Wesentlichen der Gleiche wie der Sperrkolben 82, außer dass der modifizierte Sperrkolben 182 eine zweiteilige Struktur ist und nur ein Paar von zwei Fluidströmungsdurchgängen benutzt. Insbesondere umfasst der modifizierte Sperrkolben 182 im Wesentlichen einen Kolbenbereich 182a und einen Schaftbereich 182b, der getrennt von dem Kolbenbereich 182a ist. Der Kolbenbereich 182a hat eine ringförmige Dichtung oder O-Ring, die zwischen seiner äußeren Umfangsoberfläche und der inneren Oberfläche des oberen Rohrs 136 angeordnet ist, um dazwischen eine Dichtung zu bilden. Der Kolbenbereich 182a umfasst vorzugsweise zwei Hauptfluidströmungsöffnungen 182c, eine Vielzahl (vier) an Stoßöffnungen 182d und eine Vielzahl (vier) an Rücklauföffnungen 182e. Die Hauptfluidströmungsöffnungen 182c sind axial angeordnet und erstrecken sich zwischen den oberen und unteren axialen Endflächen des Kolbenbereichs 182a.
Allgemeine Deutung der Begriffe
Für das Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind der Begriff „umfassend“ und seine wie hier gebrauchten Ableitungen beabsichtigt offen abgeschlossene Begriffe, die das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Werte und/oder Schritte spezifiziert, aber das Vorhandensein anderer nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Werte und/oder Schritte nicht ausschließt. Vorstehendes ist ebenso auf Wörter anwendbar, die eine ähnliche Bedeutung wie zum Beispiel die Begriffe, „beinhaltend“, „haben“ und ihre Ableitungen haben. Ebenso können die im Singular benutzten Begriffe „Teil“, „Abschnitt“, „Bereich“, „Element“ oder „Bauteil“, eine zweifache Bedeutung eines einzelnen Teils oder einer Vielzahl an Teilen haben. Wie hier zum Beschreiben der obigen Ausführungsform (en) verwendet, beziehen sich die folgenden Richtungsbegriffe „vorwärts“, „rückwärts“, „oben“, „abwärts“, „vertikal“, „horizontal“, „unten“ und „quer“ ebenso wie irgendwelche anderen ähnlichen Richtungsbegriffe auf diejenige Richtungen eines Fahrrads, welches mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Demgemäß sollten diese Begriffe, wie zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet, relativ zu einem Fahrrad, welches mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, wie es in der normalen Fahrposition benutzt wird, verstanden werden. Schließlich bedeuten die hier benutzen Begriffe eines Ausmaßes oder Grades, wie beispielsweise „im Wesentlichen“, „etwa“ und „ungefähr“ ein vernünftiges Maß an Abweichung des modifizierten Begriffes, so dass das Endresultat nicht signifikant geändert wird.
Während nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung darzustellen, ist es ausgehend von dieser Offenbarung für Fachleute offenkundig, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierin gemacht werden können, ohne sich von dem in den beigefügten Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung zu entfernen. Beispielsweise kann die Größe, Form, Einbauort oder Orientierung der verschiedenen Komponenten wie benötigt und/oder gewünscht geändert werden. Komponenten, die direkt verbunden dargestellt sind oder einander berühren, können zwischen liegende Strukturen haben, die dazwischen angeordnet sind. Die Funktionen eines Elements kann von zweien durchgeführt werden und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in einer anderen Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig dass alle Vorteile in einer bestimmten Ausführungsform gleichzeitig vorhanden sind. Jedes Merkmal, welches von dem Stand der Technik einmalig ist, alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen, sollte ebenso eine unabhängige Beschreibung weiterer Erfindungen von dem Anmelder angesehen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionalen Konzepte, welche von solchen Merkmalen verkörpert werden. Folglich sind die vorangegangen Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zur Darstellung vorgesehen und nicht für den Zweck der Einschränkung der Erfindung wie sie durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.

Claims

Fahrradfederungssystem umfassend: ein oberes Rohr (36), das einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufweist; ein unteres Rohr (38), das einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufweist, wobei der untere Bereich des unteren Rohres bezüglich des oberen Bereiches des oberen Rohrs teleskopisch befestigt ist, um einen inneren Bereich des oberen und unteren Rohres zu bilden; eine Dämpfungseinheit (70), die innerhalb des inneren Bereichs des oberen und unteren Rohrs angeordnet ist, die Dämpfungseinheit (70) weist einen Dämpfungskolben (80) auf, der eine obere innere Kammer (93) und eine untere innere Kammer (94) definiert, ein Dämpfungskrafteinstellventil (89), das wahlweise eine Fluiddurchflussmenge des den Dämpfungskolben (80) passierenden Fluids einstellt und einen bezüglich des Dämpfungskolbens (80) axial angeordneten Dämpfungssperrmechanismus (81, 82), um wahlweise das Fluid an einem Strömen durch den Dämpfungskolben (80) zu hindern, der Dämpfungskolben (80) hat eine Fluidströmungsöffnung (80b), die axial beabstandet bezüglich eines Fluidströmungsdurchganges (97) des Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) derart angeordnet ist, dass ein axialer Kompressionsströmungsweg in einer axialen Richtung des inneren Bereichs durch die Fluidströmungsöffnung (80b) des Dämpfungskolbens (80) und den Fluidströmungsdurchgang (97) des Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) gebildet wird, wenn der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) in einem nicht-gesperrten Modus ist; und eine Dämpfungssteuerungseinheit (72) umfassend ein erstes Betätigungselement (91), das operativ mit dem Dämpfungskrafteinstellventil (89) verbunden ist, und ein zweites Betätigungselement (92), das operativ mit dem Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) verbunden ist, wobei der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) einen Sperrkolben (82), der mit einem der oberen und unteren Rohre (36, 38) im dichtenden Eingriff angeordnet ist, und ein Sperrventil (81), das durch das zweite Betätigungselement (92) bewegbar ist, umfasst, um den Fluidströmungsdurchgang (97) in dem Sperrkolben (82) zu blockieren, wenn das zweite Betätigungselement (92) in einer gesperrten Position ist und um den Fluidströmungsdurchgang (97) in dem Sperrkolben (82) freizugeben, wenn das zweite Betätigungselement (92) in einer nicht-gesperrten Position ist, und wobei das erste und zweite Betätigungselement (91, 92) unabhängig voneinander betriebsbereit sind, so dass das Dämpfungskrafteinstellventil (89) in einer eingestellten Position verbleibt, wenn das zweite Betätigungselement (92) betätigt wird.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei der innere Bereich von der Fluidströmungsöffnung (80b) des Dämpfungskolbens (80) und von dem Fluidströmungsdurchgang (97) des Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) axial ausgerichtet sind, wenn der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) in einem nicht-verriegelten Modus ist.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Betätigungselement (91, 92) verdrehbar in dem oberen Bereich des oberen Rohrs (36) angeordnet sind.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Betätigungselement (91, 92) um eine gemeinsame Rotationsachse drehbar sind.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei das Dämpfungskrafteinstellventil (89) in der axialen Richtung durch das erste Betätigungselement (91) bewegbar ist, um eine Fluiddurchflussmenge durch einen Kompressionsfluiddurchgang einzustellen, der die untere innere Kammer (94) mit der oberen inneren Kammer (93) verbindet.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei der Dämpfungskolben (80) und der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) beide in dem oberen Rohr (36) angeordnet und beide nicht axial bezüglich des oberen Rohres (36) bewegbar sind.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei der Sperrkolben (82) mit dem oberen Rohr (36) im dichtenden Eingriff ist und das Sperrventil (81) durch das zweite Betätigungselement (92) um eine sich in der axialen Richtung des inneren Bereichs erstreckende Achse drehbar ist.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) einen Ausblasmechanismus (84) umfasst, der derart angeordnet ist, um eine Ausblasöffnung (82d) in dem Sperrkolben (82) zu öffnen, wenn ein vorgeschriebener Fluiddruck auftritt, während der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) in einem gesperrten Modus ist.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 8, wobei das Sperrventil (81) bewegbar ist, um ein erstes Ende der Ausblasöffnung (82d) in dem Sperrkolben (82) zu blockieren, wenn der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) in dem nicht-gesperrten Modus ist und um das erste Ende der Ausblasöffnung (82d) freizugeben, wenn der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) in dem gesperrtem Modus ist.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei das Sperrventil (81) einen zentralen Kompressionsfluiddurchgang (81d) umfasst, der sich in einer axialen Richtung des inneren Bereichs erstreckt, mit einem spitzen Ende des Dämpfungskrafteinstellventils (89), das in einer axialen Richtung bewegbar ist, um die Fluiddurchflussmenge durch den zentralen Kompressionsfluiddurchgang (81d) einzustellen.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 10, wobei das Sperrventil (81) wenigstens einen radialen Kompressionsfluiddurchgang (81e) aufweist, der sich in einer radialen Richtung des inneren Bereichs erstreckt, wobei sich der radiale Kompressionsfluiddurchgang (81e) und der zentrale Kompressionsfluiddurchgang (81d) fluidmäßig miteinander kreuzen und das spitze Ende des Dämpfungskrafteinstellventils (89) bewegbar ist, um die Fluiddurchflussmenge von dem zentralen Kompressionsfluiddurchgang (81d) zu dem radialen Kompressionsfluiddurchgang (81e) einzustellen.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 1, wobei die Dämpfungseinheit (70) eine Kompressionsfeder (86), die innerhalb eines der oberen und unteren Rohre (36, 38) angeordnet ist, und einen freien Kolben (85), der in der axialen Richtung des inneren Bereichs bewegbar ist, umfasst, wobei die Kompressionsfeder (86) den freien Kolben (85) in Richtung des Dämpfungskolbens (80) vorspannt.
Fahrradfederungssystem nach Anspruch 12, wobei der Dämpfungssperrmechanismus (81, 82) zwischen dem freien Kolben (85) und dem Dämpfungskolben (80) angeordnet ist.