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Die Erfindung betrifft ein neuartiges Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit einem Hauptrahmen mit einem Tretlager, mit einem Hinterbau, einer Vorderradgabel, zwei Laufrädern, einer Lenkerkonstruktion, einem Sattel und einem Dämpferstab.
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Es ist allgemein bekannt, die Federung bei Fahrrädern mittels spezieller in der Regel zentral angeordneter Federbeine erheblich zu verbessern. Allerdings haben diese zentral angeordneten Federbeine den Nachteil, dass der Rahmen insgesamt verwindungsanfälliger wird. Durch die Verwindung des Hauptrahmens werden im ungünstigsten Fall bis zu 15 Prozent, der auf die seitlich angeordneten Pedale wirkenden und eingebrachten Kraft in den Hauptrahmen eingleitet, die damit dem direkten Vortrieb verloren gehen. Es ist auch bekannt, gefederte Fahrradrahmen mittels Eingelenker bei denen ein einzelnes Gelenk an einem einteiligen Hinterbau mit dem Hauptrahmen verbunden ist, auszuführen. Es gibt auch bereits Mehrgelenker deren Hinterbauten aus untereinander durch verschiedenen Gelenke getrennte Sitz- und Kettenstreben bestehen, von denen erstere zumeist über eine Wippe, die auf das Hinterrad wirkenden Kräfte auf den Hauptrahmen verteilen und an geeigneten Stellen in diesen einleiten sollen.
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Das allen Konstruktionen gemeinsame Hauptproblem ist der Anschluss der Kette, dass heißt der Kettenwirkung auf das Federungssystem des Rades, das je nach Variante je nach gewünschtem Abtriebsverhalten nur einen bestimmten Spielraum bei der Wahl der jeweils aktiven Lagerpunkte lässt. Diese Problematik bringt es mit sich, dass auch die entsprechenden Federbeine der Rahmen nur an bestimmten Punkten des Rahmens angeordnet werden können. Die Mehrzahl der auf dem Markt existierenden gefederten Fahrradrahmen weichen daher von der klassischen Diamantrahmenform ab, oder ihre Dämpfer sind, wenn der Hauprahmen die klassische Form aufweisen soll innerhalb des Hauptrahmendreiecks gelagert. Die bisher üblichen Positionen der Federelemente in den Rahmen oder solcherart Sitzauslegern sind in der Regel mitten im Rahmen. So ist aus der
DE 100 07 628 A1 ein angeblich besonders stabiler verwindungssteifer Fahrradrahmen bekannt. Bei dieser Variante ist ein einteiliger Hinterbau direkt über einen einzigen Gelenkpunkt mit dem Sitzrohr des Hauptrahmens verbunden. Der Gelenkpunkt befindet sich dabei von der Seite aus betrachtet in einem Bereich, der begrenzt wird durch einen Kreissektor dessen Mittelpunkt im Mittelpunkt des Tretlagers liegt mit einem Radius von 120 mm. Die Federung erfolgt über einen Untergelenkzug und ist am Unterrohr befestigt. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass aufgrund der nahen Lage des Gelenkpunktes am Tretlager der gesamte Hinterbau nicht verwindungssteif ausbildbar ist. Bei starkem Krafteinsatz kommt es zu einem erheblichen Verdrehen des Hinterbaus gegenüber dem Hauptrahmen mit dem Tretlager, was letztlich eine einen Teil der aufgebrachten Energie, die eigentlich auf das Hinterrad wirken soll, vernichtet.
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Aus der
DE 199 59 759 C2 ist des Weiteren ein anderes einstellbares Rahmen-Federungssystem für Fahrräder bekannt, wo mittels eines speziellen Koppelgliedes zwei Feder-Dämpferelemente miteinander verbunden sind. Allerdings wird hier der Schwingungseintrag ebenfalls unmittelbar im Bereich des Tretlagers in den Hauprahmen eingeleitete, weswegen entweder der Hauptrahmen verstärkt ausgeführt werden muss oder bei starker Belastung im Gelände mit erheblichen Schwingungen im Tretlagerbereich gerechnet werden muss.
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Es sind des Weiteren noch andere technische Lösungen bekannt, die versuchen mittels komplizierten und konstruktiv aufwendigen Konstruktion zum einen ein gutes Federungsverhalten zu erzielen, wobei dann relativ große Federwege in Kauf genommen werden, aber gleichzeitig die dabei auftretenden unterschiedlichen Abstände zwischen Tretlager und Hinterradachse ausgleichen sollen bzw. versuchen diesen Abstand zu optimieren und in bestimmten Grenzen zu halten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein neuartiges Rahmen-Federungssystem für Fahrräder zu schaffen, wobei der Rahmen möglichst verwindungssteifer als bisherige Rahmenkonstruktionen ausgebildet ist und der trotzdem eine optimale Federung mit großen Federwegen ermöglicht und dabei verschiedene konstruktiv einfache Ankopplungen der Federung an den Hauprahmen realisierbar sind.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des 1. und des zweiten Patentanspruchs gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der rückbezüglichen Unteransprüche.
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Beim neuartigen Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit einem üblichen Hauptrahmen 1 mit einem Tretlager 7, mit Hinterbau 2, einer Vorderradgabel 9, zwei Laufrädern, einer Lenkerkonstruktion 10, einem Sattel 11 und mindestens einem Dämpferelement 14, besteht, wie an sich bekannt, der Hinterbau 2 aus einer angelenkten Hinterradschwinge 12, wobei die Hinterradschwinge 12 als Dreieckshinterradschwinge 13 ausgebildet ist und mittels eines oberhalb des Tretlagers 7 angeordneten Drehgelenks 15 am Sitzrohr 3 befestigt ist. Dabei ist die Hinterradschwinge 12 bis unter das Tretlager 7 verlängert und über ein zusätzliches Zugelement 18 beidseitig gelenkig mit einem Kipphebel 19 verbunden, welcher am oder im Unterrohr 5 gelenkig gelagert ist. Die Anlenkung der Hinterradschwinge 12 an das Zugelement 18 ist so angeordnet, dass sie sich immer innerhalb des Kreissektors des großen vorderen Kettenblattes unterhalb des Tretlagers befindet. Der Kipphebel 19 ist so mit einem Dämpferelement 14 verbunden, dass das Dämpferelement 14 nahezu parallel oberhalb des Unterrohrs 5 angeordnet und befestigt werden kann. Oder in einer zweiten Lösung ist das Zugelement 18 statt an einem geraden Kipphebel 19 an einem abgewinkelten Kipphebel 19 angelenkt, welcher in Dreiecksform ausgebildet ist und so am oder im Unterrohr 5 gelagert ist, dass das an ihm befestigte Dämpferelement 14 hierbei nahezu parallel zum Sitzrohr 3 angeordnet und befestigt werden kann. Der abgewinkelte Kipphebel 19 kann auch noch durch eine Art Diagonalstrebe verstärkt werden, wodurch eine geschlossene dreieckige Form von der Seite aus betrachtet entsteht.
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Der Vorteil dieser beiden Lösungen ist, dass der gesamte Freiraum unterhalb des Unterrohres 5 erhalten bleibt, wodurch sich die Bodenfreiheit nicht verringert und der Raum auch für entsprechend große Laufräder frei bleibt. Zudem muss der Abstand zwischen Vorderachse und Tretlager nicht verändert werden, was zu einer kürzeren Bauweise des Fahrrades führt, wodurch die Wendigkeit des Fahrzeuges erhalten bleibt. Des Weiteren kann durch diese erfindungsgemäße Lösung der Schwerpunkt des Fahrrades weiter nach unten verlegt werden, was die Kurventauglichkeit erheblich verbessert.
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In einer anderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Rahmen-Federungssystems für Fahrräder mit einem Hauptrahmen 1, mit einem Tretlager 7, mit Hinterbau 2, einer Vorderradgabel 9, zwei Laufrädern, einer Lenkerkonstruktion 10, einem Sattel 11 und mindestens einem Dämpferstab 14 besteht der Hinterbau 2 aus im Radeinspannungsbereich 20 verbundnen Kettenstreben 16 und Dämpferstreben 17. Dabei sind die Kettenstreben 16 oberhalb des Tretlagers 7 in einem am Sitzrohr 3 oder am Tretlagergehäuse 8 entsprechend angeordnetem Drehgelenk 15 angelenkt.
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Die beiden Dämpferstreben 17 können wahlweise entweder im Gelenk 22 vor dem Sitzrohr 3 oder auch im Gelenk 23 nach dem Sitzrohr 3 zusammengeführt und jeweils mittels des entsprechenden Gelenkes mit einer Schubstange 24 verbunden sein. Dabei ist die Schubstange 24 in einem Linearlager 21 gleitend geführt, wobei das Linearlager 21 zentrisch im Sitzrohr 3 befestigt ist. Das obere Ende der Schubstange 24 ist in jedem Fall im Gelenk 23 mit einem unterhalb des Oberrohrs 4 befestigten Dämpferelement 14 verbunden. Durch dieses neue erfindungsgemäße Rahmen Federungssystem werden Schwingungseinträge in den Hauptrahmen 1 im Bereich des Tretlagers 7 weitestgehend vermieden, was zu einem insgesamt sehr ruhigeren Fahrverhalten führt. Der Schwingungseintrag erfolgt bei dieser Ausführung über das Oberrohr 4 erstmals unmittelbar im steifsten und stabilsten Bereich des Hautrahmens 1 direkt in den Bereich des Steuerrohrs 6. Dabei bewegt sich das Dämpferelement 14 frei jeglicher horizontaler und vertikaler Kräfte auf einer festen Linie mit dem Linearlager 21, welches zur optimierten Aufnahme aller Querlasten in das Sitzrohr 3 dient.
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Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend in 4 Figuren naher erläutert werden.
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1 zeigt ein neuartiges Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit oberhalb des Unterrohrs 5 angeordneten Dämpferelement 14
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2 zeigt ein neuartiges Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit nahezu parallel des Sitzrohrs 3 angeordneten Dämpferelement 14
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3 zeigt ein neuartiges Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit unterhalb des Oberrohrs 4 angeordneten Dämpferelement 14
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4 zeigt eine erfindungsgemäße Schubstange 24, welche in einem im Sitzrohr 3 angeordneten Linearlager 21
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Das neuartige Rahmen-Federungssystem für Fahrräder ist gekennzeichnet durch einen üblichen Hauptrahmen 1 an dem, wie bekannt ein Tretlager 7, angeordnet ist. Am Hauptrahmen 1 ist der Hinterbau 2, eine Vorderradgabel 9, zwei Laufräder, eine Lenkerkonstruktion 10 und ein Sattel 11 angeordnet. Die Federung erfolgt, wie an sich bekannt, mittels mindestens einem Dämpferelement 14. Der Hinterbau 2 besteht aus einer angelenkten Hinterradschwinge 12, wobei die Hinterradschwinge 12 als Dreieckshinterradschwinge 13 ausgebildet ist und mittels eines oberhalb des Tretlagers 7 angeordneten Drehgelenks 15 am Sitzrohr 3 befestigt ist. Dabei ist die Hinterradschwinge 12 in neuartiger Art und Weise 12 bis unter das Tretlager 7 verlängert (d. h. unter dem Tretlager 7 hindurch bis in den Bereich vor die Tretlagerachse des Tretlagergehäuses 8). Die Hinterradschwinge 12 ist über ein zusätzliches Zugelement 18 beidseitig gelenkig mit einem Kipphebel 19 verbunden, welcher am oder im Unterrohr 5 gelenkig gelagert ist. Die Anlenkung der Hinterradschwinge 12 an das Zugelement 18 ist so angeordnet, dass sie sich immer innerhalb des Kreissektors des großen vorderen Kettenblattes unterhalb des Tretlagers 7 befindet. Der Kipphebel 19 ist so mit einem Dämpferelement 14 verbunden, dass das Dämpferelement 14 nahezu parallel oberhalb des Unterrohrs 5 angeordnet und befestigt werden kann.
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In einer zweiten Lösung gemäß 2 ist das Zugelement 18 an einem abgewinkelten Kipphebel 19 angelenkt, welcher in Dreiecksform ausgebildet ist und so am oder im Unterrohr 5 gelagert ist, dass das an ihm befestigte Dämpferelement 14 hierbei nahezu parallel zum Sitzrohr 3 angeordnet und befestigt werden kann. Der abgewinkelte Kipphebel 19 ist hier durch eine Art Diagonalstrebe verstärkt, wodurch eine geschlossene dreieckige Form von der Seite aus betrachtet entsteht.
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Der Vorteil der beiden vorstehend beschriebenen technischen Lösungen ist, dass der gesamte Freiraum unterhalb des Unterrohres 5 frei bleibt, wodurch sich die Bodenfreiheit nicht verringert und der Raum auch für entsprechend große Laufräder frei bleibt. Zudem braucht der Abstand zwischen Vorderachse und Tretlager nicht verändert zu werden, was zu einer kürzeren Bauweise des Fahrrades führt. Dadurch verbessert sich die Wendigkeit des Fahrrades. Des Weiteren kann durch diese erfindungsgemäße Federung der Schwerpunkt des Fahrrades weiter nach unten verlegt werden, was die Kurventauglichkeit erheblich erhöht. Ein weiterer Vorteil ist die direkte Krafteinleitung über das Dämpferelement 14 Unterrohr 5 bzw. Sitzrohr 3 in den Hauptrahmen 1. Dieses neuartige Rahmen-Federungssystem für Fahrräder ist konstruktiv einfach und kostengünstig umsetzbar.
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Bei einer anderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Rahmen-Federungssystems gemäß 3 erfolgt der Krafteintrag in ein direkt unterhalb des Oberrohrs 4 angeordnetes Dämpferelement 14. Der Grundaufbau ist der gleiche wie bereits beschrieben. Der Hinterbau 2 besteht allerdings aus im Radeinspannungsbereich 20 verbundnen Kettenstreben 16 und Dämpferstreben 17. Dabei sind die Kettenstreben 16 oberhalb des Tretlagers 7 in einem am Sitzrohr 3 etwas oberhalb des Tretlagergehäuses 8 angeordneten Drehgelenk 15 angelenkt. Das Drehgelenk liegt dabei bevorzugt in einem Kreissektor, der vom kleinen vorderen Kettenblatt umfasst wird. Die beiden Dämpferstreben 17 sind im Gelenk 23 nach dem Sitzrohr 3 zusammengeführt und mittels des entsprechenden Gelenkes 23 mit einer Schubstange 24 verbunden. Dabei ist die Schubstange 24 in einem Linearlager 21 gleitend geführt, wobei das Linearlager 21 zentrisch im Sitzrohr 3 befestigt ist. Das obere Ende der Schubstange 24 ist in jedem Fall im Gelenk 23 mit einem unterhalb des Oberrohrs 4 befestigten Dämpferelement 14 verbunden. Durch dieses neue erfindungsgemäße Rahmen Federungssystem werden Schwingungseinträge in den Hauptrahmen 1 im Bereich des Tretlagers 7 weitestgehend vermieden, was zu einem insgesamt sehr ruhigeren Fahrverhalten führt. Der Schwingungseintrag erfolgt bei dieser Ausführung über das Oberrohr 4 erstmals unmittelbar im steifsten und stabilsten Bereich des Hautrahmens 1 direkt in den Bereich des Steuerrohrs 6. Dabei bewegt sich das Dämpferelement 14 frei jeglicher horizontaler und vertikaler Kräfte auf einer festen Linie mit dem Linearlager 21, welches zur Aufnahme aller Querlasten in das Sitzrohr 3 dient. Diese konstruktive Ausführung ist einfach herstellbar und führt gleichzeitig zu einer großen Stabilität des Hinterbaus 2. Das ist wichtig, damit ein optimaler Krafteintrag über die hinteren Kettenblätter auf das Hinterrad möglich ist.
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In 4 ist eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Schubstange 24 gezeigt, bei der die beiden Dämpferstreben 17 im Gelenk 22 vor dem Sitzrohr 3 im Bereich des Hinterbaus mit der Schubstange 24 gelenkig verbunden sind. Die Schubstange 24 ist in einem im Sitzrohr 3 zentrisch angeordneten Linearlager 21 gleitend geführt. Auf der anderen Seite, nach dem Sitzrohr 3, d. h. im Inneren des Hauptrahmens 1 ist die Schubstange 24 mittels eines Gelenkes 23 mit einem unterhalb des Oberrohrs 4 befestigten Dämpferelement 14 verbunden. Über das Linearlager 21 werden die auftretenden Querlasten in das Sitzrohr 3 abgeleitet. Dadurch kann der gesamte Hinterbau optimal und verwindungsarm einfedern ohne das die Schwingungen im Hauptrahmen negative Auswirkungen haben können. Diese Lösung ist ebenfalls konstruktiv einfach und führt zu einem besonders verwindungsarmen Hinterbau gerade auch während der Einfederungsvorgänge. Das vorstehend beschriebene Linearlager ist wahlweise als ein reines Lineargleitlager oder als ein Linearrollenlager ausführbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hauptrahmen
- 2
- Hinterbau
- 3
- Sitzrohr
- 4
- Oberrohr
- 5
- Unterrohr
- 6
- Steuerrohr
- 7
- Tretlager
- 8
- Tretlagergehäuse
- 9
- Vorderradgabel
- 10
- Lenkerkonstruktion
- 11
- Sattel
- 12
- Hinterradschwinge
- 13
- Dreieckhinterradschwinge
- 14
- Dämpferelement
- 15
- Drehgelenk
- 16
- Kettenstrebe
- 17
- Dämpferstrebe
- 18
- Zugelement
- 19
- Kipphebel, Knickhebel
- 20
- Radeinspannungspunktbereich
- 21
- Linearlager
- 22
- Gelenk
- 23
- Gelenk
- 24
- Schubstange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10007628 A1 [0003]
- DE 19959759 C2 [0004]
