DE102010037764B4

DE102010037764B4 - Rahmen-Federungssystem für Fahrräder

Info

Publication number: DE102010037764B4
Application number: DE102010037764.3A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2030-09-25
Also published as: DE102010037764A1; DE202010017900U1

Abstract

Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit einem Hauptrahmen (1), mit einem Tretlager (7), mit einem Hinterbau (2), einer Vorderradgabel (9), zwei Laufrädern, einer Lenkerkonstruktion (10), einem Sattel (11) und mindestens einem Dämpferelement (14), wobei der Hinterbau (2) aus einer angelenkten Hinterradschwinge (12) besteht, die Hinterradschwinge (12) mittels eines oberhalb des Tretlagers (7) angeordnetem Drehgelenk (15) am Sitzrohr (3) befestigt ist, die Hinterradschwinge (12) unter dem Tretlager (7) hindurch bis in den Bereich vor die Tretlagerachse des Tretlagergehäuses verlängert ist und über ein zusätzliches Zugelement (18) drehbar unterhalb des Tretlagers (7) an einem Kipphebel (19) der am oder im Unterrohr (5) gelagert ist, angelenkt ist und der Kipphebel (19) mit einem Dämpferelement (14) verbunden ist, wobei das Dämpferelement (14) parallel oberhalb des Unterrohrs (5) angeordnet und befestigt ist, oder an einem Knickhebel (19) der am Unterrohr (5) gelagert ist, angelenkt ist und der Knickhebel (19) mit einem Dämpferelement (14) verbunden ist, wobei das Druck-Dämpferelement (14) parallel zum Sitzrohr (3) angeordnet und befestigt ist.

Description

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 Dämpferelement.
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.
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.
Aus der DE 199 59 795 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.
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.
Solch eine Lösung ist in der DE 44 00 500 A1 beschrieben, bei der ein Rahmen-Federungssystem für Fahrräder offenbart ist, bei dem die Hinterradschwinge zum einem gelenkig mittels seitlichen speziellen zusätzlichen Plattenausformungen am Sitzrohr befestigt ist und zum anderen bis unmittelbar unter das Tretlager verlängert ausgebildet und unter dem Tretlager befestigt ist. Das Dämpferelement ist hier oberhalb am Unterrohr befestigt und ist durch das die plattenförmigen Erweiterungen am Sitzrohr hindurch geführt. Diese Konstruktion bedingt eine gesonderte aufwändige Ausbildung des Sitzrohres und ist wenig verwindungssteif.
Eine andere Lösung, bei der die Hinterradschwinge direkt von unten hinten am Tretlager angeordnet ist, ist in der US 5 435 584 A gezeigt. Hier ist das Dämpferelement zudem im Inneren des Unterrohres befestigt, was wenig wartungsfreundlich ist. Ein Austausch des Dämpferelementes ist hier nur mit erheblichem Aufwand ausführbar.
In der Rahmen-Federungssystemkonstruktion gemäß der US 2004/0061305 A1 ist im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Lösungen die Hinterradschwinge direkt oberhalb des Tretlagers angelenkt ist. Das Dämpferrohr ist an einem abgewinkelten Oberrohr befestigt. Diese Ausführung ist insbesondere hinsichtlich der Steifigkeit des Hinterbaus in Bezug zum gesamten Rahmen als nachteilig anzusehen.
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.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des 1. Patentanspruchs gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand des rückbezüglichen Unteranspruchs.
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 unter dem Tretlager 7 hindurch bis in den Bereich vor die Tretlagerachse des Tretlagergehäuses 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.
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.
Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend in den 1 und 2 näher erläutert werden.
1 zeigt ein neuartiges Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit oberhalb des Unterrohrs 5 angeordneten Dämpferelement 14
2 zeigt ein neuartiges Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit nahezu parallel des Sitzrohrs 3 angeordneten Dämpferelement 14
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 sind 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 eines Dämpferelements 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.
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.
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.
Bezugszeichenliste

1: Hauptrahmen
2: Hinterbau
3: Sitzrohr
4: Oberrohr
5: Unterrohr
6: Steuerrohr
7: Tretlager
9: Vorderradgabel
10: Lenkerkonstruktion
11: Sattel
12: Hinterradschwinge
13: Dreieckhinterradschwinge
14: Dämpferelement
15: Drehgelenk
18: Zugelement
19: Kipphebel, Knickhebel
20: Radeinspannungspunktbereich

Claims

Rahmen-Federungssystem für Fahrräder mit einem Hauptrahmen (1), mit einem Tretlager (7), mit einem Hinterbau (2), einer Vorderradgabel (9), zwei Laufrädern, einer Lenkerkonstruktion (10), einem Sattel (11) und mindestens einem Dämpferelement (14), wobei der Hinterbau (2) aus einer angelenkten Hinterradschwinge (12) besteht, die Hinterradschwinge (12) mittels eines oberhalb des Tretlagers (7) angeordnetem Drehgelenk (15) am Sitzrohr (3) befestigt ist, die Hinterradschwinge (12) unter dem Tretlager (7) hindurch bis in den Bereich vor die Tretlagerachse des Tretlagergehäuses verlängert ist und über ein zusätzliches Zugelement (18) drehbar unterhalb des Tretlagers (7) an einem Kipphebel (19) der am oder im Unterrohr (5) gelagert ist, angelenkt ist und der Kipphebel (19) mit einem Dämpferelement (14) verbunden ist, wobei das Dämpferelement (14) parallel oberhalb des Unterrohrs (5) angeordnet und befestigt ist, oder an einem Knickhebel (19) der am Unterrohr (5) gelagert ist, angelenkt ist und der Knickhebel (19) mit einem Dämpferelement (14) verbunden ist, wobei das Druck-Dämpferelement (14) parallel zum Sitzrohr (3) angeordnet und befestigt ist.
Rahmen-Federungssystem für Fahrräder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterradschwinge (12) als eine bis unter das Tretlager (7) verlängerte Dreieckhinterradschwinge (13) ausgebildet ist.