DE102011015897A1

DE102011015897A1 - Fahraddämpfungssystem

Info

Publication number: DE102011015897A1
Application number: DE102011015897A
Authority: DE
Inventors: Kyle L. Chubbuck; Christopher P. D'Aluisio
Original assignee: Specialized Bicycle Components Inc
Current assignee: Specialized Bicycle Components Holding Co Inc
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2011-10-13
Also published as: US20130264794A1; ITMI20110551A1; TWI499533B; US8454044B2; US20110248469A1; US8678416B2; TW201202087A

Abstract

Ein Fahrraddämpfungssystem ist so angeordnet, dass dieses Vibrationen reduziert, die vom Rad des Fahrrades stammen und an den Fahrer des Fahrrades übertragen werden. Wünschenswerterweise ist eine Vordergabelanordnung so ausgebildet, dass sie von einem Fahrradrahmen aufgenommen wird und ein Paar Gabelschenkel umfasst, die sich entlang gegenüberliegender Seiten eines Vorderrades des Fahrrades abwärts erstrecken. Die Gabelschenkel sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie an ihren unteren Enden ein Vorderrad aufnehmen. Jeder der Gabelschenkel kann eine Vertiefung definieren, wobei innerhalb der Vertiefung ein Dämpfungselement angeordnet ist. Das Dämpfungselement kann in Berührung mit einer Oberfläche des Gabelschenkels gezwungen sein. Sattelstreben, Kettenstreben oder andere Bauteile des Fahrrades können ebenso ein Dämpfungssystem umfassen.

Description

Verbundene Anmeldungen
Diese Erfindung beansprucht den Zeitrang der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/321,790, eingereicht am 7. April 2010 mit dem Titel „Fahrraddämpfungssystem” unter 35 U.S.C. § 119(e), deren gesamter Inhalt hiermit als Teil durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich Fahrräder. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System, welches zur Reduzierung von Vibrationen konfiguriert ist, die auf den Fahrer des Fahrrades übertragen werden.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik Fahrradfahren und Fahrradrennen findet und finden oft bei Geländebedingungen statt, die weniger als ideal sind. Beispielsweise finden Fahrradtouren und Fahrradrennen oft auf Landstraßen statt, die entweder ungeteert sind, oder bei welchen der Straßenbelag rau und unregelmäßig ist, selbst bei neuen Straßen. In bevölkerten Gebieten kann ein nicht unbeachtlicher Teil der geteerten Straßen beschädigt oder reparaturbedürftig sein. Diese unregelmäßigen Oberflächen übertragen Vibrationen auf das Fahrrad, wenn diese mit dem Fahrrad überquert werden. Selbst die Oberfläche von verhältnismäßig neuen Straßenbelägen, die für Kraftfahrzeuge akzeptabel ist, kann rau genug sein, um signifikante Vibrationen auf ein Fahrrad zu übertragen. Daraus folgt, dass die meisten Fahrradfahrer wenigstens einen signifikanten Teil ihrer Fahrzeit damit verbringen, raue oder unregelmäßige Oberflächen zu befahren. Durch ein solches Gelände verursachte Vibrationen können auf den Fahrer des Fahrrades übertragen werden, wenn diese nicht hinreichend gedämpft werden. Wenn die Vibrationen auf den Fahrer übertragen werden, verursachen diese häufig Unbehagen und Müdigkeit.
Bislang sind verschiedene Verfahren zur Dämpfung von geländeinduzierten Schwingungen verwendet worden. Beispielsweise kann das Fahrrad mit vorderen und/oder hinteren Federanordnungen versehen sein, welche es dem gefederten Rad ermöglichen, sich gegen die Federkraft relativ zu dem Fahrradrahmen zu bewegen. Obwohl dies bei einigen Anwendungen höchst vorteilhaft ist, wie beispielsweise bei Fahrrädern, die hauptsächlich für den Geländeeinsatz vorgesehen sind, sind solche Federanordnungen grundsätzlich in Verbindung mit Fahrrädern, die hauptsächlich für den Einsatz auf geteerten Oberflächen vorgesehen sind (beispielsweise Straßenfahrräder), wo geringes Gewicht und günstige Aerodynamik als besonders wichtig angesehen werden, nicht erfolgreich gewesen. Darüber hinaus sind solche Federanordnungen vorgesehen, um größere Stöße zu absorbieren und können bei der Isolierung von Vibrationen weniger erfolgreich sein, weil die Anordnung mit Reibung behaftet ist, welche eine Bewegung der Federanordnung in Reaktion auf kleine Kräfte verhindern kann.
Bei Straßenfahrradanwendungen ist es jüngst populärer geworden, Materialien zu verwenden, die verbesserte Dämpfungseigenschaften im Verhältnis zu Metall aufweisen, um einen Teil oder das Gesamte des Fahrrades zwischen Rädern und Fahrrad auszubilden. Beispielsweise Kompositmaterialien aus Karbonfasergewebe innerhalb einer Harzmatrix („Karbonfaser”) werden of verwendet, um straßeninduzierte Vibrationen von dem Fahrrad fern zu halten. In einigen Fällen kann der gesamte Rahmen des Fahrrads aus einem solchen Karbonfasermaterial bestehen.
Eine solche Ausgestaltung war bei der Abschirmung geländeinduzierter Schwingungen des Fahrrades, verglichen mit Fahrradrahmen und Komponenten, die vollständig aus Metall bestanden, erfolgreicher. Obwohl jedoch Karbonfaser leichtgewichtig ist und verbesserte Dämpfungseigenschaften im Vergleich zu Metall aufweist, wird trotzdem ein signifikanter Teil der Vibrationen durch Bauteile aus Karbonfasern übertragen.
Ein Lösungsvorschlag für die ungewünschte Übertragung von Vibrationen durch Karbonfasern ist das Einbeziehen eines zusätzlichen Materials in das Karbonfasergewebe, welches zur Verwendung des fertigen Karbonfasererzeugnisses verwendet wird. Beispielsweise wurde ein Geflecht aus Titandrähten in das Karbonfasergewebe eingebunden, um den Betrag der Vibrationen zu reduzieren, die durch die Karbonfaserbauteile übertragen werden. Eine solche Lösung erfordert jedoch einen komplexen Herstellungsprozess und steigert deshalb die Kosten des Endproduktes.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich besteht das Bedürfnis nach einem kostengünstigen Verfahren zur Reduzierung der Übertragung von Vibrationen von den Rädern des Fahrrades an den Fahrer. Bevorzugte Ausführungsformen einer vorderen Gabelanordnung sind aus einem Karbonfasermaterial gestaltet und umfassen an jedem Schenkel der Gabelanordnung ein Teil, welches eine Oberflächenvertiefung zur Aufnahme eines separaten Vibrationsdämpfungselements definiert. Vorzugsweise ist das Vibrationsdämpfungselement aus einem elastomeren Material gestaltet und wird mittels einer Platte und einem Befestigungselement innerhalb der Oberflächenvertiefung eines jeden Schenkels der Vordergabel gehalten.
Ein Ausführungsbeispiel verkörpert eine Fahrradvordergabelanordnung einschließlich eines Steuerrohrs und einem Paar von Gabelschenkeln, die sich von dem Steuerrohr abwärts erstrecken und seitlich voneinander mit Abstand angeordnet sind. Jeder Schenkel des Schenkelpaares besitzt ein Oberteil, ein Mittelteil und einen unteren Teil und definiert eine im Wesentlichen feste Länge. Die Gabelanordnung ist zur Aufnahme eines Rades an dem unteren Teil des Schenkelpaares ausgebildet, und die Schenkel des Schenkelpaares sind an dem oberen Teil miteinander verbunden. Jeder der Mittelteile umfasst eine Wand, die eine Oberflächenvertiefung definiert. Ein Dämpfungselement ist innerhalb der Oberflächenvertiefung angeordnet und eine Platte zwingt das Dämpfungselement, die Wand zu berühren. Das Dämpfungselement umfasst ein vibrationsdämpfendes Material.
Ein anderes Ausführungsbeispiel kann ein Fahrrad oder eine Fahrradanordnung mit einem Hauptrahmenteil und einer im Wesentlichen steifen Radaufnahme umfassen. Dieses kann auch ein Rad umfassen. Die Radaufnahme kann mit dem Hauptrahmenteil an einem ersten Ende verbunden sein und das Rad an dem zweiten Ende aufnehmen, wobei eine äußere Wand der Radaufnahme eine erste Oberflächenvertiefung definiert. Das Fahrrad kann auch ein innerhalb der ersten Oberflächenvertiefung angeordnetes Dämpfungselement, ein Befestigungselement und eine Platte umfassen. Die Platte kann das Dämpfungselement in Berührung mit der Oberfläche der ersten Oberflächenvertiefung zwingen, um die durch das Rad in der Radaufnahme induzierten Vibrationen zu dämpfen. Die Radaufnahme kann eine Vordergabel oder ein hinterer Rahmenteil sein.
Das Fahrrad kann weiterhin eine zweite Oberflächenvertiefung und ein zweites innerhalb der zweiten Oberflächenvertiefung angeordneten Dämpfungselement umfassen. Die ersten und zweiten Oberflächenvertiefungen können auf gegenüberliegenden Seiten auf der äußeren Wand der Radaufnahme oder auf gegenüberliegenden Seiten von Teilen der Radaufnahme, wie beispielsweise gegenüberliegenden Seiten einer Sattelstrebe oder eines Gabelschenkels, vorgesehen sein. Die Platte kann so mit dem Befestigungselement verbunden sein, dass das erste Dämpfungselement zwischen der Platte und dem Gabelschenkel („sandwiched”) und das zweite Dämpfungselement zwischen einem Kopf des Befestigungselements und dem Gabelschenkel eingeklemmt ist.
Ein anderes Ausführungsbeispiel beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer Radaufnahme für ein Fahrrad. Das Verfahren umfasst die Herstellung eines Körpers einschließlich einem Paar von Schenkeln, die an einem ersten Ende miteinander verbunden sind und zur Aufnahme eines Fahrradrades an einem zweiten Ende ausgebildet sind. Jeder Schenkel des Schenkelpaars definiert im Wesentlichen eine feste Länge zwischen dem ersten und dem zweiten Ende. Ein Zwischenteil erstreckt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende und umfasst ein äußeres Wandteil, welches eine Vertiefung definiert. Das Verfahren umfasst auch das Einsetzen eines Dämpfungselements in die Vertiefung, wobei das Dämpfungselement ein vibrationsdämpfendes Material umfasst. Das Verfahren kann ebenfalls Anbringen einer Platte an das Zwischenteil umfassen, um das Dämpfungselement in Berührung mit der Vertiefung zu zwingen.
Ein anderes Ausführungsbeispiel ist ein Fahrrad, umfassend einen Hauptrahmenteil, ein Rad und eine im Wesentlichen steife Radaufnahme. Die Radaufnahme ist mit dem Hauptrahmenteil an einem ersten Ende verbunden und nimmt an dem zweiten Ende ein Rad auf. Eine äußere Wand der Radaufnahme definiert eine Vertiefung. Ein Dämpfungselement ist innerhalb der Vertiefung angeordnet und dämpft Vibrationen, die durch das Rad in die Radaufnahme eingetragen werden.
In einigen Ausführungsbeispielen können eine oder mehrere Befestigungselemente und/oder Platten dazu verwendet werden, das Dämpfungselement in Kontakt mit der Oberfläche der Vertiefung zu bringen, zwecks Dämpfung von Vibrationen, die durch das Rad in die Radaufnahme eingetragen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, welches zur Darstellung der Erfindung und nicht zur Einschränkung derselben vorgesehen ist.
1 zeigt eine Seitenansicht des Fahrrades.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vordergabelanordnung aus 1.
3 zeigt eine Vorderansicht eines Teils des Fahrrades und der Vordergabelanordnung aus 1.
4 zeigt eine Querschnittsansicht des rechten Schenkelteils der Vordergabelanordnung aus 1 entlang der Linie 4-4 in 3.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer teilweise auseinandergebauten Vordergabelanordnung.
6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels einer teilweise auseinandergebauten Vordergabelanordnung.
7 zeigt eine Vorderansicht eines Teils der teilweise auseinandergebauten Vordergabelanordnung aus 6.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines hinteren Rahmenteils.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines teilweise auseinandergebauten Teils des hinteren Rahmenteils aus 8.
10 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils eines hinteren Rahmenteils der 8 entlang der Linie 10-10.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein Fahrrad, welches grundsätzlich mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Das Fahrrad 10 umfasst einen Rahmen 12, welcher drehbar eine Radaufnahme oder Vordergabelanordnung 14 nahe des vorderen Endes des Rahmens 12 zur Drehung um eine Steuerachse aufnimmt. Ein unteres Ende der Gabelanordnung nimmt ein Vorderrad 16 des Fahrrades 10 auf. Eine Lenkstangenanordnung 18 ist mit einem oberen Ende der Gabel verbunden, um die Gabelanordnung 14 und das Vorderrad 16 um die Lenkachse des Fahrrades 10 drehen zu können. Die Lenkstangenanordnung 18 kann zusätzlich eine oder mehrere fahrerbetätigbare Steuereinrichtungen, wie beispielsweise Schalt- oder Bremshebel, umfassen.
Ein Hinterrad 20 des Fahrrades 10 wird in der Nähe des rückwärtigen Endes des Rahmens 12 aufgenommen. Eine Pedalkurbelanordnung 22 wird drehbar von einem unteren Teil des Rahmens 12 aufgenommen. Eine Antriebskette 24 erstreckt sich zwischen der Pedalkurbelanordnung und dem Hinterrahmen zur Kraftübertragung zwischen diesen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Ein vorderer Bremssattel 26 kann von der Vordergabelanordnung 14 aufgenommen werden, wobei dieser so ausgebildet ist, dass dieser wahlweise eine Klemmkraft auf den Rand des Vorderrades 16 ausüben kann. In ähnlicher Art und Weise kann ein hinterer Bremssattel 28 von dem Rahmen 12 aufgenommen werden. Dieser ist so ausgebildet, dass dieser wahlweise eine Klemmkraft auf einen Randbereich des Hinterrades 20 ausüben kann. Alternativ können andere Arten von Bremssystemen zur Anwendung gelangen.
Eine Sattelstütze 30 erstreckt sich in aufwärtiger Richtung von dem Rahmen 12 und nimmt einen Sattel 32 an ihrem oberen Ende auf. Die Sattelstütze 30 kann relativ zu dem Rahmen 12 in der Höhe verstellbar sein, um die Sitzhöhe des Fahrrades 10 verstellen zu können.
Vorzugsweise umfasst der Rahmen 12 ein Hauptrahmenteil 34 und eine Radaufnahme oder hinteren Rahmenteil 36. Der hintere Rahmenteil 36 weist wünschenswerterweise ein Paar untere Schenkel oder Kettenstreben 38 auf (nur eine ist gezeigt), die sich auf jeder Seite des Hinterrades 20 von einem unteren Teil des Hauptrahmens 34 erstrecken. Zusätzlich umfasst der hintere Rahmenteil 36 ein Paar obere Schenkel oder Sattelstreben 40, die sich von einem oberen Teil des Hauptrahmens 34 auf jeder Seite des Hinterrades 20 erstrecken und mit einem hinteren Ende der Kettenstreben 38 in der Nähe der Nabenachse des Hinterrades 20 verbunden sind.
Wenigstens der Hauptrahmen 34 kann aus einer Vielzahl von miteinander verschweißten rohrförmigen Metallstücken ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Hauptrahmen 34 aus Aluminium-, Stahl- oder Titanrohr hergestellt worden sein. Alternativ kann der Rahmen ein Kompositmaterial umfassen und kann einstückig ausgebildet sein oder verschiedene Stücke umfassen, die miteinander verklebt oder vergossen sind. Zusätzlich können andere geeignete Materialien und/oder Herstellungsverfahren verwendet werden, wie dies für den Fachmann ersichtlich ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Vordergabelanordnung 14 vorzugsweise so ausgebildet sein, dass diese den Betrag an Vibrationen, die von dem Vorderrad 16 an die Lenkstangenanordnung 18 und damit an den Fahrer des Fahrrades 10 übertragen wird, reduziert. Zusätzlich können andere Bauteile des Fahrrades 10 so ausgebildet sein, dass sie die Vibrationsübertragung reduzieren. Beispielsweise kann die Sattelstütze 30 so ausgebildet sein, dass sie ein Dämpfungssystem 60a (1) umfasst, um die Übertragung von Vibrationen von dem Rahmen 12 an den Sattel 32 und damit an den Fahrrades 10 zu reduzieren. Weiterhin können andere Bauteile und/oder Teile des Fahrrades 10 sowie beispielsweise die Kettenstreben 38 oder die Sattelstreben 40 des Rahmens 12 in ähnlicher Weise ausgebildet sein, um jeweils ein Dämpfungssystem 60b, 60c zu umfassen, um die Übertragung von Vibrationen von den Rädern 16, 20 an den Fahrer des Fahrrades 10 zu reduzieren, wie dies für den Fachmann im Lichte der Lehre der vorstehenden Anmeldung erkennbar ist.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist dort ein Ausführungsbeispiel der Vordergabel 14 im Detail dargestellt. In 2 wurde das Vorderrad 16 weggelassen und in 3 ist das Vorderrad 16 aus Gründen der Klarheit in gestrichelten Linien dargestellt. Wie dies nachstehend im Detail erläutert wird, kann die Gabel 14 vorzugsweise aus einem Kompositmaterial aus einer Vielzahl von Lagen eines Karbonfasermaterials in einer Epoxidharzmatrix ausgebildet sein und umfasst ein Vibrationsdämpfungssystem 16, welches ein elastomeres Material umfassen kann. Vorzugsweise umfasst das elastomere Material ein thermoplastisches Elastomer, weiterhin vorzugsweise ein viscoelastisches Material, wie dies nachstehend im Einzelnen beschrieben wird.
Ein Steuerrohr 42 der Vordergabelanordnung 14 erstreckt sich durch den Rahmen 12 des Fahrrades und nimmt die Lenkstangenanordnung 18 (1) an ihrem oberen Ende auf. Ein Paar Gabelschenkel 44, 46 erstrecken sich von dem Steuerrohr 42 auf gegenüberliegenden Seiten des Vorderrades 16 abwärts. Die Gabelschenkel 44, 46 sind an ihrem oberen Ende 48 miteinander verbunden, welches ebenso mit dem Steuerrohr 42 verbunden ist. Ein Mittelteil 56 der Gabelschenkel 44, 46 verbindet das obere Teil 48 und das untere Teil 52. Folglich ist jeder Gabelschenkel 44, 46 ein im Wesentlichen steifes Element, das eine im Wesentlichen konstante Länge definiert. Das heißt, dass vorzugsweise die Gabelanordnung 14 so ausgebildet ist, dass eine Relativbewegung zwischen Vorderrad 16 und Fahrradrahmen 12 entlang der Achse des Gabelschenkels im Wesentlichen verhindert wird. Eine solche Konstruktion wird im Allgemeinen als ungefederte oder steife Gabelanordnung bezeichnet. Weiterhin sind die Gabelschenkel 44, 46 und das Steuerrohr 42 einteilig ausgebildet.
Ein sog. „drop out” 50 ist an dem unteren Ende 52 jedes Gabelschenkels 44, 46 befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet. Die drop outs 50 sind so bemessen und geformt, dass diese einen Achsteil einer Nabe 54 des Vorderrades 16 aufnehmen. In einer Anordnung sind die drop outs 50 aus Metall ausgebildet, beispielsweise aus Aluminium oder Stahl, und sind durch Kleben an den Gabelschenkeln 44, 46 gesichert. In einer anderen Anordnung sind die drop outs einstückig mit Gabelschenkeln 44, 46 aus Karbonfasermaterial verbunden. Es können jedoch andere geeignete Anordnungen vorgesehen sein, um das Vorderrad 16 mit der Gabelanordnung 14 zu verbinden.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 sind dort die Gabelschenkel 44, 46 wünschenswerterweise so angeordnet, dass die Nabe 54 an einer vorderen Seite der Achse A aufgenommen wird, die durch das Steuerrohr 42 definiert wird. Dies wird gemeinhin als Neigungswinkel oder Versatz (Nachlauf) der Gabel 14 bezeichnet. Eine solche Anordnung stellt die Stabilität der Handhabungseigenschaften des Fahrrades 10 ein, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Wie vorstehend erwähnt, kann das Dämpfungssystem verwendet werden, um die geländeinduzierten Vibrationen zu reduzieren und diese gegen den Fahrer des Fahrrades zu reduzieren. Ein Dämpfungssystem 60 kann an wenigstens einem der Gabelschenkel 44, 46, der Sattelstütze 30, jeder Sattelstrebe 40 und jeder Kettenstrebe 38 vorgesehen sein. Wie dies noch gezeigt wird, kann das Dämpfungssystem 60 so ausgebildet sein, dass dieses ein Dämpfungselement in Berührung mit einem Bauteil des Fahrrades, beispielsweise einen Gabelschenkel zwingt. Zusätzlich, wie dies ebenfalls noch gezeigt wird, kann das Dämpfungssystem so ausgebildet sein, dass es ein Dämpfungselement zwischen einem Bauteil des Fahrrades, beispielsweise einem Gabelschenkel, und einem zweiten Element, wie beispielsweise einem Befestigungselement oder einer Platte einklemmt. Das Dämpfungselement kann eine Oberflächenvertiefung in dem Bauteil berühren. In einigen Ausführungsbeispielen kann ein Dämpfungselement in Berührung mit dem Bauteil gezwungen werden, beispielsweise mittels eines Befestigungselements, das das Dämpfungselement an dem Bauteil sichert. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Dämpfungselement zwischen einer Platte und einem Bauteil eingeklemmt sein (sandwiched) und kann mittels eines Befestigungselements in Berührung mit dem Bauteil gehalten, gezwungen werden, wobei das Befestigungselement die Platte an dem Bauteil sichert, oder das Befestigungselement das Bauteil zwischen der Platte und dem Befestigungselement einklemmt. Das Befestigungselement kann geschraubt oder verrastet oder als irgendwie geartetes anderes Befestigungselement ausgebildet sein. Dieses kann auch mehrere Befestigungselemente umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Befestigungselement oder ein Teil des Befestigungselements einstückig mit dem Dämpfungselement ausgebildet sein. In einigen Ausführungsbeispielen kann ein Befestigungselement direkt an dem Dämpfungselement angebracht sein. Die Platte kann als steife Platte ausgebildet sein. Die Platte kann im Wesentlichen die gesamte, eine Vielzahl oder einen Teil der Oberfläche des Dämpfungselements, die nicht in Kontakt mit dem Bauteil ist, berühren. Andere Ausführungsbeispiele und Konfigurationen können ebenso verwendet werden. Einige wenige Beispiele werden nachstehend beschrieben.
Eine Oberflächenvertiefung kann ein in dem Bauteil vertiefter Bereich sein, wie beispielsweise eine Vertiefung in einem Gabelschenkel. Der vertiefte Bereich kann relativ bezüglich einer umgebenden Oberfläche vertieft sein. Der vertiefte Bereich erstreckt sich nicht durchgehend durch das Bauteil und kann eine Rückwand und Seitenwände aufweisen. In anderen Ausführungsbeispielen kann der vertiefte Bereich abgerundet oder spitz zulaufend sein, so dass der Übergang zwischen den Seitenwänden und der Rückwand unter Umständen nicht klar definiert sein kann. Zusätzlich können die Seitenwände ebenso eine Rückwand bilden, beispielsweise wenn die Seitenwände innerhalb der Vertiefung eine V-Form bilden. Der vertiefte Bereich kann jede beliebige Anzahl von Formen annehmen und kann zur Maximierung der Berührung mit dem Dämpfungselement ausgebildet sein. Der vertiefte Bereich kann in jeder Art und Weise geformt sein, so kann dieser beispielsweise einstückig mit dem Bauteil ausgebildet sein, oder von diesem kann Material abgetragen worden sein, um den vertieften Bereich zu bilden.
Mit Blick auf die 4 bis 5 umfasst ein Ausführungsbeispiel eines Dämpfungssystems 60 ein Dämpfungselement 84 auf einer außenseitlichen Oberfläche 62 eines Gabelschenkels. Wie dies gezeigt ist, ist das Dämpfungselement 84 in einer Oberflächenvertiefung 66 in dem Gabelschenkel angeordnet. Zwei mit Gewinde versehene Befestigungselemente 82 sind in Eingriff mit einer Platte 80, welche das Dämpfungselement 84 an Ort und Stelle sichert und dieses dabei in Berührung mit der Oberfläche des Gabelschenkels hält. Wie gezeigt ist das Dämpfungselement 84 zwischen dem Gabelschenkel 84 und der Platte 80 eingeklemmt (sandwiched). Die Bolzenspannung kann das Dämpfungselement 84 in Berührung mit der Oberfläche des Gabelschenkels komprimieren, so dass das Dämpfungselement die durch den Gabelschenkel übertragenen Vibrationen beeinflusst. Dieser erzwungene Kontakt mit der Oberfläche des Gabelschenkels hilft dabei, einen daraus resultierenden Dämpfungseffekt zu erzielen. Wie zuvor erwähnt, kann das Dämpfungselement 84 aus einem elastomeren Material bestehen.
In anderen Ausführungsbeispielen können Befestigungselemente verwendet werden, um fas Dämpfungselement direkt zu verbinden. Beispielsweise kann ein Befestigungselement mit einem Dämpfungselement in ähnlicher Art und Weise wie dies in 4 dargestellt ist, verbunden sein, jedoch ohne Platte. Das Dämpfungselement kann als massives Stück ausgebildet sein, welches das Befestigungselement in sich aufnimmt, oder das Befestigungselement kann durch das Dämpfungselement hindurchgeführt sein.
Das Dämpfungselement kann mit einem oder mehreren Vorsprüngen versehen sein. Die Vorsprünge können so ausgebildet sein, dass sie das Dämpfungselement an Ort und Stelle halten. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Vorsprünge einen Kopf, einen Flansch oder eine andere Kontaktfläche an einem dem Dämpfungselement gegenüberliegenden Ende aufweisen. Der Kopf kann dazu dienen, das Dämpfungselement an Ort und Stelle zu halten, ähnlich dem Kopf eines Befestigungselements. Auf diese Art und Weise können die Vorsprünge anstelle oder zusätzlich zu einem oder mehreren Befestigungselementen verwendet werden. Der Vorsprung mit einem Kopf oder mit einer Kontaktfläche kann ebenso dazu verwendet werden, das Dämpfungselement in Berührung mit dem Gabelschenkel oder einem anderen Bauteil zu zwingen und dabei einen Dämpfungseffekt zu erzielen.
Es wird nochmals Bezug genommen auf 4. In einigen Ausführungsbeispielen kann ein Dämpfungselement mit einem Vorsprung in der gleichen Gestalt geformt sein wie die gezeigte Kombination aus Platte, Dämpfungselement und Befestigungselement. Ein Dämpfungselement mit einem Vorsprung kann in der Vertiefung an der Oberfläche eines Gabelschenkels aufgenommen werden. Der Vorsprung kann sich durch den Gabelschenkel hindurch auf diejenige Seite des Gabelschenkels erstrecken, die der Vertiefung gegenüberliegend angeordnet ist. Bei einer solchen Konfiguration kann der Vorsprung unter Spannung zwischen einem Kopf oder einer Kontaktfläche auf einer Seite des Gabelschenkels und der Körper des Dämpfungselements innerhalb der Vertiefung auf der anderen Seite angeordnet sein. Auf diese Art und Weise kann der Körper des Dämpfungselements in Berührung mit dem Gabelschenkel gezwungen werden, um einen Dämpfungseffekt zu erzielen.
Bevorzugt ist das Dämpfungssystem 60 im Mittelteil 56 eines jeden Gabelschenkels 44, 46 angeordnet. Das Dämpfungselement 84 kann langgestreckt sein und/oder eine längliche Kontur aufweisen oder anderweitig geformt sein, um vorteilhafterweise den Berührungsbereich zwischen dem Dämpfungselement und dem Gabelschenkel 44, 46 innerhalb des verfügbaren Platzes zu maximieren, was die Vibrationsdämpfung verbessert und gleichzeitig die Stärke und Steifigkeit der Gabel 14 erhält, und was die Handhabungseigenschaften verbessert.
Weiterhin ist es wünschenswert, wenn das Dämpfungselement 84 im Wesentlichen massiv ist und vorzugsweise vollständig massiv ist. Eine solche Anordnung gewährleistet vorteilhafterweise eine beständige gleichmäßige Vibrationsdämpfungsleistung des Dämpfungssystems 60. Weiterhin ist wünschenswerterweise der Querschnittsbereich des Dämpfungsbereichs 84 groß genug, um wirkungsvoll Vibrationen vom Fahrer des Fahrrades 10 abzuhalten.
In 4 ist der rechte Gabelschenkel 44 in Form eines Querschnitts in Form einer horizontalen Schnittebene durch das Dämpfungssystem 20 dargestellt. Wie hier verwendet, erstreckt sich eine vertikale Längsebene über die Länge des Fahrrades 10, diese ist im Wesentlichen fluchtend zu einer durch den Rahmen 12 und die Räder 16, 20 definierten Ebene ausgerichtet. Eine vertikale seitliche Ebene erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsebene und eine horizontale Ebene erstreckt sich senkrecht sowohl zu der Längsebene als auch zu den Seitenebenen.
Der Querschnitt des Dämpfungselements 84 kann eine Vielzahl von Gestalten einnehmen. Beispielsweise kann das Dämpfungselement 84 keilförmig oder trapezoid ausgebildet sein. Die Gestalt des Querschnitts kann einen vergrößerten Kontakt mit der Oberflächenvertiefung 66 ermöglichen und die Wirksamkeit der Bolzenspannung und des Sandwich-Effekts erhöhen, um das Dämpfungselement 84 in Berührung mit dem Gabelschenkel zu zwingen und die übertragenen Vibrationen zu reduzieren. In einigen Ausführungsbeispielen kann das Dämpfungselement 84 weiterhin einen Hohlraum und einen Rand 90 umfassen. Die Platte 80 kann in den Hohlraum 88 eingesetzt sein. Der Hohlraum 88 kann so bemessen sein, dass er geringfügig kleiner als die Platte 80 ist. Dies kann dazu führen, dass die Platte den Rand 90 nach außen und weiter in Berührung mit den Seiten der Vertiefung 66 treibt.
Wie dargestellt, ist der Gabelschenkel 44 wünschenswerterweise von dünnwandiger und hohler Konstruktion, um das Gewicht zu reduzieren. Der Gabelschenkel 44 hat eine äußere Oberfläche 62 und eine innere Oberfläche 64, wobei die innere Oberfläche die dem Rad 16 zugewandte Oberfläche ist. Entweder beide oder eine von der inneren oder äußeren Oberfläche kann eine Vertiefung 66 zur Aufnahme eines Dämpfungselements 84 definieren. Das Befestigungselement kann durch die innere Oberfläche in Richtung auf die äußere Oberfläche zu der angebrachten Platte 80 hindurchgeführt worden sein. Hierdurch kann das Befestigungselement oder der Kopf des Befestigungselements auf der Innenseite nahe dem Rad angebracht sein, so dass dieser nicht ohne weiteres sichtbar ist. Die Platte 80 kann ebenso als Kennzeichen im Sinne einer Markenbezeichnung oder zu stilistischen Zwecken vorgesehen sein.
Obwohl dies nicht im Detail dargestellt ist, kann der linke Gabelschenkel 46 im Wesentlichen spiegelbildlich zu dem linken Gabelschenkel 44 ausgebildet sein. Es ist jedoch für den Fachmann ohne weiteres erkennbar, dass auch in anderer Hinsicht das Dämpfungssystem 60 des linken Gabelschenkels 46 im Wesentlichen identisch zu dem vorstehend beschriebenen Dämpfungssystem ausgebildet sein kann.
Es wird nun Bezug genommen auf die 6 bis 7, die ein anderes Ausführungsbeispiel des Dämpfungssystems 60' einer Gabel 14' zeigen. Das Dämpfungssystem 60' umfasst ein erstes Dämpfungselement 84 auf einer Außenseitenoberfläche 62 des Gabelschenkels und ein zweites Dämpfungselement 86 auf einer Innenseitenoberfläche 64 des Gabelschenkels. Wie gezeigt, sind die Dämpfungselemente 84, 86 in Oberflächenvertiefungen 66 in dem Gabelschenkel angeordnet. Zwei Gewindebefestigungselemente 82 greifen in eine Platte 80 ein, welche die Dämpfungselemente 84, 86 an Ort und Stelle sichert und dabei das erste und zweite Dämpfungselement in Berührung mit der Oberfläche des Gabelschenkels zwingt. Wie gezeigt, sind die Dämpfungselemente 84, 86 zwischen den Gabelschenkel und jede der Platten 80 oder Befestigungselemente 82 eingeklemmt. Diese erzwungene Berührung mit der Oberfläche der Gabelschenkel trägt zur Gewährleistung eines resultierenden Dämpfungseffekts bei. Wie vorstehend erwähnt, können die Dämpfungselemente 84, 86 aus einem elastomeren Material bestehen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen können die beiden Dämpfungselemente 84, 86 direkt miteinander verbunden sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere Befestigungselemente direkt mit einem oder mehreren Dämpfungselementen verbunden sein. Alternativ können ein oder mehrere Dämpfungselemente mit einem oder mehreren Vorsprüngen versehen sein. Die Vorsprünge können in ähnlicher Art und Weise wie ein Befestigungselement wirken. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die Vorsprünge einen Kopf, einen Flansch oder eine andere Kontaktfläche an einem dem Dämpfungselement gegenüberliegenden Ende aufweisen. Der Vorsprung mit einem Kopf oder einer Kontaktfläche kann dazu verwendet werden, das Dämpfungselement in Berührung mit dem Gabelschenkel oder einem anderen Bauteil zu zwingen, um einen Dämpfungseffekt zu erzielen. Vorsprünge können auch verwendet werden, um die Dämpfungselemente 84, 86 miteinander zu verbinden.
Im Falle einer Konstruktion im Wesentlichen wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, verhindert oder reduziert die Gabelanordnung Vibrationen, die durch die Gabelschenkel 44, 46 weitergeleitet werden. Folglich werden Vibrationen, die von dem unteren Ende 52 der Gabelschenkel 44, 46 herrühren (d. h. vom Vorderrad 16) beim Hindurchtreten durch die oberen Enden 48 und das Steuerrohr 42 der Gabel und damit in die Lenkstange 18 des Fahrrades 10 unterdrückt oder in ihrer Größe reduziert. Solch eine Anordnung verbessert den Komfort des Fahrers und reduziert Ermüdungserscheinungen während längerer Fahrten.
Vorzugsweise ist die gesamte Gabelanordnung mit Ausnahme des Dämpfungssystems in einer Art und Weise konstruiert, wie dies für Komposit-Fahrradgabeln üblich ist. Die Gabelanordnung kann jedoch durch jedes geeignete Herstellungsverfahren erhalten worden sein. Vorzugsweise kann die Gabelanordnung leichtgewichtiger als bekannte Gabelanordnungen sein, die Dämpfungssysteme mit einem Einsatz verwenden, beispielsweise solche, bei welchen ein Hohlraum durch die gesamte Gabel hindurchgeführt ist. Dies resultiert aus der Reduzierung der Materialmenge, welche benötigt wird, um Oberflächenvertiefungen zu erzeugen, ganz im Gegensatz zu solchen Hohlräumen, die vollständig durch den Gabelschenkel hindurchgeführt sind. Auch für Kohlefasern ermöglicht das verbesserte Design eine bessere Kontrolle des Lagenaufbaus, dadurch, dass nicht mehr zwei Blasen und zwei Karbonrohre benötigt werden, um die Vertiefungen zu erzeugen. Deshalb kann nur eine einzige Blase verwendet werden, und in einigen Ausführungsformen kann eine Blase verwendet werden, um einen Raum oberhalb, unterhalb, hinter und seitlich der Oberflächenvertiefung zu erzeugen. Ähnliche Vorzüge wurden bei Verwendung des Dämpfungssystems 60 in anderen Bereichen des Fahrrades beobachtet, wie beispielsweise im Bereich der Sattelstreben, des Sattelrohrs und der Kettenstreben.
Es wird nun Bezug auf die 8 bis 10 genommen, die ein Dämpfungssystem 60c in Verwendung an den hinteren Sattelstreben 40 eines hinteren Rahmenteils 36 zeigen. Wie gezeigt, ist das Dämpfungselement 84 in die Oberflächenvertiefung der Sattelstütze 40 eingesetzt. Zwei Gewindebefestigungselemente 82 greifen in eine Platte 80 ein, die das Dämpfungselement 84 an Ort und Stelle hält und dabei das Dämpfungselement 84 in Berührung mit der Oberfläche der Sattelstrebe 40 zwingt. Folglich ist das Dämpfungselement 84 zwischen der Sattelstrebe 40 und der Platte 80 eingeklemmt. Die Bolzenspannung kann das Dämpfungselement 84 in Berührung mit der Oberfäche der Sattelstrebe 40 komprimieren, so dass das Dämpfungselement die durch die Sattelstrebe 40 übertragenen Schwingungen beeinflusst. Dieser erzwungene Kontakt mit der Oberfläche der Sattelstrebe erzeugt einen Dämpfungseffekt.
Vorzugsweise ist das Dämpfungssystem 60 innerhalb eines Mittelteils einer jeden Sattelstrebe 40 angeordnet. Das Dämpfungselement 84 kann als längliches Dämpfungselement oder als Dämpfungselement mit länglichen Konturen ausgebildet sein oder anderweitig so gestaltet sein, dass dieses vorteilhafterweise den Kontaktbereich zwischen dem Dämpfungselement 84 und der Sattelstrebe 40 innerhalb des verfügbaren Platzes maximiert, was die Vibrationsdämpfung verbessert und gleichzeitig die Stärke und Steifigkeit der Sattelstrebe 40 erhält. Das Dämpfungselement 84 kann, wie dies beispielsweise in 10 gezeigt ist, einen trapezoiden Querschnitt aufweisen. Hierdurch wird ein vergrößerter Kontakt mit der Oberfläche der Sattelstrebe und eine wirksamere Bolzenspannung sowie ein verbesserter Sandwich-Effekt erzielt, um das Dämpfungselement 84 in Berührung mit der Sattelstrebenoberfläche zu pressen und die übertragenen Vibrationen zu reduzieren.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das Dämpfungselement weiterhin eine Ausnehmung 88 und einen Rand 90 aufweisen. Die Platte kann in die Ausnehmung 88 eingesetzt sein. Die Ausnehmung 88 kann so bemessen sein, dass sie geringfügig kleiner ist als die Platte. Dies verursacht, dass die Platte den Rahnd 90 nach außen und weiter in Kontakt mit den Seiten der Vertiefung 66 in der Sattelstrebe 40 treibt.
Ähnlich wie der Gabelschenkel kann die Sattelstrebe 40 zwecks Gewichtsreduktion als hohlwandige dünne Konstruktion ausgebildet sein. Die Sattelstrebe 40 kann ebenso eine äußere Oberfläche 62 und eine innere Oberfläche 64 aufweisen, wobei die innere Oberfläche diejenige ist, die dem Rad 20 zugekehrt ist. Entweder beide oder eine der Oberflächen der inneren und äußeren Oberflächen können eine Vertiefung 66 zur Aufnahme eines Dämpfungselements 84 definieren. Das Befestigungselement kann durch die innere Oberfläche in Richtung auf die äußere Oberfläche zur Befestigung an einer Platte 80 eingebracht worden sein. Hierdurch kann das Befestigungselement oder der Kopf des Befestigungselements auf der Innenseite nahe dem Rad 20, und damit nicht ohne weiteres sichtbar, vorgesehen sein. Die Platte 80 kann auch als Plakette zu Kennzeichnungszwecken oder aus stilistischen Gründen vorgesehen sein.
Bei anderen Ausführungsbeispielen können als Befestigungselemente direkt mit dem Dämpfungselement verbundene Befestigungselemente Anwendung finden. Alternativ kann das Dämpfungselement mit einem oder mehreren Vorsprüngen, wie beispielsweise Vorsprüngen mit einem Kopf, Flansch oder einer anderen Kontaktoberfläche versehen sein. Der Vorsprung mit einem Kopf oder einer anderen Kontaktfläche kann dazu verwendet werden, das Dämpfungselement in Berührung mit der Sattelstrebe oder einem anderen Bauteil zu komprimieren, wodurch ein Dämpfungseffekt erzeugt wird. Deshalb können die Vorsprünge in ähnlicher Art und Weise wirken wie ein Befestigungselement.
Bei einer Ausbildung, im Wesentlichen entsprechend der Beschreibung der vorstehenden Ausführungsbeispiele, verhindert das hintere Rahmenteil mit Dämpfungssystem die Weiterleitung von Vibrationen durch die Sattelstreben 40. Daher werden Vibrationen, die von dem unteren Ende der Sattelstreben (d. h. von dem Hinterrad 20) herrühren, daran gehindert, an die oberen Enden und an den Hauptrahmen 34 weitergegeben zu werden. Solch eine Anordnung verbessert den Komfort des Fahrers und reduziert Ermüdungserscheinungen während längerer Fahrten.
Selbstverständlich bezieht sich die vorstehende Beschreibung auf bestimmte Merkmale, Gesichtspunkte und Vorzüge der vorliegenden Erfindung, zu welchen zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Gedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus könnte ein Dämpfungssystem nicht alle vorstehend beschriebenen Aufgaben und Vorteile, jedoch einige Merkmale, Gesichtspunkte und Vorzüge der vorliegenden Erfindung verwirklichen. Es ist deshalb für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung so verkörpert sein kann oder ausgeführt werden kann, dass sie einen Vorzug oder eine Gruppe von Vorzügen, wie vorstehend beschrieben, erzielt oder optimiert, ohne notwendigerweise andere Aufgaben oder Vorzüge, wie vorstehend beschrieben, zu erreichen. Die vorliegende Erfindung wird daher ausschließlich durch die beigefügten Patentansprüche definiert.

Claims

Fahrradanordnung umfassend einen Hauptrahmenteil; eine im Wesentlichen steife Radaufnahme, welche an einem ersten Ende mit dem Hauptrahmenteil verbunden ist und ein Rad an einem zweiten Ende aufnimmt, wobei eine äußere Wand der Radaufnahme eine erste Oberflächenvertiefung definiert; ein Dämpfungselement, welches in der ersten Oberflächenvertiefung angeordnet ist; und ein Befestigungselement, um das Dämpfungselement innerhalb der ersten Oberflächenvertiefung zu sichern, wobei das Dämpfungselement so ausgebildet ist, dass es in Berührung mit einer Oberfläche der ersten Oberflächenvertiefung gezwungen wird, um dabei Vibrationen zu dämpfen, die durch das Rad in die Radaufnahme eingeleitet werden.
Fahrradanordnung umfassend: einen Hauptrahmenteil; ein Rad; eine im Wesentlichen steife Radaufnahme, die an einem ersten Ende mit dem Hauptrahmenteil verbunden ist und das Rad an einem zweiten Ende aufnimmt, wobei eine äußere Wand der Radaufnahme eine erste Oberflächenvertiefung definiert; ein Dämpfungselement, welches innerhalb der ersten Oberflächenvertiefung angeordnet ist; ein Befestigungselement; und eine Platte, wobei die Platte und das Befestigungselement das Dämpfungselement innerhalb der ersten Oberflächenvertiefung sicher und das Dämpfungselement in Berührung mit einer Oberfläche der ersten Oberflächenvertiefung zwingen, um so Vibrationen zu dämpfen, die durch das Rad in die Radaufnahme eingebracht werden.
Fahrradanordnung nach Anspruch 1, umfassend eine Platte, wobei die Platte mit dem Befestigungselement zusammenwirkt, um das Befestigungselement in Berührung mit einer Oberfläche der ersten Oberflächenvertiefung zu zwingen, um dabei Vibrationen zu dämpfen, die durch das Rad in die Radaufnahme eingebracht werden.
Fahrradanordnung nach Anspruch 1, bei welcher das Befestigungselement direkt an dem Dämpfungselement gesichert ist.
Fahrradanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Rad als Vorderrad des Fahrrades ausgebildet ist und die Radaufnahme als Vordergabel ausgebildet ist.
Fahrradanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Rad als Hinterrad des Fahrrades ausgebildet ist und bei welcher die Radaufnahme als hinteres Rahmenteil ausgebildet ist.
Fahrradanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine zweite Oberflächenvertiefung und ein zweites Dämpfungselement, welches in der zweiten Oberflächenvertiefung angeordnet ist.
Fahrradanordnung nach Anspruch 7, bei welcher die ersten und zweiten Oberflächenvertiefungen auf gegenüberliegenden Seiten der äußeren Wand der Radaufnahme angeordnet sind.
Fahrradanordnung nach Anspruch 5, weiterhin umfassend eine zweite Oberflächenvertiefung und ein zweites Dämpfungselement, welches innerhalb der zweiten Oberflächenvertiefung angeordnet ist, bei welcher die Gabel zwei Gabelschenkel umfasst und die erste und zweite Oberflächenvertiefung auf gegenüberliegenden Seiten eines Gabelschenkels angeordnet sind.
Fahrradanordnung nach Anspruch 2, weiterhin umfassend eine zweite Oberflächenvertiefung und ein zweites Dämpfungselement, welches innerhalb der zweiten Oberflächenvertiefung angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Oberflächenvertiefungen auf gegenüberliegenden Seiten der äußeren Wand der Radaufnahme angeordnet sind und wobei die Platte mit dem Befestigungselement derart verbunden ist, dass das erste Dämpfungselement zwischen die Platte und dem Gabelschenkel eingeklemmt ist und das zweite Dämpfungselement zwischen einem Kopf des Befestigungselements und dem Gabelschenkel eingeklemmt ist.
Fahrradanordnung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine zweite Oberflächenvertiefung und ein zweites Dämpfungselement, welches innerhalb der zweiten Oberflächenvertiefung angeordnet ist, wobei die ersten und zweiten Oberflächenvertiefung sich auf gegenüberliegenden Seiten der äußeren Wand der Radaufnahme befinden, weiterhin umfassend eine Platte, wobei die Platte mit dem Befestigungselement derart verbunden ist, dass das erste Dämpfungselement zwischen der Platte und dem Gabelschenkel eingeklemmt ist und das zweite Dämpfungselement zwischen einem Kopf des Befestigungselements und dem Gabelschenkel eingeklemmt ist.
Fahrradanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die erste Oberflächenvertiefung in einem Zwischenteil der Radaufnahme zwischen ersten und zweiten Enden angeordnet ist.
Fahrradanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das erste Dämpfungselement als massives Stück aus elastomerem Material ausgebildet ist.
Fahrradanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das erste Dämpfungselement im Wesentlichen das gesamte Volumen der ersten Oberflächenvertiefung einnimmt.